پرینترهای سه بعدی

پرینترهای سه بعدی

به عمل تولید قطعات فیزیکی از روی فایل های دیجیتالی پرینترهای سه بعدی می گویند. این پرینترها به دلیل اینکه طراحی ان ها از طریق کامپیوترو چاپ سه بعدی ان ها به صورت فیزیکی صورت می گیرد اهمیت دارد.توسط این پرینترها می توان یک ساختمان کامل را در مدت زمان کوتاهی به طور کامل ساخت.این کار ساخت به صورت لایه لایه انجام می شود و لایه های مختلف بعد از ساخته شدن روی یکدیگر قرار می گیرند. در کشور چین حدود یک سال و نیم پیش یک ساختمان طبقه به کمک همین تکنولوژی ساخته شده است.

مراحل تولید یک محصول با استفاده از پرینت سه بعدی

اگر بخواهیم به طور کلی طرزکار این پرینترها را بگوییم ،ابتدا باید یک مدل سه بعدی از محصولی که در ذهن دارید را بکشید سپس ان را به زبان پرینت سه بعدی که برای ان قابل فهم باشد، ترجمه کنید سپس پرینتر می فهمد چه چیزی را باید بسازد ،پس ان را ساخته و تحویل شما خواهد داد.حال اگر بخواهیم این مراحل را به طور دقیق بررسی کنیم خواهیم داشت :

۱-ساخت مدل سه بعدی:برای تهیه مدل سه بعدی دوراه داریم .راه اول این است که مدل مربوطه خود را در سایت های مربوطه پیدا کنیم ان را یا به طور رایگان دانلود کنیم یا ان را خریداری کنیم.اگرهم مدل که می خواستید را پیدا نکردید با استفاده از نرم افزارهای مخصوص می توانید خودتان ان را طراحی کنید.اگر هم خودتان توانایی طراحی ان را ندارید می توانیداز افراد متخصص استفاده کنید.

۲-ترجمه مدل به زبان پرینتر:بعد از این که شما این مدل را طراحی کردید ،با استفاده از نرم افزارهایی مخصوص پرینتر سه بعدی می توان اشکالات این مدل را برطرف کرد.در اخر با استفاده از این نرم افزار کی توان مدل را به زبات پرینتر ترجمه کرد .این زبان به طور معمول زبان G-Codeاست.سپس این ترجمه را برای شروع کار به دستگاه می فرستد.طرز کار این زبان به طور مثال به گونه ای است که می گوید ۲۰سانتی متر به سمت راست حرکت کن سپس مواد را تزریق کن،یا ۲۰سانتی متر به سمت چپ و یک لایه به سمت بالا برو و … .طرز کار این زبان مسلما از مثالی که الان زدیم پیچیده تر است و ما فقط برای ساده سازی این مثال را زده ایم.

۳-ساخت پرینت سه بعدی:دستگاه مدل سه بعدی بااستفاده از کدهای تولید شده مدل موردنظر شما را تولید می کند و شما می توانید به راحتی از ان استفاده کنید.اما نکته ای که وجود دارد دقت این دستگاه ها در حدچند صد میکرون است .بنابراین مدل ساخته شده باچشم غیرمسلح دیده می شوند .اما خودمان می توانیم این لایه ها را پردازش کنیم که روش های مختلفی داریم از جمله سوهان ،سمباده و… .این محصولات پرینت شده به صورت مستقیم یا ویرایش شده و گاهی به عنوان مدل برای ساخت قالب ریخته گری استفاده می شود.

نقاط قوت پرینترهای سه بعدی

۱-مقرون به صرفه اند:روش های سنتی برای نمونه سازی و قالب سازی های سنتی بسیار گران قیمت هستند.این چاپگرها در برابر روش های سنتی توانایی های ارزانی را برای ارائه خدمات دارند . مثلا برای وسایل پزشکی پرینترهای سه بعدی از روش های سنتی به صرفه تر است.

