پرینت سه بعدی بیش از یک دهه است که به ،وان یک فناوری تولید “سبز” مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از رویکرد عاقلانه لایه برای تولید یک قطعه، مواد را می توان ذخیره کرد. اجازه دادن به اجزای هندسی پیچیده و سبک تر می تواند تقاضای انرژی را در یک سیستم بزرگتر به حداقل برساند. تولید دسته های کوچک یا اجزای جداگانه، ضایعات قطعات را از بین می برد. چاپ اقلام در صورت نیاز، حمل و نقل و مصرف سوخت مربوطه را کاهش می دهد. این استراتژی ها متعدد هستند و از نظر اثربخشی از قابل توجه تا نمایشی متفاوت هستند.
با این حال، یکی از مواردی که معمولاً هنگام ارزیابی اعتبار سبز افزودنی نادیده گرفته میشود، ضایعات مواد در خود فرآیند است، و این است که استراتاسیس (Nasdaq: SSYS) با پلت فرم جذبی انتخابی فیوژن (SAF) خود به طور جدی مق، می کند.
مشکل ضایعات چاپ سه بعدی پودری
در میان فناوریهای چاپ سهبعدی، سیستمهای بستر پودر پلیمری بهویژه به دلیل ا،امی به نام «نرخ تازهسازی» مستعد تولید مقادیر قابل توجهی ، هستند. این به این واقعیت اشاره دارد که پودر غیر پخته شده، که قبلاً یک چرخه چاپ را پشت سر گذاشته است، فقط می تواند تعداد محدودی بار استفاده مجدد شود. پس از این آستانه، مواد دیگر نمی توانند به طور موثر توسط چاپگر ادغام شوند. برای حفظ کیفیت چاپ، بخشی از پودر استفاده شده باید با مواد بکر مخلوط شود، اغلب تا 50٪. بقیه دفع می شود و به ضایعات کمک می کند.
در حال حاضر، این مواد دور ریخته شده به اقتصاد چاپ تخت پودری وارد می شود. با این حال، با متوسط هزینه پودر نایلون 50 دلار در کیلوگرم، بار مالی تجمعی برای شرکت هایی که از این فناوری در مقیاس استفاده می کنند، می تواند قابل توجه باشد و به دلیل ضایعات مواد به 6 رقم سالانه برسد.
نگران کننده تر، تأثیرات زیست محیطی است. تولید 1 کیلوگرم پودر نایلون تقریباً 8 کیلوگرم CO2e تولید می کند. بر اساس تحقیقات ساخت افزودنی، کل محموله پودر نایلون در سال 2023 6.3 هزار تن متریک بود که معادل 50 هزار تن گازهای گلخانهای CO2e است که معادل 12000 خودرو در هر کدام 10000 مایل رانندگی است. با توجه به اینکه به طور متوسط 25 درصد از این مواد هدر می رود، فشار برای کاهش هزینه های اقتصادی و زیست محیطی مشخص می شود.
Stratasys این موضوع را به ،وان فرصتی برای نوآوری شناخته است. این شرکت از طریق پلتفرم SAF خود، راه حلی را معرفی کرده است که می تواند به طور چشمگیری ، ها را بازیافت کند، از ،اصر طراحی منحصر به فرد و استراتژی ،یب مادون قرمز (IR) پیشرفته استفاده کند. این با فرآیند Multi Jet Fusion (MJF) توسط HP متفاوت است و پتانسیل بازیافت ضایعات پودر را دارد.
چگونه SAF ، ها را به قطعات تبدیل می کند
همانطور که پودر چرخه های چاپی متعددی را پشت سر می گذارد، ساختار مولکولی آن تغییر می کند. ازدیاد طول زنجیره، و همچنین افزایش وزن مولکولی، ا،یداسیون جزئی و تغییرات در مورفولوژی ذرات، همگی بر رفتار پودر تأثیر میگذارند. به ویژه، پودر کهنه بیشتر جمع می شود و خواص مک،کی پس از چاپ کاهش می یابد. این می تواند باعث مشکلات کیفیت شود، به خصوص در سیستم هایی مانند تف جوشی لیزری یا MJF، که در آن زمان بین چرخه های حرارتی در سراسر بستر چاپ یکنواخت نیست، که می تواند مشکلاتی را در قطعات چاپ شده ایجاد کند.
با این حال، SAF با یک تفاوت معماری مهم بر این چالش غلبه میکند: بر خلاف MJF که بر دو واگن که در جهت عمود بر هم حرکت میکنند، از یک کالسکه چاپ یک طرفه استفاده میکند. این بدان م،است که در سیستمهای SAF، هر موقعیت در بستر ساخت، زمان ی،، را بین پوشش مجدد، گرمایش و سرمایش تجربه میکند. نتیجه یک ورودی حرارتی ثابت است که منجر به انقباض یکنواخت می شود.
به دلیل این درجه کنترل بالاتر بر محیط حرارتی، SAF می تواند به طور موثر پودر نایلون ضایعاتی را که فناوری های رقیب به محل دفن ، می فرستادند، یکپارچه کند.
سبزتر و ارزان تر ، پرینت سه بعدی
در عمل، پلت فرم SAF Stratasys دو مزیت را ارائه می دهد. اولاً، کاربران سیستمهای SAF ضریب ضایعات مواد کمتری را تجربه میکنند و هزینههای کلی مواد را کاهش میدهند. با این حال، قانعکنندهتر، سیستم SAF میتواند پودر ضایعات را از سایر فناوریهای بستر پودری استفاده کند، و آن را به یک راهحل ایدهآل برای شرکتهایی تبدیل میکند که به دنبال به حداقل رساندن ردپای محیطی خود و حفظ کارایی تولید هستند.
چندین مشتری آزمایشی، مانند Wehl Green در اسپ،ا، قطعات تولید و ابزارسازی را با پودر پلیمری ضایعات بازیافتی از چاپگرهای لیزری تف جوشی تولید میکنند و گزارش مثبتی در مورد سطح و خواص مک،کی قطعات چاپی ارائه میدهند. با بازخورد این مشتریان آزمایشی، Stratasys مطمئن است که سیستم SAF، با ارتقای چاپ پودر ضایعات خود، میتواند جایگاه منحصر به فردی را در بازار پیدا کند و قفل کند.
این پروژه چندین سال است که در داخل Stratasys در حال انجام است، و با بررسیهای صنعت تولید افزودنی که به طور فزاینده پایداری را به ،وان یک موضوع با اولویت بالا برای کاربران پرینت سه بعدی بیان میکند، این شرکت اقدام به اعلام این ابتکار جدید در سال جاری کرده است. برای سال آینده 2024، راه اندازی با قابلیت چاپ پودرهای پر نشده PA12.
در خبرنامه ایمیل ما مش، شوید
در مورد آ،ین اخبار صنعت چاپ سه بعدی به روز باشید و اطلاعات و پیشنهادات را از فروشندگان شخص ثالث دریافت کنید.
منبع: https://3dprint.com/313755/stratasys-turns-waste-powder-into-parts-with-saf-sustainability-upgrade/