نازل پرینتر سهبعدی قطعه‌ای کلیدی است که وظیفه تزریق فیلامنت ذوبشده برای ساخت اشیای سهبعدی را برعهده دارد. این نازل‌ها در انواع مختلفی ازنظر جنس و طراحی تولید می‌شوند، ازجمله نازل‌های برنجی با رسانایی حرارتی بالا، نازل‌های استیل با مقاومت بیشتر در برابر سایش و نازل‌های یاقوتی که به‌دلیل مقاومت و دقت بالا در کاربردهای خاص استفاده می‌شوند؛ همچنین، نازل‌ها ازنظر اندازه و شکل نیز متفاوت هستند که این موضوع تاثیر زیادی بر جزئیات و سرعت چاپ دارد. درنهایت، باید بدانید که انتخاب نازل مناسب بستگی به نوع مواد مورد استفاده و نیازهای پروژه دارد.
نازل پرینتر سه بعدی چیست؟
هنگام پرداختن به موضوع چاپ سهبعدی، باید موارد زیادی را در نظر گرفت. قبل از شروع چاپ، باید امکانات و تنظیمات پرینتر های سه بعدی خود را بررسی کنید تا به بهترین نتایج ممکن برسید و عمر مفید دستگاه را حفظ کنید. یکی از بخش‌های مهم و اغلب نادیده گرفته‌شده در پرینتر سهبعدی، نازل آن است. این قطعه کوچک اما بااهمیت در پرینتر سهبعدی، تاثیر قابل‌توجهی بر سرعت و کیفیت چاپ دارد؛ اما نازل پرینتر سه بعدی چیست؟
نازل پرینتر سهبعدی یک دهانه کوچک در انتهای اکسترودر است که وظیفه دارد فیلامنت ذوبشده را به بیرون فشار دهد تا شیء سهبعدی ساخته شود. اندازه و نوع نازل استفاده‌شده می‌تواند تاثیر زیادی بر کیفیت و سرعت چاپ‌های سهبعدی داشته باشد؛ بنابراین، انتخاب نازل مناسب برای پروژه بسیار مهم است.
نازل‌ها با قطرهای مختلف در بهترین پرینتر های سه بعدی به‌کار می‌روند و در هات اند پرینتر قرار می‌گیرند. این نازل‌ها با داغ‌شدن، فیلامنت را ذوب کرده و آن را ازطریق اکسترودر به بیرون می‌فرستند و بدین‌ترتیب عملیات تزریق صورت می‌گیرد. قطر نازل تاثیر مستقیمی بر دقت و جزئیات در چاپ‌ها دارد؛ بنابراین، انتخاب نازل مناسب یکی از عوامل کلیدی در موفقیت چاپ سهبعدی است.
انواع نازل پرینتر سه بعدی
پس از این‌که پاسخ سوال نازل پرینتر سه بعدی چیست را دریافتید، نوبت به بررسی انواع آن می‌رسد. مجموعه متنوعی از نازل‌های پرینتر سهبعدی در جنس‌ها و اندازه‌های متفاوت وجود دارند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و عملکردهای منحصربه‌فردی بوده که برای فرآیند چاپ حیاتی هستند. نازل‌ها ازنظر جنس به چهار دسته زیر تقسیم می‌شوند.
انواع نازل بر پایه جنس
-
نازل برنجی
نازل‌های برنجی یکی از رایج‌ترین انواع نازل‌ها در پرینترهای سهبعدی هستند. این نازل‌ها به‌دلیل رسانایی حرارتی بالا، امکان ذوب و اکسترود فیلامنت به‌صورت یکنواخت را فراهم می‌کنند. مقاومت معمولی در برابر خوردگی و فرسایش و همچنین نرمی نسبی این نازل‌ها، آنها را به گزینه‌ای مناسب برای پرینت فیلامنت‌های پلاستیکی نرم مانند PLA، ABS و فیلامنت PETG تبدیل کرده‌است. ازآنجاکه این نازل‌ها مقاومت کمتری در برابر سایش دارند، برای فیلامنت‌های ساینده مناسب نیستند و کاربرد اصلی آنها در پرینت مواد معمولی است.
