تکنولوژی های چاپ سه بعدی
تکنیک ها و تکنولوژی های چاپ سه بعدی

برای آشنایی بیشتر با تکنولوژی چاپ سه بعدی، پیشنهاد می کنیم که بخش اول این مقاله را از این +لینک مطالعه کنید.

در قسمت نخست از این مقاله به معرفی تکنولوژی پرینت سه بعدی پرداختیم. تاریخچه‌ی ظهور پرینترهای سه بعدی را بررسی کردیم و اشاره کردیم که به دلیل نوظهور بودن و قیمت بالا، حدودا تا ۱۰ سال قبل استفاده‌ی این دستگاه ها مختص صنایع بوده است. سپس اصول کار این دستگاه ها را معرفی کردیم و در نهایت اشاره ای بر مزایا و نقاط ضعف این تکنولوژی داشتیم.

در قسمت دوم از این مقاله، قصد داریم کمی تخصصی تر بحث کنیم. در ابتدا به معرفی انواع پرنترهای سه بعدی بر اساس روش کار آن ها می پردازیم و در ادامه اشاره ای بر استفاده‌ی این تکنولوژی، در صنایع به روز دنیا خواهیم داشت. با ما همراه باشید.

زیرتکنولوژی‌های چاپ سه بعدی

در اینفوگرافیک زیر می‌توان با دسته‌بندی پرینترهای سه بعدی آشنا شد.

تکنولوژی های ساخت افزایشی

اکستروژن ماده (Material Extrusion)

دسته اول از پرینترهای سه بعدی را می‌توان اکستروژن ماده نامید. معروف‌ترین پرینترهای سه بعدی اکستروژن ماده، زیرتکنولوژی‌های FDM و FFF هستند. یک پرینتر سه بعدی FDM برای ساخت لایه به لایه یک قطعه، از ترموپلاستیک ها به‌عنوان مواد اولیه استفاده می‌کند. این ترموپلاستیک ها به‌صورت رشته‌هایی هستند که فیلامنت نام دارند و به‌طور معمول در قطرهای ۱٫۵ میلی‌متر و ۳ میلی‌متر در بازار موجود هستند. پرینتر سه بعدی FDM در حقیقت یک اکسترودر هوشمند پلاستیک است که دستور ساخت را از مدل کامپیوتری واردشده به آن می‌گیرد.

پرینت سه بعدی : روش اکستزوژن ماده (Material Extrusion)شماتیکی از پرینترهای سه بعدی با زیرتکنولوژی اکستروژن ماده

فوتوپلیمریزاسیون مخزنی (Vat Photopolymerization)

دسته دوم، پرینترهای سه بعدی پلیمریزاسیون مخزنی هستندو معروف‌ترین پرینترهای این دسته، پرینتر سه بعدی SLA و پرینتر سه بعدی DLP است. ماده اولیه این پرینترهای سه بعدی، رزین فتوپلیمر است.

پرینت سه بعدی : روش فوتوپلیمریزاسیون مخزنی (Vat Photopolymerization)شماتیکی از پرینترهای سه بعدی با زیرتکنولوژی فوتوپلیمریزاسیون مخزنی

گداخت بستر پودر (Powder Bed Fusion)

دسته سوم، پرینترهای سه بعدی گداخت بستر پودر هستند. چهار دسته‌ی مهم این پرینترهای سه بعدی، SLS، EBM، SLM و DMLS هستند. در یک پرینتر سه بعدی گداخت بستر پودری، مخزنی از پودر ماده اولیه وجود دارد که با تابش انتخابی منبع انرژی متمرکز به دانه‌های پودر ماده اولیه، به هم جوش می‌خورند.

یکی از ویژگی‌های شاخص این دسته از پرینترهای سه بعدی این است که در فرآیند ساخت نیازی به استفاده از ساپورت ندارند. یعنی در یک پرینتر سه بعدی گداخت بستر پودر، پودرهای گداخته نشده‌ی موجود در لایه‌های قطعه که همچنان جزئی از قطعه نشدند، نقش ساپورت را در فرآیند ساخت ایفا می‌کنند.

پرینت سه بعدی : روش گداخت بستر پودر (Powder Bed Fusion)شماتیکی از پرینترهای سه بعدی با زیرتکنولوژی گداخت بستر پودر

پاشش ماده (Material Jetting)

پرینترهای سه بعدی پاشش ماده(Material Jetting) که در آن‌ها مواد، اغلب فتوپلیمر ها، بر روی سطح ساخت پاشیده می‌شوند و با استفاده از نورهای خاص جامد می‌شوند و قطعه موردنظر را لایه به لایه می‌سازند.

