چاپگر (پرینتر) سه بعدی چیست؟
چاپگر (پرینتر) سه بعدی یکی از فناوری های نوظهور است و این قابلیت را ایجاد می کند که هر گونه جسم سه بعدی را با هر نوع پیچیدگی تولید کند و برای این کار لازم است تنها شکل مورد نظر در یکی از نرم افزارهای سه بعدی ساز طراحی و بعد آن را با متریال های مختلف چاپ کرد.
هم اکنون این کار تنها با استفاده از متریال های معدودی قابل اجرا است اما کار بر روی تولید با انواع متریال مختلف همچون فلزات، مواد خوراکی، مواد بیولوژیک و سایر اقلام نیز در مرحله تحقیق و توسعه است و در آینده ای نزدیک تحول بزرگی در فرآیند تولید ایجاد خواهد کرد.
چاپگر سه بعدی چگونه کار می کند؟
تفاوت تمامی پرینترهای سه بعدی در تکنولوژی و مواد مصرفی آنها است که آنها را از هم متمایز می کند. به عنوان مثال برخی پرینترهای سه بعدی بر پایه پودر (نایلون، پلاستیک، سرامیک و فلز) که با استفاده از یک منبع حرارت نوری (لیزر) ذوب شده و سپس جامد می شوند و شکل نمونه مورد نظر را می گیرند عمل چاپ را انجام می دهند.
در برخی دیگر رزین های پلیمری با استفاده از لیزر لایه به لایه سفت و سخت شده و شکل جامد به خود می گیرند. (این لایه ها بسیار نازک هستند). جهش قطرات ریز از مواد به سطح پلت فرم نیز که بیانگر تکنولوژی جوهر افشان در چاپ دو بهدی هستند، در چاپ سه بعدی به عنوان تکنولوژی جهش چسب شناخته می شوند.
رایج ترین این تکنولوژی ها، روش FDM است که در آن مواد اولیه از جنس پلاستیک ABS و یا PLA به صورت رشته ای از طریق نازل دستگاه عبور کرده و پس از گرم شدن عمل لایه سازی را انجام می دهد از آنجا که چاپ سه بعدی امکان ساخت مستقیم و دقیق قطعات را فراهم می کند می توان با این تکنولوژی اشیء پیچیده و با قابلیت های بسیار بالا را بدون نیاز به مونتاژ و در کمترین زمان تولید کرد. با این حال یکی از مهمترین نکات اساسی تولیدی موفق با این دستگاه، طراحی بسیار دقیق نمونه ها می باشد و غیر از این عملیات مهم، آماده سازی فایل و همچنین تبدیل آن می تواند پیچیده و زمان بر باشد به ویژه برای قطعاتی که در طول فرآیند ساخت بسیار پیچیده هستند.
با این حال بروز رسانی مستمر نرم افزار و ارتقاء آن می تواند به کاهش زمان و طول این روند کمک به سزایی کند. علاوه بر این پس از پایان کار چاپ بیشتر قطعات نیاز به پردازش دارند، این مرحله که شامل سنباده زدن، صیقل دادن، رنگ و یا دیگر نکات تکمیلی کار است، نیازمند زمان و مهارت بالایی است. و به طور خلاصه می توان گفت این تکنولوژیهم اکنون اینکار تنها با استفاده از متریال های معدودی قابل اجراست اما کار بر روی تولید با انواع متریال مختلف همچون فلزات، مواد خوراکی، مواد بیولوژیک و سایر اقلام نیز در مرحله تحقیق و توسعه است و در آینده ای نزدیک تحول بزرگی در فرآیند تولید ایجاد خواهد کرد.
ویژگی های چاپگر پرینتر سه بعدی
طراحی زیبا،مقاومت و قابل رقابت با بهترین نمونه های خارجی
عدم نیاز به گرم کردن BED
امکان پرینت قطعات با جزییات ۲/۰ میلی متر
مناسب برای محیط های صنعتی و اداری و خانگی
قابلیت چاپ در ابعاد بزرگتر از نمونه های خارجی و داخلی موجود در بازار
دقت خروجی بالا و هم تراز استانداردهای جهانی
عدم نیاز به اتصال به کامپیوتر در هنگام کار
استفاده از فناوری های به روز جهانی در تولید اجزای مختلف دستگاه
قرار گرفتن قرقره در داخل دستگاه جهت جلوگیری از ورود ضایعات به هد
قابلیت کار پیوسته در زمان طولانی برای ساخت نمونه در ابعاد بزرگ
دارای شبکه گسترده خدمات پس از فروش در سراسر کشور
قطعه سازان و قالب سازان
قطعه سازان و قالب سازان فعال در صنایع مختلف نیاز به تولید حجم بالایی از نمونه های ابتدایی دارند تا در انتها، قالب و قطعه ای کامل و با دقیق ترین جزییات بسازند. چاپگر سه بعدی با امکان تولید کم هزینه نمونه های اولیه، خطاهای احتمالی در تولید چند باره قالب و تحمیل هزینه اضافی به قالب سازان و سفارش دهندگان را از بین می برند.
معماران، مجسمه سازان و طراحان
فعالان این حوزه قادرند با استفاده از خدمات چاپگر سه بعدی، به راحتی ایده ها و طرح های خود را تولید کرده و جزئیات آن را به صورت سه بعدی مشاهده نمایند و از آن به عنوان ابزاری برای نمونه سازی با دقت بالا و هزینه مناسب استفاده کنند.
تولیدکنندگان لوازم خانگی و اسباب بازی
تولیدکنندگان لوازم خانگی و اسباب بازی می توانند پیش نمونه محصولات خود را با چاپگر سه بعدی تولید و پس از شناسایی نقاط قوت و ضعف و میزان اقبال مشتریان به آن، نسبت به ساخت نمونه نهایی اقدام کنند و مقدار زیادی از هزینه های تحقیق و توسعه خود را کاهش دهند.
