ما الذي يحتاج إلى تبريد في طابعة ثلاثية الأبعاد؟ شرح تقنيات SLS وSLM وSLA وDLP

تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد نطاقًا واسعًا من التقنيات، وتختلف متطلبات التبريد الخاصة بها اختلافًا كبيرًا. تستخدم تقنيات SLS وSLM/DMLS وSLA وDLP جميعها أساليب مختلفة لبناء الأجزاء طبقةً تلو الأخرى. وبحسب تصميم النظام، قد يكون مصدر الحرارة الرئيسي ليزر ثاني أكسيد الكربون، أو ليزر الألياف، أو ليزر الأشعة فوق البنفسجية، أو محرك ضوء الأشعة فوق البنفسجية. إذن، ما الذي يحتاج إلى تبريد داخل طابعة ثلاثية الأبعاد؟ يعتمد الجواب بشكل أقل على اسم الطابعة، وأكثر على مصدر الضوء، والنظام البصري، وظروف التشغيل.

الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS: التبريد باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون أو ليزر الألياف
تستخدم تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) الليزر لتلبيد مسحوق البوليمر طبقة تلو الأخرى بشكل انتقائي. وبحسب تصميم الجهاز، قد تستخدم أنظمة SLS ليزر ثاني أكسيد الكربون أو ليزر الألياف.
تُستخدم ليزرات ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع في أنظمة الطباعة الانتقائية بالليزر التقليدية للبوليمرات، بينما يمكن للمنصات الأحدث استخدام ليزرات الألياف بطول موجي 1064 نانومتر. في كلا الحالتين، قد يُولّد الليزر والمكونات المرتبطة به حرارةً أثناء التشغيل لفترات طويلة، وقد يتطلب ذلك تبريدًا خاصًا.
تطبيق عملي: يتم استخدام مبرد صناعي من طراز CW-6000 TEYU لـ تبريد ليزر ثاني أكسيد الكربون بقوة 100 واط في نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS.

الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLM/DMLS: تبريد الليزر الليفي والبصريات
تستخدم تقنيتا الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) والتلبيد المباشر للمعادن بالليزر (DMLS) أشعة الليزر لصهر أو تلبيد مسحوق المعدن طبقة تلو الأخرى.
تُستخدم ليزرات الألياف عالية الطاقة على نطاق واسع في التصنيع الإضافي للمعادن، بينما قد تُضيف بنى الليزر المتعددة أحمالًا حرارية إضافية مع ازدياد عدد مصادر الليزر. لذا، تتطلب مكونات الليزر والبصريات إدارة حرارية مستقرة خلال دورات الطباعة الممتدة.
يجري أيضاً استكشاف أطوال موجية أخرى لليزر لمعالجة المعادن المتخصصة. فعلى سبيل المثال، يمكن أن توفر أشعة الليزر الخضراء التي يبلغ طولها حوالي 515 نانومتر مزايا للمواد عالية الانعكاس مثل النحاس وسبائكه.
تطبيق في العالم الحقيقي: A TEYU CWFL-3000 مبرد ليزر الألياف يُستخدم مع نظام تصنيع المعادن الإضافي ثنائي الليزر.

الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA: التبريد بالليزر فوق البنفسجي
تستخدم تقنية الطباعة المجسمة الضوئية (SLA) الضوء لمعالجة الراتنج السائل بشكل انتقائي وتحويله إلى طبقات صلبة. ويختلف مصدر الضوء باختلاف تصميم الطابعة.
تستخدم بعض أنظمة الطباعة المجسمة الضوئية الصناعية ليزرات فوق بنفسجية بطول موجي 355 نانومتر، حيث تُعدّ مكونات الليزر والبصريات أهدافًا مهمة للتبريد. ويساعد التحكم المستقر في درجة الحرارة على الحفاظ على ظروف تشغيل ثابتة أثناء الطباعة لفترات طويلة.
تطبيق عملي: A TEYU CWUL-05 مبرد ليزر فوق بنفسجي يوفر التبريد لليزر فوق البنفسجي بقوة 3 واط وطول موجي 355 نانومتر في طابعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLA.

الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية DLP: تبريد المحرك بالأشعة فوق البنفسجية
تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية المعالجة الضوئية الرقمية (DLP) الضوء المسقط لمعالجة طبقة كاملة من الراتنج دفعة واحدة. ويختلف نظامها البصري عن تقنية الطباعة المجسمة الضوئية (SLA) القائمة على الليزر، حيث يلعب محرك الضوء ومكونات الإسقاط دورًا محوريًا.
بحسب تصميم النظام، يمكن لطابعات DLP استخدام مصادر ضوء فوق بنفسجي أو شبه فوق بنفسجي، بما في ذلك أنظمة 405 نانومتر. ويمكن أن تؤثر الحرارة المتولدة من محرك الضوء والمكونات البصرية على استقرار التشغيل، وبالتالي قد تتطلب تبريدًا خاصًا.
تطبيق عملي: يتم استخدام مبرد ليزر الأشعة فوق البنفسجية TEYU CWUL-05 لتبريد محرك ضوء الأشعة فوق البنفسجية 405 نانومتر في نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد DLP.

كيفية اختيار مبرد لطابعة ثلاثية الأبعاد
تُعد تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مجرد نقطة انطلاق عند اختيار حل التبريد.
يجب أن تتناسب وحدة التبريد مع المكون الفعلي المولد للحرارة وظروف تشغيله. ومن الاعتبارات المهمة ما يلي:
* قدرة التبريد: كافية لإزالة الحرارة المتولدة من الليزر أو مصدر الضوء.
* استقرار درجة الحرارة: أمر مهم لضمان التشغيل المتسق أثناء دورات الطباعة الطويلة.
* التدفق والضغط: يجب أن يستوفيا متطلبات المكون المبرد.
* بيئة التشغيل: يمكن أن تؤثر درجة الحرارة المحيطة وظروف التركيب على أداء التبريد.
* دورة التشغيل: قد تتطلب الطباعة الصناعية المستمرة تبريدًا مستقرًا على مدى فترات طويلة.
* خطر التكثيف: يجب اختيار درجة حرارة سائل التبريد بشكل مناسب لبيئة التشغيل.

باختصار، لا يوجد حل تبريد واحد يناسب جميع طابعات الطباعة ثلاثية الأبعاد. يعتمد اختيار المبرد المناسب على مصدر الحرارة، والجزء المراد تبريده، وكيفية عمل النظام.
من ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف في تقنية SLS والتصنيع الإضافي للمعادن إلى ليزر الأشعة فوق البنفسجية ومحركات الضوء في تقنيتي SLA وDLP، TEYU توفر حلول تبريد المياه ذات الدائرة المغلقة لمجموعة من تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد.