ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی به هنرمندان و تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا با استفاده از پرینت سه‌بعدی، قالب‌های دقیقی بسازند که در مراحل بعدی برای ریخته‌گری و ساخت قطعات مختلف از جمله صابون، موم و حتی فلزات استفاده شوند. قالب‌های سیلیکونی که با پرینتر سه‌بعدی تولید می‌شوند، امکان تولید مکرر و دقیق قطعات با جزئیات بسیار بالا را فراهم می‌کنند. این فرایند نه‌تنها باعث افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود، بلکه به هنرمندان و صنعتگران این امکان را می‌دهد تا ایده‌های خلاقانه خود را با سرعت بیشتری به واقعیت تبدیل کنند. در ادامه با ما همراه باشید.
مراحل ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی
مراحل ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی شامل چندین مرحله کلیدی است که به‌طور دقیق و کارآمد باید انجام شود تا قالب نهایی، با کیفیت مطلوب به دست بیاید:
| مرحله | توضیحات | ابزار و مواد |
| 1. طراحی مدل سه بعدی (CAD) | طراحی دقیق مدل با نرم‌افزارهای CAD، مشخص کردن جزئیات، خطوط جدایش و کانال‌های تزریق | نرم‌افزارهای CAD (SolidWorks، Fusion 360، Tinkercad)، کامپیوتر |
| 2. ایجاد پوسته محافظ | طراحی و ساخت پوسته‌ای برای محافظت از مدل در حین ریختن سیلیکون | نرم‌افزار CAD، پرینتر سه بعدی |
| 3. تقسیم مدل (در صورت نیاز) | تقسیم مدل به بخش‌های کوچکتر برای قالب‌گیری آسان‌تر | نرم‌افزار CAD |
| 4. چاپ سه بعدی مدل اولیه | ساخت مدل فیزیکی با استفاده از پرینتر سه بعدی | پرینتر سه بعدی، رزین یا فیلامنت |
| 5. آماده‌سازی مدل | تمیز کردن مدل، استفاده از مواد جداکننده | مواد جداکننده (Release Agent)، آب، پارچه نرم |
| 6. ریختن سیلیکون | ریختن سیلیکون مایع بر روی مدل، ایجاد خلاء برای جلوگیری از حباب هوا | سیلیکون مایع، محفظه خلا (در صورت نیاز) |
| 7. سفت شدن سیلیکون | انتظار برای سفت شدن کامل سیلیکون | زمان (24-48 ساعت) |
| 8. باز کردن قالب و خارج کردن مدل | جدا کردن آرام قالب و خارج کردن مدل | ابزارهای دقیق |
| 9. ایجاد کانال‌های تزریق و تهویه | ایجاد کانال‌های لازم برای تزریق مواد و خروج هوا | ابزارهای برش، مته |
| 10. تست قالب و اصلاحات | تست قالب با مواد اولیه، اصلاح نواقص احتمالی | مواد اولیه، ابزارهای اصلاح |
طراحی مدل سه‌بعدی (CAD)
اولین گام برای ساخت قالب سیلیکونی، طراحی مدل سه‌بعدی آن با استفاده از نرم‌افزارهای CAD است. نرم‌افزارهایی مانند SolidWorks، Autodesk Fusion 360 یا Tinkercad ابزارهای مناسبی برای این کار هستند. در این مرحله، همۀ جزئیات مهم از جمله زوایا، اندازه دیواره‌ها و مکان‌های کانال‌های تزریق مواد به‌دقت مشخص می‌شود. طراحی باید به‌گونه‌ای باشد که بتوان به‌راحتی قطعه نهایی را از قالب جدا کرد؛ بنابراین باید به جزئیات خطوط جدایش و شیب‌های خروجی توجه داشت.
ایجاد پوسته محافظ برای مدل
پس‌از طراحی مدل سه‌بعدی، نیاز است که یک پوسته محافظ برای قالب طراحی شود تا از پخش‌شدن سیلیکون مایع در طول فرایند ساخت قالب جلوگیری کند. این پوسته معمولاً به‌شکل یک جعبه یا محفظه محکم طراحی و با استفاده از پرینتر سه‌بعدی ساخته می‌شود. این جعبه باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا قالب به‌خوبی در آن جای بگیرد و سیلیکون به‌درستی در اطراف مدل پخش شود.
