چاپگر چاپ سه بعدی چگونه کار میکند؟
چاپ سه بعدی چیست؟
چاپ سهبعدی از تجهیزات تخصصی برای ایجاد اشیاء جامد و سهبعدی از یک فایل دیجیتال استفاده میکند. این روش از دهه ۱۹۸۰، زمانی که چارلز دبلیو هال این فرآیند را اختراع کرد و اولین قطعه چاپ سهبعدی را ایجاد کرد، وجود داشته است. از آن زمان، حوزه چاپ سهبعدی به صورت تصاعدی رشد کرده و امکانات بیشماری را در خود جای داده است.
بررسی اجمالی چاپ سه بعدی
چاپ سه بعدی فرآیندی است که از طراحی به کمک کامپیوتر یا دلار کانادا برای ایجاد لایه به لایه اشیاء استفاده میکند. چاپ سه بعدی معمولاً در صنایع تولیدی و خودروسازی استفاده میشود، جایی که ابزارها و قطعات با استفاده از چاپگرهای سه بعدی ساخته میشوند.
همزمان با افزایش قابلیتهای چاپ سهبعدی، ارزش آن نیز افزایش مییابد: پیشبینی میشود تا سال ۲۰۲۹، صنعت چاپ سهبعدی به ارزشی بالغ بر ۸۴ میلیارد دلار برسد. این رشد به این معنی است که ما ناگزیر با محصولات - و حتی خانهها و ساختمانهایی - که با چاپ سهبعدی ساخته شدهاند، تعامل خواهیم داشت.
چاپ سهبعدی همچنین صنعت مراقبتهای بهداشتی را متحول کرده است. در سال ۲۰۲۰، همهگیری کووید-۱۹ بیمارستانها را تحت الشعاع قرار داد و نیاز به تجهیزات حفاظت فردی را افزایش داد. بسیاری از مراکز درمانی برای تأمین تجهیزات حفاظتی مورد نیاز کارکنان خود و همچنین قطعات لازم برای تعمیر دستگاههای تنفس مصنوعی به چاپ سهبعدی روی آوردند. شرکتهای بزرگ، استارتاپها و حتی دانشآموزان دبیرستانی با چاپگرهای سهبعدی پا پیش گذاشتند و به این نیاز پاسخ دادند. چاپ سهبعدی نه تنها نحوه ساخت تجهیزات حفاظت فردی و پزشکی را تغییر خواهد داد، بلکه پروتزها و ایمپلنتها را نیز سادهتر خواهد کرد.
اگرچه چاپ سه بعدی لزوماً چیز جدیدی نیست، اما هنوز هم برخی افراد در مورد اینکه چاپ سه بعدی چیست و چگونه کار میکند، کنجکاو هستند. در اینجا راهنمایی برای درک چاپ سه بعدی ارائه شده است.
چاپگرهای سه بعدی چیستند؟
به طور خلاصه، چاپگرهای سه بعدی از دلار کانادا برای ایجاد اشیاء سه بعدی از مواد مختلف، مانند پلاستیک مذاب یا پودرها استفاده میکنند. چاپگرهای سه بعدی میتوانند در اشکال و اندازههای مختلفی از تجهیزاتی که میتوانند روی یک میز قرار گیرند تا مدلهای ساختمانی بزرگ که در ساخت خانههای چاپ سه بعدی استفاده میشوند، ارائه شوند. سه نوع اصلی چاپگر سه بعدی وجود دارد و هر کدام از روشی کمی متفاوت استفاده میکنند.
انواع چاپگرهای سه بعدی
چاپگرهای استریولیتوگرافی یا سطح خدمات مشترک (SLA) به لیزری مجهز هستند که رزین مایع را به پلاستیک تبدیل میکند.
چاپگرهای اس ال اس یا تفجوشی لیزری انتخابی، لیزری دارند که ذرات پودر پلیمری را به صورت ساختاری که از قبل جامد شده است، تفجوشی میکند.
چاپگرهای اف دی ام یا مدلسازی رسوب ذوبشده، رایجترین نوع چاپگرها هستند. این چاپگرها رشتههای ترموپلاستیک را که از طریق یک نازل داغ ذوب میشوند، آزاد میکنند تا یک جسم را لایه به لایه تشکیل دهند.
چاپگرهای سهبعدی مانند آن جعبههای جادویی در فیلمهای علمی تخیلی نیستند. بلکه این چاپگرها - که تا حدودی مشابه چاپگرهای جوهرافشان دوبعدی سنتی عمل میکنند - از یک روش لایهبندی برای ایجاد شیء مورد نظر استفاده میکنند. آنها از ابتدا کار میکنند و لایه به لایه روی هم انباشته میشوند تا شیء دقیقاً شبیه آنچه تصور میشد، به نظر برسد.
