در این مقاله از سایت پارسیان تری دی قصد داریم بحث مفصلی در مورد نازل های رایج در پرینترهای سه بعدی داشته باشیم . ابتدا انواع نازل ها را معرفی کنیم و در ادامه در مورد روش های نگه داری آن نیز با هم صحبت کنیم. حتما این مقاله را تا انتها همراه ما باشید.
فهرست مطالب
نازل پرینتر سه بعدی قطعه ای کوچک با تاثیر بسیار مهم در عملکرد پرینتر سه بعدی است، نازل ها در پرینترسه بعدی یکی از قطعات انتهایی اکسترودر هستند که وظیفه تزریق فیلامنت ذوب شده را بر عهده دارند.
نازل ها با قطرهای مختلف در هات اند های پرینترهای سه بعدی به کار می روند. نازل در هات اند پرینتر سه بعدی داغ می شود به طوریکه با ذوب شدن فیلامت و از طریق اکسترودر ، ماده از سر نازل خارج می شود و عملیات تزریق صورت می گیرد.
نازل ها با قطرهای مختلف در هات اند های پرینترهای سه بعدی به کار می روند. نازل در هات اند پرینتر سه بعدی داغ می شود به طوریکه با ذوب شدن فیلامت و از طریق اکسترودر ، ماده از سر نازل خارج می شود و عملیات تزریق صورت می گیرد.
نازل ها آخرین قطعه از اکسترودر پرینتر سه بعدی اند که با فیلامنت در ارتباط هستند.
بنابراین مهم است که اگر یک کاربر حرفه ای پرینتر سه بعدی هستید، آنها را بشناسید و مرتبط با نوع کارتان از آن استفاده کنید.
فیلامنت از قسمت خنک کننده وارد هات اند می شود و پس از عبور از پیچ سوراخ دار و بلوک گرم کن به نازل میرسد و عمل ذوب شدن و لایه گذاری انجام میشود.
دو فاکتور مهم در نازل های پرینتر سه بعدی یعنی قطر و جنس نازل نقش به سزایی در عملکرد آن دارند. به بیان دیگر می توان گفت ، تغییر در قطر نازل و همچنین جنس آن ، نتیجه پرینت شده یک قطعه را دستخوش تغییرات زیادی می کند.
نازل ها در 6 جنس مختلف با قطرهای متفاوت وجود دارند که بسته به نوع کار مورد استفاده قرار می گیرند.
نازل های پرینتر سه بعدی از موادهای مختلفی ساخته می شوند که همگی آن ها با ساختاری فلزی در دسترس هستند. برخی از فیلامنتها از الیافهایی ساخته می شوند که به دلیل ناخالصی پس از مدتی کار کردن نازل ، باعث خوردگی و از بین رفتن آن می شود. این موضوع باعث گرفتگی یا تخریب سری نازل خواهد شد.
رایج ترین جنس در بین نازل های پرینت سه بعدی ، جنس برنج است .ضریب انتقال حرارتی نازلهای چاپگر 3 بعدی برنجی بسیار بالا است.
شکل دهی و ماشین کاری برنج در مقایسه با اجناس دیگر از سختی کمتری برخوردار است و همین موضوع باعث شده است که قیمت کم تری نسبت به سایرین داشته باشد.
نازل برنجی گزینه ای ایده ل برای پرینت با فیلامنت های پلاستیکی نرم مانند PLA و ABS و PETG محسوب می شود.
نازلهای برنجی گزینه چندان مناسبی برای فیلامنتهای ساینده (فیبر کربن و فلز) نمی باشند و پرینت این نوع فیلامنتها می بایست با استفاده از نازلهای سخت تر مانند تیتانیوم و یا استیل انجام شود.
همان طور که پیش تر به آن اشاره شد شاید بتوان گفت رایج ترین جنس نازل به کار رفته در چاپگرهای سه بعدی ، جنس برنج باشد. اما برای انتخاب نازل ، انتخاب های متنوعی از لحاظ جنس پیش روی شما است که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.
بعد از جنس برنج ، میتون گفت نازل با جنس فولاد ضد زنگ رایج ترین گزینه در بین نازل های پرینت سه بعدی است. از این نازل برای چاپ فیلامنت های ساینده بسیار استفاده می شود. مقاومت بالاتر این جنس در برابر ناخالصی های ماده ، برگ برنده ای در مقابل با جنس های دیگر مانند برنج است.