تقسیم مدل برای قالب‌گیری چند قسمتی
در برخی موارد، به‌دلیل پیچیدگی مدل در ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی ممکن است نیاز به تقسیم آن به چند بخش باشد تا امکان ساخت قالب به‌صورت چند قسمتی فراهم شود. این تقسیم‌بندی باید به‌گونه‌ای انجام شود که هر قسمت به‌راحتی جدا شود و دسترسی به همۀ بخش‌های مدل امکان‌پذیر باشد.
چاپ سه‌بعدی مدل اولیه
پس‌از طراحی و تقسیم مدل، نوبت به چاپ مدل اولیه می‌رسد. در این مرحله از پرینتر سه‌بعدی برای ساخت مدل استفاده می‌شود. بسته به نوع پرینتر، ممکن است از مواد مختلفی مانند رزین یا فیلامنت PLA استفاده شود. این مدل اولیه به‌عنوان مرجع برای ساخت قالب سیلیکونی عمل می‌کند و باید با دقت و کیفیت بالا چاپ شود. خرید پرینتر سه بعدی رزینی یا پرینتر فیلامنتی باید با دقت کامل صورت گیرد تا در طول فرایند به مشکل برخورده نشود.
آماده‌سازی مدل برای ریختن سیلیکون
پیش‌از ریختن سیلیکون، مدل باید به‌خوبی تمیز شود و همۀ سطح‌های آن صاف و بدون نقص باشد. استفاده از مواد جداکننده (Release Agent) بر روی سطح مدل باعث می‌شود که سیلیکون پس‌از سفت‌شدن به‌راحتی از مدل جدا شود. این مرحله بسیار مهم است؛ زیرا هر نقص یا خراش کوچک در مدل به قالب و در نهایت به قطعه نهایی منتقل خواهد شد.
ریختن سیلیکون و ساخت قالب
سیلیکون مایع به‌صورت آرام و یکنواخت بر روی مدل ریخته می‌شود تا همۀ بخش‌های آن را بپوشاند. برای جلوگیری از ایجاد حباب‌های هوا، می‌توان از تکنیک‌های خاصی مانند ریختن از ارتفاع یا لرزش‌دادن قالب استفاده کرد. سیلیکون معمولاً در دمای اتاق طی 24 تا 48 ساعت سفت می‌شود و به‌شکل قالب نهایی در می‌آید.
باز‌کردن قالب و خارج‌کردن مدل
پس‌از سفت‌شدن سیلیکون، قالب باید به‌آرامی باز شود و مدل اولیه از آن خارج شود. این کار نیاز به‌دقت زیادی دارد تا به قالب آسیبی وارد نشود. قالب نهایی باید بدون هیچ‌گونه نقص یا ترک باشد تا بتواند برای تولید قطعات باکیفیت مورد استفاده قرار بگیرد.
ایجاد کانال‌های تزریق و تهویه
برای اطمینان از جریان صحیح مواد در ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی، باید کانال‌های تزریق و تهویه مناسب ایجاد شود. این کانال‌ها به مواد کمک می‌کنند تا به‌طور یکنواخت در تمام بخش‌های قالب پخش شوند و هوای محبوس به‌راحتی خارج شود. این کار باعث افزایش کیفیت قطعات تولیدی می‌شود.
تست قالب و اصلاحات نهایی
پس‌از تکمیل قالب، یک تست اولیه انجام می‌شود تا از کیفیت و دقت آن اطمینان حاصل شود. در صورت مشاهده هرگونه نقص یا مشکل، اصلاحات لازم انجام می‌شود تا قالب به بهترین حالت ممکن برسد.
