پرینتر سه بعدی (ارزانترین در خدمات، بهترین در کیفیت)
پرینتر سه بعدی یا تولید افزودنی، فرآیند ساخت اشیاء سه بعدی از یک فایل دیجیتال می باشد. در این فرآیند یک جسم، از قرار دادن لایه های متوالی در کنار هم تشکیل می گردد، که هرکدام از این لایه ها را می توان یک مقطع افقی نازک و برش خورده از جسم در نظر گرفت. پرینت سه بعدی مخالف روش های کم کردنی بوده، که برای ساخت قطعات از روش تکه تکه کردن یک قطعه فلز یا پلاستیک استفاده می نماید.
چاپ سه بعدی به شما این امکان را می دهد که اشکال پیچیده را با مواد کمتری نسبت به روش های تولید سنتی ایجاد نمایید.
تاریخچه پرینترهای سه بعدی
با توجه به این موضوع که چاپ سه بعدی به عنوان یک تکنولوژی مدرن شناخته شده که در آینده جهان را در دست خواهد گرفت، اما این تکنولوژی در حدود 30 سال قدمت دارد. در سال 1983 دانشمندی به نام چاک هال این تکنولوژی رو اختراع و به ثبت رساند. اولین تکنولوزی پرینتر سه بعدی که به ثبت رسید تکنولوژی SLA بود. در حال حاضر تکنولوژی FDM پرطرفدارترین و پرکاربردترین تکنولوژی جهان می باشد.
تصویری از چاک هال مخترع پرینت های سه بعدی
پرینتر سه بعدی چطور کار می کند
پروسه پرینت سه بعدی با ایجاد فایل سه بعدی در کامپیوتر آغاز می شود، این طراحی دیجیتال به عنوان مثال فایل CAD است. یک مدل سه بعدی از طریق یک نرم افزار مدل سازی سه بعدی، یا از طریق اسکنر سه بعدی تولید می گردد. با اسکنر سه بعدی می توانید یک کپی دیجیتالی از جسم ایجاد نمایید.
نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی
نرم افزار مدل سازی سه بعدی اغلب با توجه به عملکردهای مختلف در صنعت ساخته می شوند، که این امر منجر به افزایش نرم افزارهای مناسب برای طراحی در زمینه های مختلف شده است، در نتیجه نرم افزارها بر اساس کاربرد ساخته می شوند. به عنوان مثال در حال حاضر نرم افزارهای داریم که که برای هوا فضا، حمل و نقل، طراحی مبلمان، پارچه و مد و بسیاری دیگر از کاربردها خدمت می کنند.
تبدیل فایل سه بعدی به فایل پرینتر سه بعدی
قبل از اینکه بتوانید قطعه را چاپ کنید، باید فایل سه بعدی را تبدیل به فایل قابل خواندن جهت پرینتر سه بعدی نمایید، مجموعه عملیات جهت تبدیل فایل سه بعدی به فایل قابل خواندن برای پرینتر سه بعدی را اسلایس کردن(Slicing) می نامند. اسلایس کردن یا برش دادن مدل، یک مدل سه بعدی را به صدها یا هزاران لایه افقی تقسیم می کند، که این امر باید توسط نرم افزارهای Slicing انجام گردد. در قسمت آموزشی می توانید تمامی اطلاعات لازم در مورد کار با نرم افزارهای مختلف Slice را یاد بگیرید.
انتقال فایل به پرینتر سه بعدی
بعد اینکه مدل سه بعدی شما در یکی از نرم افزارهای slicing آماده شد، نوبت به آن می رسد که فایل را به چاپگر انتقال دهید. انتقال فایل به چاپگر سه بعدی را می توان از طریق کارت USB، SD یا Wi-Fi انجام داد، این امر بستگی به برند تجاری و نوع دستگاه دارد.