-
نازل‌های روکش دار
برای محافظت از نازل‌های برنجی یا مسی در برابر سایش، می‌توان آنها را با پوشش نیکل یا کروم پوشاند. این پوشش‌ها علاوه‌بر افزایش مقاومت در برابر خراش، دمای عملکرد نازل را نیز بالا می‌برند.
-
نازل فولاد
نازل‌های فولاد که به نام استنلس استیل نیز شناخته می‌شوند، دارای رسانایی حرارتی پایین‌تری نسبت به نازل‌های برنجی هستند؛ اما در عوض مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارند. این ویژگی‌ها باعث میشود که نازل‌های فولادی برای پرینت فیلامنت‌هایی که ممکن است باعث سایش نازل شوند، مناسب باشند. این نازل‌ها نسبت به نازل‌های برنجی قیمت بالاتری دارند و به‌دلیل سختی نسبی، می‌توانند عمر طولانی‌تری داشته باشند. کاربرد این نازل‌ها بیشتر در صنایع پزشکی و جایی است که نیاز به چاپ دقیق و با کیفیت بالا باشد.
-
نازل فولاد سخت‌شده
این نازل‌ها به‌دلیل مقاومت بالا در برابر مواد ساینده، انتخابی عالی برای پروژه‌های پرینت با مواد سخت هستند. آنها بسیار بادوام بوده و می‌توانند سال‌ها استفاده شوند؛ اما رسانایی حرارتی این نازل‌ها کمتر از برنج و حتی فولاد معمولی است و هزینه بالاتری نیز دارند.
-
نازل یاقوتی (جنس برنجی با نوک یاقوت)
نازل‌های یاقوتی به‌دلیل رسانایی حرارتی بالا و مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی و فرسایش، ازجمله نازل‌های پیشرفته و گران‌قیمت در پرینترهای سهبعدی هستند. این نازل‌ها به‌دلیل داشتن نوک یاقوتی، توانایی حفظ دمای پایدار و دقیق در طول فرآیند چاپ را دارند که این ویژگی باعث ایجاد چاپ‌هایی با دقت و جزئیات بالا میشود. این نازل‌ها به‌ویژه برای فیلامنت‌های به‌شدت ساینده مانند فیبر کربن و فلزات مناسب هستند.
اما دسته‌بندی نازل به همین‌جا ختم نمی‌شود. نازل‌های پرینتر سهبعدی را می‌توان به اشکال مختلفی دسته‌بندی کرد که در ادامه، این دسته‌بندی‌ها را هم به اختصار بررسی خواهیم کرد.
انواع نازل بر پایه قطر
نازل‌ها با قطرهای مختلفی تولید می‌شوند. 0.2، 0.3، 0.4، 0.5 میلی‌متر و … . نازل با قطر 0.4 میلی‌متر رایج‌ترین انتخاب بوده و برای پرینت با دقت 150 و 200 میکرون مناسب است. نازل‌های با قطر کوچک‌تر مانند 0.2 میلی‌متر، برای پرینت قطعات بسیار ریز و جزئیات دقیق ایده‌آل هستند. درمقابل، نازل‌های با قطر بزرگ‌تر مانند 0.8 میلی‌متر برای پرینت مدل‌های بزرگ استفاده می‌شوند.
انواع نازل بر پایه شکل خارجی
نازل‌ها ازنظر شکل خارجی به دو نوع نوک‌تیز و نوک‌تخت تقسیم می‌شوند. نازل‌های نوک‌تیز از انتقال حرارت ناخواسته به مواد چاپ‌شده جلوگیری می‌کنند که باعث خنک‌شدن سریع‌تر مواد میشود. این نوع نازل برای پرینت قطعات ریز با جزئیات بالا مناسب‌تر بوده، اما احتمال سایش و خرابی آنها بیشتر است. نازل‌های نوک‌تخت به‌دلیل دوام بیشتر، توسط برخی کاربران ترجیح داده می‌شوند.
