روشهای تولید نوین (New production methods)

تف جوشی مستقیم لیزری فلزات DMLS روش افزودنی پیشرو برای ساخت نمونه های اولیه فلزی است و در زیر پودر بستر فیوژن قرار می گیرد. این شبیه به تف جوشی لیزری انتخابی رزین پلاستیک است اما برای استفاده با فلزاتی از جمله آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، کروم کبالت و اینکونل مناسب است. این روش دقت و ظرافت خوب و خواص مکانیکی عالی را ارائه می دهد. DMLS را می توان برای قطعات و ویژگی های بسیار کوچک استفاده کرد و از آنجایی که یک فرآیند افزایشی است، می تواند هندسه هایی را که ممکن است ماشین کاری غیرممکن است، مانند فضاهای بسته، بازتولید کند. لایه ها می توانند با 20 میکرون و دقت 0.002 ± اینچ باشد.

استریولیتوگرافی یک فرآیند چاپ سه بعدی است که از پرتو لیزر متحرک کنترل شده توسط کامپیوتر استفاده می کند که از قبل با استفاده از نرم افزار CAM/CAD برنامه ریزی شده است. استریولیتوگرافی (SL) یک فرآیند چاپ سه بعدی صنعتی است که برای ایجاد مدل‌های مفهومی، نمونه‌های اولیه آرایشی - سریع و قطعات پیچیده با هندسه‌های پیچیده در یک روز استفاده می‌شود.

پرینت سه بعدی یک فرآیند افزایشی است که در آن لایه هایی از مواد برای ایجاد یک قسمت سه بعدی ساخته می شود. این برعکس فرآیندهای تولید کاهشی است که در آن طرح نهایی از یک بلوک بزرگتر از مواد بریده می شود. در نتیجه پرینت سه بعدی باعث هدر رفتن مواد کمتری می شود.

پیچیدن رشته ای تکنیکی است که عمدتاً برای ساخت قطعات توخالی، دایره ای یا منشوری مانند لوله ها و مخازن استفاده می شود. این کار با پیچاندن زشته‌های فیبر پیوسته بر روی یک سنبه چرخان با استفاده از یک ماشین پیچش تخصصی انجام می‌شود. این نوع قطعات معمولاً در صنایع هوافضا، انرژی و محصولات مصرفی استفاده می شوند. الیاف شیشه ای یا کربن پیوسته (رووینگ ها) به صورت مکانیکی در یک وان رزین آغشته می شوند و توسط یک دستگاه تنظیم عددی کنترل شده بر روی سنبه چرخان قرار می گیرند. فرآیند تولید کاملاً خودکار، ردیابی کامل و بالاترین کیفیت محصولات سریال را تضمین می کند. فن‌آوری پیچش رشته‌ای به‌اصطلاح به دلیل درجه بالای خودکارسازی، هزینه کم نیروی کار و - در مقایسه با سایر فناوری‌های تولید - اتلاف بسیار کم مواد، اقتصادی است.

اسپارک پلاسما زینترینگ "SPS" (با نام مخفف FAST یا Field Assisted Sintering Technology) یک تکنیک پیشرفته برای گرفتن پودر و تبدیل آن به قطعات جامد شبیه به تولید مواد افزودنی است، اما بدون نیاز به ذوب مواد. این امکان اعمال سریع دما و فشار را از طریق جریان پالسی با چگالی بالا در یک جو کنترل شده فراهم می کند.

تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) یک فناوری چاپ سه بعدی مبتنی بر پودر است که از لیزر برای ادغام لایه های مواد در قسمت نهایی استفاده می کند. لیزر الگوی هر مقطع از طرح سه بعدی را بر روی یک بستر پودری ترسیم می کند. پس از ساخته شدن یک لایه، پلتفرم ساخت پایین می آید و لایه دیگری روی لایه قبلی ساخته می شود. این روند تا زمانی ادامه می یابد که هر لایه ساخته شود و قطعه کامل شود.SLS فناوری انتخابی برای طیف وسیعی از استفاده‌های کاربردی است، از جمله مواردی که دارای اتصالات محکم، لولاهای زنده و سایر اتصالات مکانیکی هستند.

فناوری LOM از کاغذ، پلاستیک یا ورقه های فلزی با پوشش چسب به عنوان یک سیال چاپ سه بعدی استفاده می کند. این ورق های مواد لایه به لایه به هم چسبانده می شوند و با استفاده از چاقو یا با برش لیزری به شکل بریده می شوند. اجسام ایجاد شده با استفاده از LOM می توانند پس از فرآیند با ماشین کاری یا سوراخکاری اصلاح شوند. ساخت اشیای چند لایه فرآیندی همه کاره است که معمولاً با استفاده از کاغذ به عنوان ماده انجام می شود. در حالی که می توان از ورق های پلاستیکی و فلزی نیز استفاده کرد، اما برش هر دو پیچیده تر است. به عنوان یک فرآیند تولید افزودنی، LOM سریع و ارزان است و معمولا برای نمونه سازی سریع به جای تولید استفاده می شود. 