چاپ قطعه نهایی
پس از انتقال فایل به دستگاه نوبت به چاپ قطعه می گردد. جنس مواد قابل چاپ با توجه به نوع تکنولوژی متفاوت است، اما تمامی دستگاه های پرینتر سه بعدی قطعات را به صورت لایه لایه چاپ و تولید می نمایند.
عملیات پس از تولید
در برخی از موارد پس از اتمام چاپ لازم است عملیات پس از تولیدی همچون روش هایی مختلف مانند پولیش، سنباده زدن، رنگ کردن، جوشکاری سرد، پوشش اپوکسی، پوشش فلزی و صاف کردن با بخار استون به یک استاندارد بسیار بالا از لحاظ کیفیت ابعادی و هندسی رساند.
کاربردهای پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف
در حال حاضر با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی می توان ماکت های معماری را به صورت یکپارچه، با دقتی بیشتر، زمان و هزینه کمتر در مقیاس ایده آل ارائه کرد که در زمینه طراحی، ساخت، بازاریابی و…. مورد استفاده قرار می گیرد.
در حال حاضر ماکت سازی با پرینتر سه بعدی، در حال تبدیل شدن به یکی از مشاغل با درآمد مناسب می باشد.
در گذشته تبدیل طرح های ذهنی به واقعیت بسیار مشکل بود و اکثر ایده ها در ذهن محصور می ماند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و با به وجود آمدن پرینترهای سه بعدی این فرصت به افراد داده می شود تا رویاهایشان را به حقیقت تبدیل نمایند.
کاربرد پرینتر سه بعدی در جواهرسازی
یکی از عرصه های بسیار مناسب برای رشد پرینترهای سه بعدی، صنعت جواهرسازی می باشد. بسیاری از مشتریان جواهرات علاقه دارند که نمونه کار را خود سفارش داده و با استفاده از طرح آن ها مدل موردنظر ساخته شود، که این امر تنها با وجود پرینتر سه بعدی میسر می گردد.
نمونه سازی اولیه توسط چاپگرهای سه بعدی
پرینت سه بعدی به طور کلی طراحی محصولات را متحول نموده است و تبدیل به ابزاری برای طراحان صنعتی گردیده است. توانایی تبدیل ذهن شما به واقعیت در عرض چند ساعت، نه تنها چرخه تولید را تسریع می کند، بلکه بدین معنیست که شما زمان و فرصت بیشتری برای طراحی مناسب قبل از تولید انبوه محصولات دارید.
آموزش به کودکان در مقاطع مختلف توسط چاپگرهای سه بعدی
پرینتر سه بعدی تبدیل به یک ابزار آموزشی مناسب گردیده است، این روش دانش آموزان را قادر می سازد تا ایده های خود را در راهی سریع و مقرون به صرفه به واقعیت تبدیل نمایند.
تولیدکنندگان پرینتر سه بعدی نقش مهمی در آموزش و پرورش ایفا می کنند، اکثر شرکت ها متعهد می شوند که برنامه ای برای ترویج تکنولوژی پرینتر سه بعدی در مدارس در نظر بگیرند. این برنامه ها به صورت عرضه ی ارزان پرینترهای سه بعدی برای مدارس و استفاده از آن ها در کلاس های درسی می باشد.
چاپ غذا با پرینتر سه بعدی
درست کردن غذا به وسیله پرینتر سه بعدی مزیت های بسیار زیادی دارد، بدین صورت که می تواند محصولاتی سالم و مناسب ایجاد نموده و جایگزین مناسبی برای تامین پروتئین باشد.
پیتزا چاپ شده با پرینتر سه بعدی
پرینتر سه بدی قابلیت تبدیل موادی همچون جلبک ها، برگ چغندر و حشرات به محصولات خوشمزه و پرطرفدار را دارد، که این مواد می توانند جایگیزین مناسبی برای پروتئین باشد. همچنین چاپ سه بعدی غذا موضوع سفارش غذا با توجه به خواسته افراد را به سادگی فراهم می آورد.