۲-ریسک پایین:برای مثال اگر شما درحال ساخت یک مدل باشیدقبل از سرمایه گذاری با استفاده از چاپگرهای سه بعدی یک مدل از ان رابه شکل سه بعدی ازمایش می کنیم.در این صورت باهزینه کم می توانیم به اشکالات مدلمان پی ببریم و مدل دیگری طراحی کنیم.

۳-تولید سریع:تولید نمونه اولیه به روش سنی ابزار و تجهیزاتی می طلبد که با پرداخت هزینه های ان چندین هفته به طول می انجامد از همه بدتر این که نمی دانیم این نمونه که تولید کردیم نمونه اخر ما خواهد بود یا خیر.پس شاید هفته ها برای نمونه اولیه منتظربمانیم و نهایتا نیز نمونه اشکلاتی داشته باشد و نیاز به طرح نمونه جدید داشته باشیم.اما چاپ سه بعدی تنها چند ساعت طول می کشد . هنگامی که طراح محصول را طراحی می کند می توانیم ان را هم زمان به یک فایل تبدیل کنید که قابل خواندن باشد سپس ان را چاپ کنید.

روش کار پرینتر نیاز به مداخله افراد ندارد و اگر در انتهای روز ان را راه اندازی کنید فردا قطعه موردنظر خود را می توانید تحویل بگیرید.درنتیجه هم محصول می تواند سریعتر وارد بازار شود و هم امکانبرگشت سرمایه بیشتر است و ریسک کم تری دارد.پس پروژه ای که هفته ها نیاز به طراحی داشت با استفاده از چاپ سه بعدی به سرعت و ظرف چند روز به دست ما می رسد.

۴-سازگار با محیط زیست:چاپ سه بعدی باعث کاهش مصرف انرژی و تولید ضایعات کمتر خواهد شد که این باعث می شود تا به محیط زیست اسیب کم تری برسد.هم چنین قطعات ساخته شده توسط پرینتر سه بعدی با از بین رفتن ویژگی های مکانیکی می توانند حدود ۶۰ درصد وزن کم تری نسبت به سایر نمونه های ساخته شده دارد. این سبک بودن باعث کاهش مصرف سوخت خواهد شد که یکی از دغدغه های مهم محیط زیست است .

۵-اسان برای سفارش:در روش سنتی از قالب هایی برای تولید عمده محصولات استفاده می شود بنابراین ساخت قطعات منحصر به فرد با روش سنتی سخت خواهد بود.در صورتی که چاپ سه بعدی هر مدلی حتی اگر با نمونه اولیه تغییرات کمی داشته باشد می تواند عرضه شود .

اما این پرینترها اشکالاتی را نیز دارد :یکی از ان ها اینکه از این پرینترها نمی توان برای تولیدات انبوه استفاده کرد زیرا زمان و هزینه های زیادی را دارد.علاوه بران محصولات در هر ابعادی که ما بخواهیم را نیز نمی توانند تولید کنند.یکی دیگر از ضعف های این روش مهارت بالا،سعی و خطا است البته شاید نتوان این مشکل را به خود تکنولوژی نسبت داد در واقع شاید این مشکل مربوط به شرکت های تولید کننده پرینترهای سه بعدی باشد.

تحول در جهان با پرینترهای سه بعدی

پرینترهای سه بعدی در علوم مختلف کاربرد دارند. به تازگی مهندسان معماری به این باور رسیده اند که استفاده از پرینترهای سه بعدی فقط به فضای خارجی ساختمان ها محدود نمی شود بلکه فضای داخلی ساختمان را هم به کمک ان می شود طراحی و پیاده سازی کرد.در امستردام نیز پیدا کردن طرق نوین برای چاپ سه بعدی موجودات زنده با ترکیب موادخام برای ساختن محصولاتی قابل استفاده است.در صنعت خودرو نیز شاهد تحولاتی در این زمینه هستیم .برای مثال شرکت مرسدس اعلام کرده است بریا کاهش فشار مفاصل ،در مدل های نهاییS-CLASSازعناصرسه بعدی بهره خواهند برد.