انواع نازل بر پایه طول
برخی نازل‌ها طول بیشتری دارند و به‌عنوان نازل‌های طول بلند شناخته می‌شوند. این نازل‌ها رسانای بهتری برای حرارت هستند و اتلاف حرارت در آنها کمتر است؛ همچنین، می‌توان از این نازل‌ها در پرینترهای سهبعدی با نازل کوتاه هم استفاده کرد، البته در این صورت نیازمند ایجاد تغییراتی در سیستم اکسترودر است.
نحوه کار نازل پرینتر سه بعدی
حالا پس از پاسخ به سوال نازل پرینتر سه بعدی چیست و شناخت انواع آن، نوبت به نحوه کار می‌رسد. نازل سه بعدی بخش کوچکی از فرآیند پرینت را برعهده دارد؛ اما نقش بسیار مهمی در کیفیت و دقت چاپ ایفا می‌کند. فیلامنت ابتدا از بخش کلد اند Cold End پرینتر به‌سمت هات اند Hot End حرکت می‌کند. در این مسیر، فیلامنت ازطریق هیت بریک Heat Break به نازل برخورد می‌کند. نازل به‌عنوان آخرین قطعه از اکسترودر پرینتر سهبعدی، با فیلامنت در تماس مستقیم است. همینطور که در این سایت top3dshop در این مورد گفته شده :
The nozzle in a 3D printer is a small through-hole piece that is screwed into the heating cube and is a part of the hot end. The filament enters the extruder and thermal chamber, where the material rapidly melts. Adjacent to the thermal chamber is the nozzle through which the liquid filament is fed onto the print bed
محفظهای کوچک در هات اند وجود دارد که وظیفه ذوبکردن فیلامنت را برعهده دارد. انتقال فیلامنت از کلد اند به هات اند باعث میشود تا فیلامنت به حالت مایع تبدیل شود. سپس این فیلامنت ذوبشده به قسمت مخروطیشکل نازل هدایت میشود. در نهایت، فیلامنت از انتهای باز نازل به بیرون هدایت میشود و لایههای مختلف جسم سهبعدی را شکل میدهد.
این فرآیند دقیق و هماهنگ، باعث میشود که چاپ سهبعدی با کیفیت بالا و جزئیات دقیق انجام شود. انتخاب و تنظیم مناسب نازل، تاثیر به‌سزایی بر روی نتیجه نهایی چاپ دارد.
ویژگی‌های نازل‌های پرینتر سه بعدی
نازل، قطعه مکانیکی پرینتر سهبعدی است که فیلامنت را به بیرون هدایت می‌کند. این قطعه حرارت تامین‌شده توسط کارتریج و بلوک حرارتی را به فیلامنت منتقل کرده و آن را ذوب می‌کند. باتوجه‌به این اطلاعات، می‌توان گفت سه ویژگی اصلی در طراحی نازل نقش دارند: اندازه، جنس و قطر داخلی نازل.
هرچه نازل بزرگ‌تر باشد، جرم و سطح بیشتری برای انتقال حرارت به فیلامنت دارد. این ویژگی باعث میشود فرآیند انتقال حرارت موثرتر و سرعت اکسترود بالاتر باشد. رسانایی حرارتی نیز به جنس نازل مربوط میشود؛ زیرا هر ماده، انرژی را براساس خواص خود به‌شکل متفاوتی انتقال میدهد.
درنهایت، قطر داخلی نازل، میزان پلاستیک اکسترودشده در هر ثانیه را تعیین می‌کند که به آن جریان Flow گفته میشود. این ویژگی همچنین سرعت حداکثر اکسترود را تعیین می‌کند؛ علاوه‌براین، قطر داخلی نازل به دقت نهایی قطعه نیز مربوط میشود؛ قطرهای کوچک‌تر امکان چاپ لایه‌ها و دیواره‌های نازک‌تر را فراهم می‌کنند. به‌طور خلاصه، هر سه ویژگی نازل تاثیر زیادی بر مدت‌زمان چاپ و کیفیت نهایی قطعه دارند.
نکات مهم در انتخاب نازل پرینتر سه بعدی
انتخاب نازل مناسب برای پرینتر سهبعدی نیازمند درنظرگرفتن چندین عامل مهم است، ازجمله اندازه دهانه نازل، نوع متریالی که با آن چاپ می‌کنید و سطح جزئیات موردنیاز برای پروژه شما.