این نازل پرینتر سه بعدی برای چاپ فیلامنتهای فیبر کربن طرح فلز یا چوب مناسب است و از آنها تقریباً می توان برای چاپ سه بعدی تمامی فیلامنتها (ساینده و غیر ساینده ) استفاده کرد.
با پیشرفت روش تولید قطعات با دستگاهای CNC به راحتی امکان ساخت نازل از این جنس امکان پذیر شده است.
یکی از نقص های نازل های فولادی در مقایسه با نازل برنجی، پایین بودن رسانایی حرارتی آنها است. به این معنی که جریان عملکرد افت می کند و خصوصا این اتفاق در نازل های سایز بزرگ تر بیشتر است. به دلیل مقاومت مکانیکی بسیار زیاد فلز استنلس استیل، این نوع نازل ها مقاومت بسیار زیادی در برابر سایش و تغییر شکل دارند و به همین دارای طول عمر بالاتری نسبت به نازلهای برنجی می باشند
در صورتی که قصد به کار گرفتن مواد با مقدار سایش کم تر دارید فولاد سخت می تواند گزینه خوبی برای استفاده بر روی دستگاه چاپگر سه بعدی باشد.
این نازل چاپگر سه بعدی بسیار مقاوم در برابر سایش است و حتی در اثر استفاده زیاد می تواند یک سال و بیشتر از آن دوام داشته باشد.
مواد دیگری مانند تنگستن و یاقوت برای ساخت نازلهایی که نیاز به پایداری و ضد سایش بودن را دارند مورد استفاده قرار می گیرند،این مواد منحصرا برای چاپ مواد ساینده هستند و برای چاپ فیلامنت معمولی کمتر مورد استفاده قرار میگیرند یا بهتر است بگوییم به دلیل قیمت بالاتر این نوع نازل ها در مقایسه با سایر جنس ها ، لزومی بر استفاده از آن ها نیست
مقاومت در برابر دمای بالا ، هدایت حرارتی خوب ، تغییر شکل حرارتی کوچک و سختی زیاد از جمله ویژگی های مثبت این جنس نازل ها است.
نازل پرینت 3 بعدی تنگستن که شرکت کانادایی DyzeDesign از ابداع گران ساخت آن بوده است، تعادل خوبی را میان استحکام، مقاومت در برابر سایش و رسانایی حرارتی برقرار کرده است.
باید به این نکته نیز اشاره کرد که این نازل در دنیای تجاری کم تر مورد استفاده قرار گرفته است این نازل برای کار با فیلامنت های ساینده مثل طرح فلز یا چوب که نیاز به یک نازل محکم دارند گزینه مناسبی محسوب می شود.
یکی دیگر از این نازل های پرینتر سه بعدی ، نازل از جنس یاقوت است که به آن Ruby نیز گفته می شود این نازل اولین بار توسط “آندرس اولسون” مهندس تحقیقات دانشگاه اوپسالا سوئد تولید شده است. دلیل اولیه برای ساخت این نازل و به کار گیری آن ، نیاز به پرینت با جنس فیبر کربن در یک آزمایشگاه بوده است. نازل های یاقوت که اخیراً تولید و عرضه شده اند دارای نوک کریستالی با قطر سوراخ بسیار دقیق و مستحکم می باشند و برای پرینت قطعات با دقت بالا مورد استفاده قرار میگیرند . قیمت این نوع نازلها بسیار بالا بوده و به همین دلیل، کم تر مورد استقبال کاربران پرینترهای سه بعدی قرار گرفته است.
این نازل ها برای چاپ 3 بعدی در دمای بالا طراحی شده اند. نازل های مسی از آلیاژ مس ویژه در دمای بالا با نقطه نرم شدن بیش از 500 درجه سانتیگراد و هدایت حرارتی بسیار زیاد ساخته شده اند و برای کاربردهای دمای بالا بسیار مناسب هستند و کاملاً با فیلامنت های رایج مانند PLA ، ABS و موارد دیگر کار می کنند .
علاوه بر عملکرد خوب در دمای بالا ، این نازل پرینتر سه بعدی دارای پوشش پیشرفته مبتنی بر نیکل است که به طور قابل توجهی چسبندگی پلاستیک به نازل را کاهش می دهد. چسبندگی کم تر موجب رسوب و گرفتگی کم تر و در نتیجه خرابی دیرتر نازل می شود.
