در مقاله “نازل در پرینترهای سه بعدی“ به چه موضوعاتی پرداخته شده است :

• نازل پرینتر سه بعدی چیست ؟
• فاکتور های انتخاب نازل
• انواع نازل بر پایه شکل خارجی
• انواع نازل بر پایه شکل داخلی
• دسته بندی نازل پرینتر سه بعدی بر اساس جنس
• طبقه بندی نازل پرینتر سه بعدی بر اساس قطر فیلامنت
• بررسی مشکلات رایج نازل‌ های پرینتر سه بعدی

نازل در پرینترهای سه بعدی

نازل پرینتر سه بعدی چیست ؟

در پرینتر سه بعدی یکی از قطعات انتهایی اکسترودر ، نازل ها هستند که وظیفه تزریق فیلامنت ذوب شده را بر عهده دارند. با قطرهای مختلف در هات اند پرینتر سه بعدی داغ می شود به طوریکه با ذوب شدن فیلامنت و از طریق اکسترودر ، ماده از سر نازل خارج می شود و عملیات تزریق صورت می گیرد.

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.

چه فاکتورهایی در انتخاب نازل پرینت سه بعدی اهمیت دارند ؟

قطر و جنس نازل

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.

انواع نازل بر پایه شکل خارجی

به دو نوع با نوک تیز و با نوک تخت دسته‌بندی می‌ شوند. نازل‌ های نوک تیز از انتقال حرارت ناخواسته روی مواد تزریق شده یا پرینت شده جلوگیری می‌ کند.

نازل با نوک تیز پرینت قطعات ریز با جزئیات زیاد را بهتر و دقیق تر انجام می‌ دهد اما احتمال سایش و خرابی این نوع نازل بسیار بالاست.

انواع نازل بر پایه شکل داخلی

نازل مخزن دار و بی‌مخزن :

نازل‌ های معمولی بدون مخزن هستند و کل پروسه ذوب و تزریق در حین پرینت انجام می‌ شود.

برخی از نازل‌ها دارای یک مخزن هستند که مواد مذاب درون آن جای گرفته و در طول پروسه پرینت مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

انواع دسته بندی نازل پرینتر سه بعدی بر اساس جنس آن ها

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 میشود.

1. جنس برنج

رایج ترین جنس در بین نازل های پرینت سه بعدی ، جنس برنج است .ضریب انتقال حرارتی نازلهای چاپگر سه بعدی برنجی بسیار بالا است.

شکل دهی و ماشین کاری برنج در مقایسه با اجناس دیگر از سختی کمتری برخوردار است و همین باعث شده که قیمت کمتری نسبت به سایر نازل ها داشته باشد.

نازل برنجی گزینه ای ایده آل 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 نازل های سخت تر مانند تیتانیوم و یا استیل انجام شود.

2. جنس فولاد ضد زنگ

از این نازل برای چاپ فیلامنت های ساینده بسیار استفاده می شود.

مقاومت این جنس در برابر ناخالصی های ماده از دیگر جنس ها بیشتر است.

این نازل پرینتر سه بعدی برای چاپ فیلامنت های فیبر کربن طرح فلز یا چوب مناسب است.

یکی از نقص های نازل های فولادی در مقایسه با نازل برنجی، پایین بودن رسانایی حرارتی آنها است در این صورت جریان عملکرد افت میکند که این اتفاق در نازل های بزرگ تر بیشتر است.

مقاومت بسیار زیادی در برابر سایش و تغییر شکل دارند و به همین دلیل دارای طول عمر بالاتری نسبت به نازلهای برنجی می باشند.

3. نازل از جنس فولاد سخت

زمانی که از مواد با مقدار سایش کمتر استفاده میکنیم فولاد سخت گزینه خوبی است این نازل در برابر سایش بسیار مقاوم است.

4. نازل از جنس مواد خاص مانند تنگستن و یاقوت

نازلهایی که نیاز به پایداری و ضد سایش بودن دارند را از این جنس میسازند.

این مواد منحصرا برای چاپ مواد ساینده هستند و برای چاپ فیلامنت معمولی کمتر مورد استفاده قرار میگیرند به دلیل قیمت بالا لزومی به استفاده آنها نیست.

از جمله ویژگی های مهم این جنس:

• مقاومت در برابر دمای بالا
• هدایت حرارتی خوب
• تغییر شکل حرارتی کوچک
•  سختی زیاد
• نازل از جنس یاقوت

این نازل ها در پرینت با جنس فیبر کربن استفاده میشوند. 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 استفاده قرار میگیرد.

5. نازل از جنس مس کاری شده

نازل های مسی از آلیاژ مس ویژه در دمای بالا با نقطه نرم شدن بیش از ۵۰۰ 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 .

این نازل دارای پوشش نیکل است که به طور قابل توجهی چسبندگی پلاستیک به نازل را کاهش میدهد.

6. نازل از جنس فولاد سخت کاری شده

در پرینت سه بعدی فیلامنت های ساینده مورد استفاده قرار می گیرد. سخت بودن جنس نازل مانع از خراب شدن آن میشود. قیمت این نازل ها در مقایسه با دیگر نازل ها بسیار بالا میباشد.

طبقه بندی نازل پرینتر سه بعدی بر اساس قطر فیلامنت

در پرینت سه بعدی دو قطر فیلامنت با قطر خارجی ۱٫۷۵ میلی متر و ۳ میلی متر (۲٫۸۵ میلی متر) می باشد.

متداولترین نازل مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی ، نازل با قطر سوراخ ۰٫۴ میلیمتر است .این سایز نازل می تواند کیفیت مناسبی در چاپ سه بعدی قطعات ارائه کند.

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 لازم است از نازل هایی با قطر سوراخ بزرگتر استفاده کرد.

نازل ها قطرهای متفاوتی از جمله: ۰٫۲ میلی متر، ۰٫۳ میلی متر، ۰٫۵ میلی متر و … دارند. هرچه اندازه نازل بزرگتر شود کیفیت سطح کم میشود.

بررسی مشکلات رایج نازل‌ های پرینتر سه بعدی و دلایل آنها

1. نازل بر اثر ضربه یا کالیبره اشتباه خم می‌ شود که این موضوع باعث ضربه زدن به سینی پرینتر خواهد شد.
2. دهانه نازل به دلیل کالیبره اشتباه مسدود می‌ شود. در این حالت، نازل بیش از حد با سینی پرینتر (bed) تماس پیدا می‌ کند و گرفتگی ایجاد می‌ شود. برای پیشگیری از این مشکل، بهتر است پرینتر روی حالت Home قرار بگیرد و در دمای بالا مواد ذوب و خارج شود.
3. فیلامنت از نازل بیرون می‌ آید که دلیل آن تنظیم نبودن سرعت موتور است.
4. سوختن بیش از اندازه مواد و گرفتگی دهانه نازل که بدلیل تنظیم نبودن دما اتفاق می‌افتد.