پرینت سه بعدی : روش پاشش ماده (Material Jetting)شماتیکی از پرینترهای سه بعدی با زیرتکنولوژی گداخت پاشش ماده

پاشش چسب (Binder Jetting)

دسته دیگر، پرینترهای پاشش چسب(Binder Jetting) هستند. یک پرینتر پاشش چسب با اسپری کردن چسب بر روی بستر پودری از مواد آن‌ها را به هم می‌چسباند و قطعه‌یکپارچه می‌سازد. این پاشش به‌صورت انتخابی صورت می‌گیرد.

پرینت سه بعدی : روش پاشش چسبشماتیکی از پرینترهای سه بعدی با زیرتکنولوژی گداخت پاشش چسب

انرژی نشانی مستقیم (Direct Energy Deposition)

شاخص‌ترین زیرتکنولوژی این دسته LENS است.

لایه‌گذاری ورقه‌ای (Sheet Lamination)

در آخر هم باید به پرینترهای سه بعدی لایه گذاری ورقه‌ای(Sheet Lamination) اشاره کرد. شاخص‌ترین زیرتکنولوژی این دسته، LOM است.

کاربرد پرینترهای سه بعدی چیست؟ چه کسانی از پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند؟

کاربرد پرینت سه بعدی چیست؟ این سوالی است که برای هر شخص بعد رسیدن به جواب سوال “پرینت سه بعدی چیست؟” اتفاق می‌افتد.
در ادامه به این موضوع خواهیم پرداخت که کاربرد پرینت سه بعدی چیست؟

یکی از ویژگی‌های پرینت سه بعدی این است که تقریباً اغلب افراد جامعه می‌توانند به نوعی از آن استفاده ببرند. در زیر برخی از کاربردهای پرینت سه بعدی و دلیل مفید بودن آن را در صنایع متفاوت خواهید خواند.

کاربرد پرینت سه بعدی برای خودروسازان

کاربرد پرینت سه بعدی در خودروسازیکاربرد پرینترهای سه بعدی در خودروسازی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع خودروسازی چیست؟

چاپ سه بعدی دیگر برای صنایع خودروسازی غریبه نیست و  امروزه این صنایع از آن برای ساخت نمونه‌های اولیه و همچنین نمونه‌های نهایی استفاده می‌کنند. تیم‌های سازنده‌ی خودروهای فرمول ۱ از پرینت سه بعدی برای نمونه‌سازی اولیه، آزمایش و همچنین ساخت قطعات سفارشی برای به کار بردن در خودروهای مسابقه‌ای استفاده می‌کنند.

کاربرد پرینت سه بعدی برای پزشکان و سازندگان پروتز

کاربرد پرینت سه بعدی در پزشکی
کاربرد پرینترهای سه بعدی در پزشکی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در پزشکی چیست؟

بسیاری از مزایای کاربرد پرینترهای سه بعدی در پزشکی در قابلیت شخصی‌سازی آن نهفته است. به عنوان نمونه امروزه پرینترهای سه بعدی در ساخت سمعک‌های اختصاصی می‌توانند نقشی بسیار کلیدی را ایفا کنند. به کمک این تکنولوژی می‌توان برای هر شخص و با هر فرم گوش یک سمعک اختصاصی ساخت.

همچنین یکی دیگر از تحولات مهم دیگری که صنایع پرینت سه بعدی در پزشکی ایجاد کردند توانایی ساخت پروتزهای اختصاصی و با هزینه‌ی بسیار کمتر نسبت به روش‌های سنتی است.

کاربرد پرینتر سه بعدی در دندان‌پزشی و دندان‌سازی

کاربرد پرینت سه بعدی در دندان پزشکیکاربرد پرینترهای سه بعدی در دندان‌پزشکی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در دندان‌پزشکی و دندان‌سازی چیست؟

امروزه جراحان دندان و ارتونت‌ها می‌توانند با استفاده از اسکنرهای سه بعدی دندان‌های بیماران را اسکن سه بعدی کنند و سپس به کمک پرینترهای سه بعدی نگهدارنده‌ها و گایدهای مناسب را برای دندان بیماران بسازند. علاوه بر راحتی و سرعت بیشتر این روش نسبت به روش‌های سنتی، مزیت دیگر این روش توانایی استفاده از گایدهای شفاف در دندان و اجتناب از ایجاد ظاهر زشت در دهان است.

ناگفته نمایند که پژوهشگران ساخت افزایشی امیدوارند که در آینده نه چندان دور بتوانند از پرینترهای سه بعدی برای ساخت دندان‌هایی با خواص مشابه دندان طبیعی استفاده کنند.

کاربرد چاپ سه بعدی برای تولیدکنندگان هواپیما

کاربرد پرینت سه بعدی در صنایع هواییکاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع هوایی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع هوایی چیست؟

کمپانی‌های GE Aviation و Safran روشی را گسترش دادند که به کمک آن می‌توان نازل سوخت را برای موتورهای جت چاپ سه بعدی کرد.