تولیدکنندگان کفش
ساخت نمونه های متنوع از رویه و کفی کفش با هزینه مناسب و سرعت کم از نگرانی های همیشگی این صنعت است. استفاده از چاپگر سه بعدی این توان را به فعالان این صنعت می دهد تا این کار را با هزینه ای مناسب و تنوعی بالا انجام دهند و همچنین قدرت رقابت و تنوع تولید خود را در بازار افزایش دهند.
ماکت سازان
یکی از کابردهای چاپگر سه بعدی کمک به صنعت ماکت سازی است. ساخت ماکت های ساختمانی مانند شهرک ها بسیار زمان بر و هزینه بر می باشد. در ضمن ماکت های ساخته شده که عموما به صورت دستی می باشد از دقت و ظرافت لازم برخوردار نیستند. از این رو جهت ساخت و تولید ماکت های مختلف با هر گونه پیچیدگی، ظرافت و دقت می توان از چاپگر سه بعدی استفاده کرد.
صنایع الکترونیک، مخابرات و کامپیوتر
ساخت مدل اولیه از محصولات الکترونیکی و کامپیوتری و نیز ساخت تعداد کمی از یک محصول، برای تولیدکنندگان قطعات الکترونیکی و کامپیوتری از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از فناوری مدل سازی سریع توسط چاپگر سه بعدی به راحتی می توان این نیاز را در زمان کوتاه و با هزینه مناسب رفع نمود.
صنایع دفاعی و صنایع هوایی
در صنایع دفاعی و صنایع هوایی از چاپگر سه بعدی جهت ساخت قطعات مورد نیاز در نمونه سازی اولیه و همچنین ساخت ماکت های مورد نیاز استفاده می شود.
پزشکی و مهندسی پزشکی
در شاخه پزشکی از چاپگر سه بعدی می توان برای تولید اعضای مصنوعی بدن استفاده کرد. همین طور در بسیاری از عمل های جراحی که لازم است استخوان یا عضو آسیب دیده قبل از عمل جراحی شبیه سازی شود، می توان از چاپگر سه بعدی استفاده کرد.
هنر
در سال ۲۰۰۵، مجله های دانشگاهی، از احتمال استفاده پرينتر های سه بعدی در رشته های هنری خبر دادند كه توسط Martin John Callanan در دانشگاه معماری Bartlett پيگيری ميشد. به مرور، پرينترهای سه بعدی، با توانايی ارائه ی كالاهای اختصاصی مانند قاب های موبايل دلخواه، عروسک ، مجسمه و شكلات های سه بعدی محبوب تر شدند.
انواع تکنولوژی های به کار گرفته شده در پرینتر سه بعدی
SLA در این تکنولوژی باریکه ای از نور لیزر UV به رزین به وسیله آینه تابیده می شود تا حجم شکل بگیرد: FDM در این تکنولوژی مواد پلاستیکی به نام های (ABS ,PLA) مذاب شده و به وسیله CNC روی یک سطح لایه لایDLP در این تکنولوژی حجم تبدیل به لایه های از تصاویر گردیده و به رزین تابیده می شود تا حجم شکل بگیرد. CLP باریکه ای از نور لیزر به وسیله CNC به رزین تابیده می گردد تا حجم شکل بگیرد.
مزایای بهره مندی از چاپگرهای سه بعدی:
انعطاف پذیری برای طراحی های مکرر مهم نیست که چه طراحی می کنید، هر چه باشد یقینا محصول بی عیبی برای بار اول در نخواهد آمد. امتحان کردن محصول، ارزیابی و رفع نواقص آن بهترین راه برای آنست که ببینید کدام طراحی جواب می دهد و کدام خیر. مدل سازی سریع با پرینتر سه بعدی قابلیت انعطاف پذیری زیادی به شما می دهد تا چرخه آزمون و خطا را با هزینه کمتر طی کنید. کاهش دوباره کاری ها در حالت معمول، هرچه دیرتر عیبی در محصول پیدا شود، هزینه بیشتری برای رفع آن لازم است. پیدا کردن نقصان محصول و رفع آن همان موقع در قدم اول طراحی، برای جلوگیری از دوباره کاری و اتلاف هزینه و منابع ضروری است. مدل سازی سریع با پرینتر سه بعدی، به طراحان صنعتی و مهندسان این امکان را می دهد تا در زمان کوتاه تری، تجدید نظر بیشتری برای رسیدن به مطلوب داشته باشند حتی وقتی شما زمان کمی بین تست تمام و کمال محصول خود تا فروش دارید. به اشتراک گذاشتن ایده ها نمونه های فیزیکی، به همکاران، مشتری ها و فروشنده ها ایده را بهتر منتقل می کند تا نمونه های دیجیتالی. مدل سازی سریع، بازخورد شفاف و لازم را برای تولید یک محصول خوب فراهم می آورد و به طراحان اجازه می دهد تا سریعا نظرات را به خروجی تبدیل کنند. آزمون محصول در دنیای واقعی قبل از سرمایه گذاری برای تولید انبوه، بدانید که محصول شما دقیقا چه شکلی است و چه طور کار میکند. با امکان اضافه شدن مواد مصرفی بیشتری به پرینتر های سه بعدی ماشین های هوشمند هزاره سوم در آینده نزدیک حتی محصول خود را می توانید به همان جنس بسازید، رنگ بندی خود را روی آن پیاده کنید و آن را ببینید. اضافه بر این، اگر تولید نهایی محصول شما احتیاج به قالب یا الگویی داشته باشد شما می توانید در کمترین زمان آن را خودتان بسازید.