پرینتر سه بعدی دنیای پزشکی را متحول نموده و در حال تغییر چهره این رشته است، این تکنولوژی در ساخت تجهیزات پزشکی، داروهای مصرفی و حتی بافت ها و اندام بدن کاربرد دارد و در آینده ای نه چندان دور لزوم وجود یک پرینتر سه بعدی در دفتر هر پزشک، امری حیاتی به نظر می آید.
کاربرد پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی
استفاده از پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی بسیار رایج گردیده به دلیل آنکه دندانسازها به سادگی و با سرعت و دقت می توانند طیف وسیعی از دندان ها، تجهیزات ارتودنسی، مدل های سنگی و اتصالات را تولید نمایند.
کاربرد پرینت سه بعدی در ساختمانسازی
پرینتر سه بعدی به عرصه ساختمانسازی نیز وارد گردیده است و در حال تغییر دادن چهره این صنعت عظیم می باشد. در حال حاضر بسیاری از بناهای مدرن را با استفاده از پرینترهای سه بعدی می سازند، که از مزیت های این روش ساخت می توان قیمت، سرعت و کیفیت مناسب آن را نام برد.
کاربرد پرینتر سه بعدی در ساخت ربات
امروزه با پیشرفت کاربردهای پرینتر سه بعدی در عرصه صنعت، این تکنولوژی قادر به ساخت بدنه رباتها می باشد، همچنین جهت بالا بردن کیفیت آموزش در مراکز آموزشی، ربات های مختلف آموزشی با قیمت مناسب ارائه شده که توسط پرینترهای سه بعدی ساخته می شوند.
کاربرد پرینتر سه بعدی در صنعت خودروسازی
به تازگی ساخت خودرو با پرینترهای سه بعدی بسیار رونق پیدا کرده است. در حال حاضر بسیاری از شرکت های معروف خودروسازی مسابقه ای، خودروهای خود را که باید تحت وضیعت آیرودینامیکی مناسبی باشند را با پرینتر سه بعدی می سازند.
کاربرد پرینتر سه بعدی در تولید محصولات مصرفی
چاپگرهای سه بعدی سفارشی سازی و ساخت محصولات مصرفی با سلیقه ی عموم را فراهم می آورد. این تکنولوژی این امکان را فراهم می آورد که جهان اطراف خود را با سلیقه خودمان بسازیم.
کاربرد پرینتر سه بعدی در ساخت کفش
در حال حاضر ساخت تمامی سفارشات کفش مربوط به مشتریان توسط پرینتر سه بعدی مهیا می باشد، جز اولین پیشگامان در زمینه استفاده از پرینتر سه بعدی در ساخت کفش، شرکت معروف آدیداس است.
تکنولوژی های مختلف پرینتر سه بعدی
تکنولوژی FDM پرکاربردترین و رایج ترین روش پرینت سه بعدی می باشد، این فرآیند قطعات را با استفاده از ذوب رشته های مواد گرمانرم (فیلامنت) می سازد، به همین دلیل به این روش، فرآیند ذوب فیلامنت نیز می گویند.
نحوه عملکرد تکنولوژی FDM
دستگاه پرینتر سه بعدی با تکنولوژی FDM تولید شده توسط شرکت دانش بنیان ژرفا
نمونه ای از قطعات تولید شده با پرینتر سه بعدی تکنولوژی FDM
در این تکنولوژی صفحه ساخت دستگاه قابلیت غوطه ور شدن در یک مخزن از مواد فتوپلیمر (رزین) دارد، دستگاه بدین صورت کار می کند که مواد فتوپلیمر با تابش نور لیزر در قسمت های از پیش تعیین شده به صورت لایه به لایه قطعه را تشکیل می دهند.