چاپ سه بعدی به مهندسان صنایع هواپیمایی اجازه می‌دهد که قطعات اسمبل شده‌ را با یک قطعه‌ی یکپارچه‌ی سبک‌تر جایگزین کنند. این کار به کاهش وزن و افزایش بازدهی اجزای هواپیما کمک چشمگیری می‌کند.

کارایی چاپ سه بعدی برای کمپانی‌های فضاپیمایی

کاربرد پرینت سه بعدی در صنایع فضاییکاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع فضایی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع هوافضا چیست؟

کمپانی SpaceX که توسط ایلان ماسک بنیان نهاده شده است، از پرینترهای سه بعدی برای ساخت محفظه‌ی موتور SuperDraco استفاده می‌کند. این موتور قرار است بر روی فضاپیمای Dragon که متعلق به همین کمپانی است نصب شود. این تصمیم، صرفه‌جویی چشمگیری را در زمان ایجاد می‌کند. به طوری که از طرح اولیه تا ساخت نهایی این قطعه تنها ۳ ماه زمان می‌گیرد. برای پرینت سه بعدی و ساخت این محفظه‌ی موتور از ماده‌ی Inconel استفاده می‌شود که سوپر آلیاژ با کارایی بالا است. همچنین گفتنی است که این قطعه بارها با موفقیت آزمایش شده است.

کارایی پرینترهای سه بعدی برای طراحان محصولات

کاربرد پرینت سه بعدی در طراحی قطعاتکاربرد پرینترهای سه بعدی در طراحی محصول

کاربرد پرینترهای سه بعدی در طراحی محصول چیست؟

همانند بسیاری از کمپانی‌های تازه تاسیس، کمپانی Mak Goods هم برای شروع تولید محصولاتش نیاز به ساخت نمونه‌های اولیه‌ی بسیاری داشت. این کمپانی با خرید یک پرینتر سه بعدی SLS دست به ساخت ۴۰۰ نمونه‌ی اولیه زد تا بتواند از یک جامعه‌ی آماری مناسب از مصرف‌کنندگان بازخورد بگیرد. این فرآیند که تنها به کمک پرینترهای سه بعدی برای یک کمپانی کوچک همچون Mak Goods امکان‌پذیر بود، توانست کمک شایانی به بازنگری‌های مناسب بر طرح و همچنین رفع مشکلات احتمالی پیش از عرضه‌ی محصول به بازار کند.

کاربرد پرینتر سه بعدی در معماری

کاربرد پرینترهای سه بعدی در معماری

کاربرد پرینترهای سه بعدی در معماری چیست؟

قبل از ورود چاپ سه بعدی به حوزه‌ی معماری، ساخت ماکت‌ها کاری بسیار طاقت‌فرسا و زمان‌بر بوده است. در عین حال معمارها برای ارائه‌ی کارهایشان نیاز مبرم به ساخت ماکت داشتند و این امر غیر قابل اجتناب بوده است.

امروزه کمپانی‌های بزرگ فعال در معماری و ساخت ساز و حتی معمارهای مستقل می‌توانند به راحتی و با صرف زمان اندک دست به ساخت ماکت آثارشان بزنند. همچنین ماکت‌های معماری ساخته شده با کمک پرینترهای سه بعدی متناسب با نیاز می‌توانند در ابعاد و با جنس‌های مختلف ساخته شوند.

کاربرد چاپگر سه بعدی برای دانش‌آموزان و دانش‌جویان

 

کاربرد پرینت سه بعدی در آموزشکاربرد پرینترهای سه بعدی برای آموزش

پرینت سه بعدی در آموزش چه کمکی می‌تواند بکند؟

پرینتر سه بعدی به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد که طرح‌هایشان را در مراحل اولیه طراحی ملموس کنند. به واسطه‌ی کار کردن مداوم دانش‌آموزان با نمونه‌های اولیه‌ی طرح‌هایشان، آن‌ها می‌توانند به سرعت از مدل‌هایشان یاد بگیرند و آن‌ها را بهبود ببخشند. همچنین همین فعالیت‌ها می‌تواند تجربیات عملی بسیار با ارزشی را برای آن‌ها فراهم سازد.

دوچرخه‌ای که در تصویر بالا می‌بینید توسط دانش‌جویان رشته‌ی طراحی صنعتی دانشگاه صنعتی Fontys طراحی شده است. این دانش‌جوها توانستند با کمک پرینتر سه بعدی طرح مورد نظرشان را از یک طرح دیجیتال مجازی به یک مدل فیزیکی و ملموس تبدیل کنند.