این نوع نازلها تنها در پرینت سه بعدی فیلامنتهای ساینده مورد استفاده قرار می گیرد و سخت بودن جنس نازل مانع از خراب شدن آن در اثر سائیده شدن مواد و یا سایش نازل به صفحه ساخت پرینتر سه بعدی می گردد. قیمت این نوع نازلها در مقایسه با سایر انواع نازلها بسیار بالا می باشد.
نازل های فولادی سخت شده در مقایسه با نازل های فولاد ضد زنگ در رتبه بعدی از لحاظ مقاوت سایشی قرار میگیرند.
کاربرد اصلی : استفاده در پرینت فیلامنت های پلاستیکی نرم مانند PLA و ABS و PETG
در جدول زیر طبقه بندی نازل ها بر اساس جنس های گوناگون و کاربرد مهم آن آورده شده است.
| رده قیمت | کاربرد | نوع جنس نازل |
| پایین | پرینت متریال های رایج فیلامنت مانند PLA و ABS | برنج |
| متوسط | پرکاربرد در صنایع پزشکی | استنلس استیل |
| بالا | مقاوم در برابر فیلامنت های ساینده | استیل سخت کاری شده |
| بسیار بالا | مقاومت بالا در برابر فیلامنت های به شدت ساینده | تنگستن |
بطور کلی جهت انجام پرینت سه بعدی قطعات ، دو نوع فیلامنت با دو قطر مختلف رایج است که شامل فیلامنت با قطر خارجی 1.75میلیمتر و 3 میلیمتر (2.85 میلیمتر) می باشد که در پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی FDM مورد استفاده قرار می گیرد.
دستگاه پرینتر سه بعدی با توجه به نوع و شرکت تولید کننده آن قادر به استفاده از یکی از این دو نوع فیلامنت است.
سایز نازل استفاده شده در پرینتر سه بعدی نقش بسزایی در کیفیت پرینت سه بعدی نهایی دارد. در ادامه در این مورد بیشتر صحبت خواهیم کرد.
در ابتدا تنها یک نوع نازل پرینتر با قطر سوراخ 0.4 میلیمتر وجود داشت ولی با فراگیر شدن تکنولوژی پرینت سه بعدی، نازلهایی با قطر سوراخ متفاوت از قبیل 0.2 میلیمتر، 0.3 میلیمتر، 0.5 میلیمتر و غیره نیز تولید و عرضه گردید.
متداولترین نازل مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی ، نازل با قطر سوراخ 0.4 میلیمتر است که برای پرینت قطعاتی با سایز متوسط گزینه مناسبی محسوب می شود. این سایز نازل می تواند کیفیت مناسبی در چاپ 3 بعدی قطعات ارائه کند.
اما در بسیاری از قطعات به دلیل وجود نواحی ظریف می بایست از نازل ریزتر و همچنین در قطعاتی با ابعاد بزرگ به منظور جلوگیری از بالا رفتن زمان چاپ از حد مجاز لازم است از نازل هایی با قطر سوراخ بزرگتر استفاده کرد.
چنانچه قصد داشته باشیم قطعات بسیار ریز با جزئیات بالا را پرینت سه بعدی کنیم می بایست از نازل هایی با قطر سوراخ کوچکتر (مثل نازل 0.2 میلیمتر) استفاده کنیم.
همچنین چنانچه هدف ما پرینت قطعات بزرگ صنعتی باشد می بایست ازنازل با قطر سوراخ بزرگتر (مثل 0.8 میلیمتر) استفاده شود تا زمان پرینت سه بعدی را تا حد زیادی کاهش داد.
البته به این نکته نیز باید اشاره کرد که بالا رفتن سایز نازل به کار رفته ، از کیفیت سطح می کاهد چون پهنای خروجی ماده افزایش پیدا می کند و به دلیل چیدمان درشت تر مواد روی هم کیفیت لایه گذاری با افت مواجه می شود.
در پرینت با سایز نازل بزرگ تر ، حتما عملیاتی مانند پرداخت و سمباده کاری توصیه می شود.
نازل پرینت سه بعدی یک قطعه مصرفی است که هر از چند گاهی نیاز به تعویض دارد می توانید با مراجعه به لینک زیر در مورد نحوه تعویض نازل اطلاعات کاملی به دست آورید
نحوه تعویض و نگه داری نازل پرینتر سه بعدی