نحوه عملکرد تکنولوژی SLA
غوطه ور شدن صفحه دستگاه در مخزن فتوپلیمر در تکنولوژی SLA
دستگاه پرینتر سه بعدی با تکنولوژی SLA
این تکنولوژی بدین صورت است که قطعات مختلف را با استفاده از سفت کردن پودرهای پلاستیکی توسط تابش لیزر ایجاد می کند. کیفیت سطح بالا و مقاومت بالای قطعات به دلیل یکپارچگی قطعات تولیدی از ویژگی های این تکنولوژی بوده و یکی از ضعف های اصلی آن گرانی دستگاه ها می باشند.
نحوه عملکرد تکنولوژی SLS
نحوه تولید قطعات توسط تکنولوژی SLS
قطعات تولیدی با تکنولوژی SLS
دستگاه پرینتر سه بعدی SLS
در این تکنولوژی یک مخزن از پودر فلز داریم که با حرکت لیزر در میان پودرها، مواد گرم و سفت گردیده و قطعه کار به وجود می آید. تکنولوژی های SLM و DMLS دو تکنولوژی رایج در چاپ فلزات بوده که تفاوت اصلی آن ها در نحوه اتصال ذرات به یکدیگر می باشد.
نحوه عملکرد تکنولوژی چاپ سه بعدی فلزات
قطعات تولیدی با تکنولوژی چاپ سه بعدی فلزات
دستگاه چاپ سه بعدی فلزات
این فرآیند به صورت پاششی قطعات را از مواد فتوپلیمری به صورت لایه لایه ایجاد می کند، Material jetting را به عنوان مناسب ترین روش جهت چاپ قطعات با جنس ها و رنگ های مختلف می شناسند.
نحوه عملکرد تکنولوژی Material jetting
قطعات تولیدی با تکنولوژی Material jetting
دستگاه Material jetting
تکنولوژی Binder jetting
این تکنولوژی یکی از روش های تولید افزودنی بوده، که به وسیله آن یک ماده متصل کننده که به صورت مایع است، با حرکت در مسیرهای مشخص ذرات بخش های مختلف پودر را به هم متصل نموده و قطعه کار را ایجاد می کند.
نحوه عملکرد تکنولوژی Binder jetting
دستگاه Binder jetting
قطعات تولیدی با تکنولوژی Binder jetting
کدام پرینتر سه بعدی مناسب کار شماست
مهم ترین نکاتی که در هنگام خرید پرینتر سه بعدی باید به آن ها دقت کنید شامل: تکنولوژی، نوع کاربری، قیمت، کیفیت سطح، ابعاد قابل پرینت و گارانتی و خدمات پس از فروش دستگاه می باشد.
خدمات پرینت سه بعدی
خرید دستگاه و راه اندازی خدمات پرینتر سه بعدی یکی از مشاغل نوپا و پردرآمدی هست که به تازگی جایگاه خود را در جهان پیدا نموده است. پرینتر سه بعدی و راه اندازی فارم های پرینت سه بعدی به عنوان بهترین ابزار برای افراد دارای سرمای اندک با بلندپروازی های بی منتها شناخته می شود و می تواند راه حل مناسبی برای درآمدزایی باشد.
آینده پرینترهای سه بعدی
بعضی از طرفداران پرینتر سه بعدی (تولید افزودنی) پیش بینی می کنند که این توسعه تکنولوژیکی طبیعت تجارت را تغییر خواهد داد، زیرا کاربران نهایی قادر خواهند شد به جای درگیر شدن در تجارت برای خرید محصولات از افراد و شرکت ها، خود محصولات را تولید نمایند.
با توجه به تاثیرات در مصرف انرژی، کاهش ضایعات، سفارشی سازی، دسترسی به محصول، پزشکی، هنر، ساخت و ساز و علوم، چاپ 3D ساختار جهان را تغییر می دهد. پرینترهای سه بعدی توانایی تولید مواد و رنگ های مختلف را دارا می باشند، همچنین این تکنولوژی عملکرد قطعات را بهبود بخشیده و به نقطه ای خواهد رسید که در آن محصولات مختلف (الکترونیکی) بتوانند به صورت کاربردی تولید شوند.