چرا چاپگرهای سه بعدی برای آینده مهم هستند؟
انعطافپذیری، دقت و سرعت چاپگرهای سهبعدی، آنها را به ابزاری نویدبخش برای آینده تولید تبدیل کرده است. امروزه، بسیاری از چاپگرهای سهبعدی برای چیزی که نمونهسازی سریع نامیده میشود، استفاده میشوند.
شرکتهایی در سراسر جهان اکنون به جای هدر دادن ماهها زمان و احتمالاً میلیونها دلار در تحقیق و توسعه، از چاپگرهای سهبعدی برای ساخت نمونههای اولیه خود در عرض چند ساعت استفاده میکنند. در واقع، برخی از کسبوکارها ادعا میکنند که چاپگرهای سهبعدی فرآیند نمونهسازی را 10 برابر سریعتر و پنج برابر ارزانتر از فرآیندهای تحقیق و توسعه معمولی انجام میدهند.
چاپگرهای سهبعدی میتوانند تقریباً در هر صنعتی نقشی ایفا کنند. آنها فقط برای نمونهسازی اولیه استفاده نمیشوند. بسیاری از چاپگرهای سهبعدی وظیفه چاپ محصولات نهایی را بر عهده دارند. صنعت ساخت و ساز در واقع از این روش چاپ آیندهنگرانه برای چاپ خانههای کامل استفاده میکند. مدارس در سراسر جهان با چاپ استخوانهای دایناسور سهبعدی و قطعات رباتیک، از چاپگرهای سهبعدی برای آوردن آموزش عملی به کلاس درس استفاده میکنند. انعطافپذیری و سازگاری فناوری چاپ سهبعدی، آن را به یک عامل تغییر دهنده بازی برای هر صنعتی تبدیل میکند.
چه چیزهایی را میتوان چاپ سهبعدی کرد؟
چاپگرهای سهبعدی انعطافپذیری فوقالعادهای در مورد آنچه میتوان با آنها چاپ کرد، دارند. به عنوان مثال، آنها میتوانند از پلاستیک برای چاپ مواد سفت و سخت مانند عینک آفتابی استفاده کنند. آنها همچنین میتوانند با استفاده از پودر ترکیبی لاستیک و پلاستیک، اشیاء انعطافپذیری از جمله قاب گوشی یا دسته دوچرخه ایجاد کنند. برخی از چاپگرهای سهبعدی حتی توانایی چاپ با فیبر کربن و پودرهای فلزی را برای محصولات صنعتی بسیار قوی دارند. در اینجا چند مورد از کاربردهای رایج چاپ سهبعدی آورده شده است.
نمونهسازی سریع و تولید سریع
چاپ سهبعدی روشی کمخطر، کمهزینه و سریع برای تولید نمونههای اولیه در اختیار شرکتها قرار میدهد که به آنها امکان میدهد کارایی یک محصول جدید را آزمایش کرده و بدون نیاز به مدلهای گرانقیمت یا ابزارهای اختصاصی، توسعه را افزایش دهند. در یک گام فراتر، شرکتها در بسیاری از صنایع از چاپ سهبعدی برای تولید سریع استفاده میکنند و به آنها امکان میدهد هنگام تولید دستههای کوچک یا کوتاه کردن زمان چاپ، در هزینهها صرفهجویی کنند.
قطعات کاربردی
چاپ سهبعدی با گذشت زمان کاربردیتر و دقیقتر شده است و امکان ایجاد و دستیابی به قطعات اختصاصی یا غیرقابل دسترس را فراهم میکند تا بتوان یک محصول را طبق برنامه تولید کرد. علاوه بر این، ماشینها و دستگاهها با گذشت زمان فرسوده میشوند و ممکن است نیاز به تعمیر سریع داشته باشند که چاپ سهبعدی یک راهحل ساده برای آن ارائه میدهد.
ابزارها
مانند قطعات کاربردی، ابزارها نیز به مرور زمان فرسوده میشوند و ممکن است غیرقابل دسترس، منسوخ یا گران شوند و جایگزینی آنها گران تمام شود. چاپ سهبعدی امکان تولید و جایگزینی آسان ابزارها را برای کاربردهای متعدد با دوام و قابلیت استفاده مجدد بالا فراهم میکند.
مدلها
اگرچه چاپ سهبعدی ممکن است نتواند جایگزین همه اشکال تولید شود، اما یک راه حل ارزان برای تولید مدلها برای تجسم مفاهیم به صورت سهبعدی ارائه میدهد. از تجسم محصولات مصرفی گرفته تا مدلهای معماری، مدلهای پزشکی و ابزارهای آموزشی. با کاهش هزینههای چاپ سهبعدی و دسترسی آسانتر به آن، چاپ سهبعدی درهای جدیدی را برای کاربردهای مدلسازی باز میکند.