بهترین پرینتر سه‌بعدی برای ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه‌بعدی کدام است؟
انتخاب پرینتر سه‌بعدی مناسب برای ساخت قالب‌های سیلیکونی از اهمیت زیادی برخوردار است. پرینترهایی که دارای دقت بالا و قابلیت چاپ با رزین هستند، برای این منظور مناسب‌ترند. برخی از بهترین پرینترها برای ساخت قالب سیلیکونی عبارت‌اند از:
- پرینتر سه‌بعدی ELEGOO Mars 4 ULTRA 9K
- پرینتر سه‌بعدی ELEGOO Saturn 4 Ultra
به نقل از سایت هگزاگون درباره این پرینتر سه بعدی:
پرینتر سه بعدی رزینی Saturn 4 Ultra از تولیدات منحصربه فرد شرکت ELEGOO به‌شمار می‌رود. در این مدل جدید از سری پرینترهای Saturn علاوه‌بر دقت در چاپ انواع مدل‌های 3D، به کاربرپسند بودن دستگاه و استفاده راحت‌تر از آن نیز توجه زیادی صورت گرفته است. از طرفی، با استفاده از یک دوربین هوش مصنوعی در پرینتر سه بعدی ELEGOO Saturn 4 Ultra این امکان فراهم شده است تا نواقص حین ساخت مدل، به‌خوبی تشخیص داده شوند و بتوانید مدلی باکیفیت بالا و بدون ایراد بسازید. در کنار آن، امکان فیلم‌برداری و گرفتن تایم لپس از روند تولید مدل رزینی به واسطه همین دوربین هوشمند در اختیار کاربر قرار می‌گیرد.
- پرینتر سه‌بعدی Creality K1C
- پرینتر سه‌بعدی Creality Ender-3 V3
مزایای ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی
استفاده از پرینتر سه‌بعدی برای ساخت قالب سیلیکونی دارای مزایای بسیاری است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.
اولین مزیت استفاده از روش ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی، امکان تولید سریع و اقتصادی قالب‌ها است. برخلاف روش‌های سنتی که نیاز به زمان و دقت بالایی برای ایجاد قالب دارند، پرینت سه‌بعدی این امکان را می‌دهد که قالب‌ها با دقت و کیفیت بالا و در زمان کوتاه‌تری ساخته شوند. علاوه‌براین، استفاده از پرینتر سه‌بعدی باعث می‌شود که هنرمندان و تولیدکنندگان بتوانند با دقت بیشتری جزئیات را در قالب خود ایجاد کنند و آن‌ها را به‌صورت مستقیم به قطعه نهایی منتقل کنند.
در درازمدت، این روش از لحاظ اقتصادی نیز به‌صرفه‌تر است. ؛ زیرا تنها به یک طراحی دیجیتالی، یک چاپگر سه‌بعدی و مواد چاپ نیاز دارید و نیازی به ابزارآلات گران‌قیمت نیست. همچنین، این روش تنها از موادی که نیاز دارد استفاده می‌کند؛ بنابراین هدررفت مواد به حداقل می‌رسد. چاپ مستقیم قالب‌ها نیاز به ساخت الگو را از بین می‌برد که باعث می‌شود زمان به‌بازاررساندن سریع‌تر شود و همچنین می‌توانید پیچیدگی بیشتری به طراحی خود اضافه کنید، چیزی که با روش‌های قالب‌سازی قدیمی امکان‌پذیر نیست
علاوه بر این، قالب‌های سیلیکونی که با پرینتر سه‌بعدی ساخته می‌شوند، قابلیت استفاده مجدد دارند و می‌توانند 30 تا 50 بار استفاده شوند. این ویژگی باعث می‌شود که هزینه‌های تولید کاهش بیاید و تولیدکنندگان بتوانند با هزینه کمتری قطعات بیشتری تولید کنند.
به گفته سایت formlabs.com درباره مزایای این کار:
There are also many 3D printing processes that offer 3D printing materials with silicone-like properties, and 3D printing can also be used to create molds for molding silicone parts, bringing many of the benefits of 3D printing to traditional silicone manufacturing methods.
سخن پایانی
ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه بعدی یکی از روش‌های نوین و کارآمد برای تولید قطعات با جزئیات بالا است. این روش به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا به‌صورت سریع و با هزینه کمتر، قالب‌های دقیقی بسازند که می‌توانند در تولید مکرر قطعات مورد استفاده قرار بگیرند. با پیشرفت تکنولوژی پرینت سه‌بعدی و افزایش دقت و کیفیت این دستگاه‌ها به نظر می‌رسد که استفاده از قالب‌های سیلیکونی در تولیدات صنعتی و هنری بیش‌ازپیش گسترش بیاید. اگر شما هم به‌دنبال تجربه‌ای نوین در دنیای تولید و هنر هستید، ساخت قالب سیلیکونی با پرینتر سه‌بعدی می‌تواند راهکاری جذاب و مفید برای شما باشد.
منبع: https://www.instructables.com/3D-Printing-for-Two-Part-Silicone-Molds/
