پرینت سه بعدی به روش سیستم‌های MODELMAKER و PATTERN MASTER

پرینت  سه بعدی به روش سیستم‌های MODELMAKER و PATTERN MASTER متعلق به شرکت Solidscape (با نام سابق Sanders) نیز در ساخت مدل و الگو کاربرد دارند. به‌تازگی این شرکت دو محصول جدید به نام‌های T66 Benchtop و T612 Benchtop را نیز بر اساس فرآیند MODELMAKER ارائه کرده است. این فرآیند بر پایه تکنولوژی چاپ با جت جوهر عمل کرده و در آن مواد ترموپلاستیک برای ایجاد لایه‌های مدل و موم به‌منظور ساخت تکیه‌گاه، به‌طور همزمان از طریق دو نازل جداگانه ریخته می‌شوند. قطعات در این روش به دلیل ترسیم کانتورهای مرزی در آغاز شکل‌دهی هر لایه و پرداخت اولیه آن و همچنین انجام عملیات فرزکاری بعد از شکل‌گیری هر لایه، دارای صافی سطح و دقت بالایی می‌باشند. این روش در مقایسه با فرآیندهای SLS و SLA ناپایدارتر بوده و کاربرد عمده آن در ساخت جواهرات می‌باشد. شماتیک این فرآیند در شکل نشان داده‌شده است.

فرآیند سیستم‌های MODELMAKER و PATTERN MASTER

فرآیند MM II^TM و Patern Master^TM را می‌توان به‌عنوان ترکیبی از فرآیندهای FDM و 3DP در نظر گرفت. شرکت Solidscape این فرآیند در پرینتر سه بعدی را پلات سه‌بعدی نامیده است. در این روش از دو نوع هد چاپگر یکی برای ریختن مواد ترموپلاستیک و دیگری به‌منظور ریختن موم استفاده می‌شود. مواد ترموپلاستیک برای ساخت قطعه و موم برای ایجاد تکیه‌گاه‌ها به کار می‌روند. شبیه اغلب سیستم‌های تجاری دیگر مدل روی یک پلتفرم ساخته می‌شود. بعد از اتمام ساخت هر لایه پلتفرم به‌اندازه ضخامت یک‌لایه به سمت پایین حرکت می‌کند. ترموپلاستیک مایع بعد از خروج از هد چاپگر در اثر تماس با سطح مدل بلافاصله جامد می‌شود و موم به‌منظور فراهم کردن سطحی صاف و پایدار برای ریختن ترموپلاستیک در لایه‌های متوالی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعد از تکمیل هر لایه به‌منظور صاف شدن برای ساخت لایه بعدی، به‌وسیله یک ابزار برشی حدود 25/0 میلی‌متر از سطح آن باربرداری می‌شود. بعد از شکل‌گیری چندین لایه، هد چاپگر به‌طور اتوماتیک کنار رفته و نازل‌ها به‌منظور جلوگیری از هرگونه گرفتگی احتمالی مورد بازبینی قرار می‌گیرند. در صورت عدم وجود گرفتگی فرآیند ادامه می‌یابد. چنانچه نازل دچار گرفتگی شده باشد، لایه‌های معیوب توسط ابزار برشی حذف و فرآیند از آخرین لایه سالم تکرار می‌شود.

مزایا

1. دقت بالا: دقت سیستم در جهت X,Y,Z به 025/0± بر میلی‌متر می‌رسد. همچنین این سیستم قادر به ایجاد سطوح پرداخت با زبری 8 – 1.6 µm RMS می‌باشد.
2. ساخت لایه‌ها باقابلیت تنظیم: ضخامت لایه‌ها را می‌توان در حین ساخت بین 013/0 تا 076/0 میلی‌متر بسته به سفارش کارفرما و نیازمندی سرعت فرآیند ساخت تنظیم نمود.
3. راحتی استفاده: از این سیستم می‌توان بدون نیاز به تأسیسات خاص در محیط دفتر استفاده نمود چون سیستم ساده، تمیز و کارآمد می‌باشد. همچنین به دلیل غیر سمی بودن مواد مورد استفاده، سیستم برای استفاده دفتری کاملاً ایمن است.
4. حداقل پس پردازش: نمونه‌های ساخته‌شده توسط این سیستم به حداقل پس پردازش نیاز دارند و دارای استحکام کافی برای استفاده مستقیم در ریخته‌گری می‌باشند.

معایب

1. حجم ساخت کوچک: حجم ساخت هر دو سیستم در مقایسه با بیشتر سیستم‌های RP کوچک‌تر است (304×4، 152×9، 213 میلی‌متر). بنابراین سیستم برای ساخت نمونه‌های بزرگ مناسب نیست.
2. محدودیت مواد: مشابه بسیاری از سیستم‌های دیگر، مواد قابل‌استفاده در این سیستم محدود به Solidscapc’s ProtoBuild و Protosupport^TM می‌شود.
3. کندی فرآیند: اگرچه سیستم PatternMaster^TM دو برابر سریع‌تر از ModelMaker^TM است، اما هر دو سیستم هنوز بسیار کندتر از دیگر سیستم‌های مطرح نمونه‌سازی می‌باشند.

کاربردها

کاربرد اصلی سیستم‌های Solidcape تهیه مدل‌های تجسمی در ساخت جواهرات و به‌منظور ارزیابی طراحی در فرآیند طراحی است. این پرینتر سه بعدی برای استفاده در محیط دفتری مناسب می‌باشند و همچنین می‌توان از آن‌ها در ساخت الگو برای قالب‌سازی به روش RT نیز استفاده نمود.