سیستم چاپ اختصاصی Rosotics به نام "Mantis" به گونه ای طراحی شده است که مانند اوریگامی تا شود و به راحتی بسته بندی و حمل شود. آخوندک با الهام از طبیعت، نام خود را از دنیای حشرات گرفته است، با بازوهایی که باز و کشیده می شوند و امکان چاپ های سه بعدی بزرگتر از همیشه را فراهم می کنند. چه زمانی به طور کامل مستقر شده است، می تواند مواردی را بزرگتر از هر چاپگر سه بعدی دیگری تا به امروز چاپ کند. در واقع، Mantis (نسل 1) می‌تواند از قطر 1.5 متر (5 دقیقه) تا 8 متر (26 دقیقه) و ارتفاع تا 9 متر (30 دقیقه) در آلومینیوم و فولاد درجه هوا فضا چاپ کند. این سیستم به منظور تحقق پرینت سه بعدی در مقیاس بزرگ در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله تولید در محل، ساخته شده است.

سیستم های جوهر افشان پیوسته، جوهر افشان حرارتی و پیزو را می توان برای چاپ روی فلزات مختلف از جمله فولاد استفاده کرد. چاپ روی فلزات برای جلوگیری از لکه دار شدن و ایجاد نقطه، نیاز به جوهر خشک یا پخت سریع دارد. جوهرهای قابل درمان با حلال و اشعه ماوراء بنفش بیشترین راه حل های جوهرافشان هستند.

ساخت لایه ای (LM) یک روش اساساً متفاوت از ساخت است که در آن شیء از یک مدل CAD با کنترل عددی مستقیم ساخته می شود. این شامل افزودن متوالی مواد خام، در لایه های 2.5 بعدی، برای ایجاد یک جامد با برخی از شکل های از پیش تعریف شده است.

شکل‌دهی شبکه مهندسی شده با لیزر (LENS) از لیزرهای کنترل‌شده توسط کامپیوتر استفاده می‌کند که در عرض چند ساعت، جریان‌های دمیده شده با هوا از پودرهای فلزی را به قطعات سفارشی و قالب‌های تولیدی جوش می‌دهند. این تکنیک اشکالی به اندازه کافی نزدیک به محصول نهایی تولید می کند تا نیاز به ماشینکاری خشن را از بین ببرد. این فرآیند قطعات فلزی را مستقیماً از دستگاه تولید می کند. طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) مدل های جامد با استفاده از یک پودر فلز تزریق شده به حوضچه مذاب ایجاد شده توسط یک پرتو لیزر متمرکز و پرقدرت تولید می‌شود.

مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM)، که به عنوان تکنیک تولید افزودنی اکستروژن مواد نیز شناخته می‌شود، از پلیمرها به عنوان ماده خام (رشته) استفاده می‌کند. فیلامنت معمولاً تا حالت مذاب گرم می شود و سپس از طریق نازل دستگاه (چاپگر سه بعدی) اکسترود می شود. مدل‌سازی رسوب ذوب شده یک فناوری ساخت افزودنی است که اجزای سه بعدی را با استفاده از یک نخ مواد گرمانرم یا کامپوزیت پیوسته به شکل رشته ایجاد می‌کند. یک اکسترودر فیلامنت پلاستیکی را از طریق یک نازل اکسترودر تغذیه می کند، که ذوب می شود و سپس به طور انتخابی لایه به لایه بر روی پلت فرم ساخت در یک مسیر خودکار از پیش تعیین شده قرار می گیرد.

فناوری نمونه سازی سازی سریع (Rapid Prototyping) به فرآیند ساخت قطعات به صورت لایه به لایه (اسلایس به اسلایس) گفته می‌شود. بدین ترتیب که مدل اولیه از قـطعه‌ی مورد نظر (مدل طراحی شده که می‌تـواند یک ایده طراحی شده باشد یا بر اسـاس تکنیک‌های مهندسی معکوس مدل آن استخراج شده باشد) با صرف زمان و هـزینه‌ی اندکی در مقایسه با آنچه که برای تولید نهایی (نیاز به ساخت قالب با تیراژ بالا) لازم است، ساخته می‌شود. این مدل (نمونه سازی شده) می‌تواند بسته به نوع کاربـرد آن از جنس اصلی قطعه (در زمانی که مستقیما استفاده شود) یا جنسی دیگر (معمولا پلیمر یا ،ماده پلاستیکی) باشد که جهت تست‌های فیزیکی و مقاومتی، تست مـونتـاژی، بـررسی تمرکز تنـش، انتقـال حرارت، تـست تونل باد و … مـورد استفاده قرار می‌گیرد. قطعات ساخته شده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، قالب سازی، پزشکی، معماری، طلا سازی و جواهر آلات و … کاربرد دارد.