اندازه دهانه نازل پرینتر سهبعدی
اندازه دهانه نازل تاثیر زیادی روی کیفیت کلی چاپ شما دارد. نازل‌های با اندازه بزرگ‌تر برای چاپ اشیا با ویژگی‌های بزرگ و پهن مناسب‌تر هستند. درحالی‌که نازل‌های کوچک‌تر برای چاپ جزییات دقیق و ظریف مناسب‌تر خواهند بود. برای مثال، نازل‌های 0.4میلی‌متری یکی از رایج‌ترین اندازه‌ها هستند که تعادلی بین سرعت چاپ و دقت را فراهم می‌کنند.
نوع متریال مورد استفاده
مواد مختلف چاپ سهبعدی ممکن است نیازمند نازل‌هایی با اندازه‌ها و انواع مختلف باشند. انتخاب نازل مناسب براساس نوع فیلامنت مورداستفاده می‌تواند از مشکلاتی مانند انسداد جلوگیری کند.
سطح جزییات موردنیاز برای پروژه
اگر پروژه شما نیاز به سطح بالایی از جزییات دارد، باید از نازل کوچک‌تری استفاده کنید تا ویژگی‌های ظریف و دقیق را نشان دهد. درمقابل، اگر پروژه شما نیاز به جزییات دقیق ندارد، می‌توانید از نازل بزرگ‌تری استفاده کنید تا فرآیند چاپ را تسریع کنید.
به طور کلی، بهترین روش برای انتخاب نازل مناسب برای انواع پرینتر سه بعدی این است که اندازه‌ها و انواع مختلف نازل‌ها را آزمایش کنید تا ببینید کدام‌یک بهترین نتیجه را برای پروژه خاص و متریال شما به‌ارمغان می‌آورد. تجربه و آزمایش به شما کمک می‌کند تا نازلی را که مناسب نیازهای شما است، پیدا کنید.
سخن پایانی
در این مطلب، سعی کردیم به‌صورت کامل اطلاعاتی که لازم است درمورد نازل سهبعدی بدانید را در اختیارتان قرار دهیم؛ ازاین‌رو، پس از پاسخ به سوال نازل پرینتر سه بعدی چیست، به نقش نازل مناسب در کیفیت و دقت چاپ قطعات اشاره کردیم. با توجه به انواع مختلف نازل‌ها ازجمله برنجی، استیل و یاقوتی و همچنین اندازه‌ها و اشکال مختلف نازل، ضروری است که براساس نیاز پروژه و نوع مواد مورداستفاده، نازل مناسب را انتخاب کنید.
توجه به اندازه، جنس و طراحی نازل می‌تواند به بهبود عملکرد دستگاه و دستیابی به نتایج بهتر کمک کند. با بررسی دقیق و آزمایش انواع نازل‌ها، می‌توانید بهترین گزینه را برای پروژه‌های خود پیدا کنید و تجربه‌ای موفق و رضایت‌بخش از چاپ سهبعدی داشته باشید.
سوالات متداول
1- انواع نازل پرینتر سه بعدی کدامند؟
نازل های پرینتر سه بعدی بر اساس جنس، قطر، طول و شکل خارجی به دسته های مختلفی تقسیم می شوند. نازل برنجی، روکش دار، نازل فولاد، نازل فولاد سخت شده و نازل یاقونی، نازل با قطرهای 0.2، 0.3، 0.4، 0.5 میلی‌متر، نازل نوک تیز و نوک تخت و نازل کوتاه و نازل بلند از انواع مختلف نازل های پرینتر سه بعدی هستند.
2- نحوه کار نازل پرینتر سه بعدی چگونه است؟
محفظهای کوچک در هات اند وجود دارد که وظیفه ذوبکردن فیلامنت را برعهده دارد. انتقال فیلامنت از کلد اند به هات اند باعث میشود تا فیلامنت به حالت مایع تبدیل شود. سپس این فیلامنت ذوبشده به قسمت مخروطیشکل نازل هدایت میشود. در نهایت، فیلامنت از انتهای باز نازل به بیرون هدایت میشود و لایههای مختلف جسم سهبعدی را شکل میدهد.