کارایی پرینت سه بعدی برای کارآفرینان

کاربرد پرینت سه بعدی در کارآفرینیکاربرد پرینترهای سه بعدی در کارآفرینی

کاربرد پرینترهای سه بعدی برای کارآفرینان چیست؟

یک کارآفرین طراح، عمر ردا، کمپانی خودش را با یک هدف تاسیس کرد: ساخت چاقوهای آشپزخانه‌ی حرفه‌ای با قیمت چاقوهای آشپزخانه‌ی معمولی! نتیجه‌ی این ایده کمپانی Misen Kitchen Knife است که توانست در وبسایت کیک‌استارتر سزمایه‌ای بالغ بر ۱,۰۸۳,۳۴۴ دلار آمریکا را از ۱۳,۱۱۶ سرمایه‌گذار دریافت کند. کمکی که استفاده از پرینت سه بعدی در فرآیند طراحی و بهینه‌سازی آن به عمر و تیمش کرد آن‌ها را قادر ساخت که در نهایت موفق به ساخت چاقویی با مشخصات مورد نظرشان شوند.

کارایی پرینترهای سه بعدی برای مهندسان

کاربرد پرینت سه بعدی در مهندسیکاربرد پرینترهای سه بعدی در مهندسی

کاربرد پرینترهای سه بعدی در مهندسی چیست؟

به عنوان یک مهندس با شم تشخیص محصولات خوب، راب هلیفاکس حس می‌کرد که بعضی از محصولات در سراسر جهان دارای طراحی زشتی هستند. راب با دانش مهندسی‌ای که داشت توانست این موضوع را شخضاً پیگیری کند و دست به بازطراحی تیغ ریش‌تراش خودش بزند. با استفاده از پرینت سه بعدی او توانست بارها مراحل بازطراحی را بررسی و تکرار کند تا در نهایت به طرح مطلوب خودش دست یافت. بعد از مدت کمی راب طرح خودش را به یک کمپین موفق کیک‌استارتری تبدیل کرد و توانست کسب و کار خودش را بر همین اساس راه‌اندازی کند. وی می‌گوید: “پرینت سه بعدی کمک کرد که من یک ایده‌ی اولیه‌ی شخصی را به یک کسب و کار تبدیل کنم. هیچ راه دیگری وجود نداشت که بتوانم با سرعت بالا و هزینه‌ی اندک از پس این پروژه بر بیایم”.

ساخت پهباد با پرینتر سه بعدی

کاربرد پرینت سه بعدی در ساخت پهبادکاربرد پرینترهای سه بعدی در ساخت پهباد

کن گینک که یک طراح صنعتی است، با ساخت انواع متفاوت پهباد به کمک چاپ سه بعدی از اوقات فراغتش لذت می‌برد. کن می‌گوید: “یکی از مزیت‌های پرینتر سه بعدی این است که می‌توانم به کمک آن تمام قسمت‌های یک پهباد را، به جز بخش‌های الکترونیکی، خودم بسازم.

کاربرد پرینتر سه بعدی در تولید کفش

کاربرد پرینت سه بعدی در تولید کفشکاربرد پرینترهای سه بعدی در تولید کفش

امروزه شخصی‌سازی انبوه لوازم مورد نیاز بیش از پیش قابل دسترس است. شخصی‌سازی انبوه یکی از ویژگی‌های کلیدی صنعت چاپ سه بعدی است و همین ویژگی توانسته کمپانی‌های تولیدکننده کفش را به شدت جذب صنعت پرینت سه بعدی کند.

کمپانی آدیداس که در حوزه‌ی استفاده از پرینتر سه بعدی در تولید کفش پیشرو است، اخیراً مجموعه‌ای از کفی‌های کفش را رونمایی کرده که به طور اختصاصی برای هر فرد ساخته می‌شوند.

کارایی چاپ سه بعدی برای تولیدکنندگان محصول

کاربرد پرینت سه بعدی در تولید محصولکاربرد پرینترهای سه بعدی در تولید محصول نهایی

یکی از اولین نمونه‌های تولیدکنندگان محصول نهایی با کمک پرینترهای سه بعدی، هدفون‌های +Print هستند. این کمپانی یک کیت را که شامل قطعات الکترونیکی و گیره‌ی اصلی یک هدفون است برای مشتریانش می‌فرستد و ساخت باقی قطعات هدفون را به عهده‌ی مشتری می‌گذارد. البته این کمپانی فایل طراحی بقیه‌ی اجزا را به صورت دیجیتال برای مشتریانش می‌فرستد تا آن‌ها این قطعات را با کمک یک پرینتر سه بعدی بسازند. مزیت این هدفون‌ها این است که قابل شخصی‌سازی و حتی به روزرسانی هستند.

حسین مهرآبادی

"آسان و سریع بیاموزید"

حضوری وآنلاین در سراسر کشور

با مدرک معتبر دوزبانه

دیدگاه کاربران ۰دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید