در مقاله قبل به پاسخ سوال پرینتر سه بعدی چیست پرداختیم. در این مقاله در پاسخ به این سوال که پرینت سه بعدی چیست باید بگوییم: پرینت ۳ بعدی یا ساخت افزایشی به فرآیند تولید قطعات سه بعدی از فایل دیجیتالی آن گفته می شود. این تکنولوژی به این علت که طراحی از طریق کامپیوتر و پرینتر سه بعدی به طور مستقیم منجر به تولید قطعه فیزیکی می شود، مهم می باشد. فرآیند تولید افزایشی یک شی، با قرار دادن لایه های متوالی از مواد اولیه ایجاد می شود و این روند تا تکمیل قطعه ادامه می یابد. هر یک از این لایه ها را می توان به عنوان یک مقطع افقی نازک برش از قطعه نهایی مشاهده کرد. ساخت افزایشی مخالف ساخت کاهشی که در آن با برداشتن یا ایجاد حفره قطعه نهایی شکل می گیرد، می باشد. در نتیجه ساخت افزایشی به شما این امکان را می دهد تا برای ارائه خدمات پرینتر ۳ بعدی اشکال پیچیده تر و با استفاده از مواد کمتر و زمان ساخت کمتر نسبت به روش های تولید سنتی ایجاد کنید. همانطور که می دانیم در تولید سنتی فرآیند تولید قطعه نیاز به طی کردن مراحل مختلفی دارد. یکی از دیگر مزایای پرینت سه بعدی تک مرحله ای بودن فرآیند تولید می باشد.

 

 

پرینت ۳ بعدی چیست؟

چاپگر سه‌ بعدی یک دستگاه تولید است که برای تولید قطعات نهایی از روی فایل سه بعدی کامپیوتری (CAD) به صورت لایه لایه به کار گرفته می‌شوند. یک فناوری توانمند است که طراحان را تحریک و تشویق می‌کند و به آن‌ها آزادی طراحی بی‌سابقه ‌ای می‌دهد. اولین استفاده از چاپگر سه‌ بعدی در اتاق ابزار تولید بوده است. به عنوان مثال، ساخت سریع نمونه اولیه یکی از اولین  کاربردهای چاپگر سه‌ بعدی بوده و هدف از آن کاهش زمان و هزینه اولیه توسعه نمونه های قطعات و دستگاه های جدید که قبلا تنها با استفاده از روش های ساخت کاهشی مانند ابزار فرزکاری CNC و سنگ زنی انجام می شده است، می باشد. در سال های ۲۰۱۰، ساخت افزودنی سبب آغاز توسعه در بخش تولید شده و ساخت و تولید را وارد مرحله جدیدی کرد. فرایند پرینت ۳ بعدی با ایجاد یک فایل دیجیتالی توسط نرم افزارهای طراحی کامپیوتری مانند autocad، solidworks و … یا اسکن سه بعدی یک قطعه آغاز می شود. پس از تکمیل طراحی، فایل ایجاد شده را به منظور قابلیت خوانا بودن برای نرم افزارهای اسلایسر به فرمت STL تبدیل می کنند. پس از آن فایل STL باید توسط نرم افزارهای اسلایسر به صدها و یا هزاران لایه های دو بعدی تقسیم شود. برخی از این نرم افزارها برای اسلایس کردن عبارتند از: cura، mankati، Slic3r و … یک پرینتر سه بعدی با تشکیل این لایه های دو بعدی بر روی یکدیگر قطعه سه بعدی را تولید می کند. تمامی فایل های طراحی شده بدون در نظر گرفتن نوع تکنولوژی پرینت ۳ بعدی باید قبل از پرینت به لایه های دوبعدی تقسیم شوند. ضخامت این لایه ها توسط کاربر و براساس نوع تکنولوژی پرینت سه بعدی، مواد مورد استفاده و زمان بندی پروژه تعیین می شود. ضخامت لایه کمتر به زمان بیشتری برای پرینت نیاز داشته اما سطح بیرونی قطعه یکنواخت تر می شود.

اکثر فرآیندهای پرینت ۳ بعدی نیاز به ساختارهایی جهت پشتیبانی قطعه دارند. این ساختارها که با تراکم کمتری پرینت شده و قابل کندن یا حل شدن می باشند، به عنوان داربست برای جلوگیری از ریزش لایه هایی که زیر آنها لایه دیگری قرار نگرفته ساخته می شوند.  سازه های پشتیبانی پس از اتمام ساخت مدل حذف می شوند.

برخی از کاربرد های این تکنولوژی مدل های معماری و ماکت ها، پزشکی، دندانپزشکی، مد، نمونه سازی سریع و … می باشد. با مشاهده فیلم زیر می توانید مفهوم پرینت سه بعدی و را بهتر درک کنید و پاسخ به سوال پرینت سه بعدی چیست را پیدا کنید

 

پرینت سه بعدی | ارائه یک دسته بندی کامل و جامع

قبل از هر توضیحی در مورد روش های پرینت سه بعدی لازم است تا در مورد دسته بندی و نام گذاری روش های پرینت سه بعدی صحبت به میان آوریم. عناوین مختلفی در شرکت ها و مراکز تحقیقاتی مختلف برای روش های پرینت سه بعدی به وجود آمده اند که هر کدام از آنها نشانگر روش خاصی برای پرینت قطعات هستند. گاهی اوقات این روش ها یکسان هستند ولی در شرکت ها و یا مناطق جغرافیایی مختلف نام های مختلفی به آنها داده شده است. ممکن است اسامی روش پرینت سه بعدی لیزری یا پرینت سه بعدی پودری یا پرینت سه بعدی SLS به گوش شما خورده باشد درحالی که ممکن است هر سه عنوان به یک روش پرینت سه بعدی اشاره کند. تا سال ۲۰۱۵ فقدان یک نظم برای نامگذاری یا ترمینولوژی در فناوری پرینت سه بعدی احساس می شد. استاندارد ISO/ASTM 52900 در سال ۲۰۱۵ توسط جمعی از دانشمندان و صاحب نظران این رشته شکل گرفت تا به نام گذاری روش ها و تقسیم بندی آنها در پرینت سه بعدی نظم دهی کند. این استاندارد کلیه فناوری های پرینت سه بعدی را در ۷ دسته تقسیم بندی کرده است و نامگذاری استانداردی را به زبان انگلیسی برای آن ها انجام داده است. دسته بندی روش های پرینت سه بعدی بر اساس این استاندارد را می توان در جدول زیر مشاهده کرد.

جدول دسته بندی روش های مختلف پرینت سه بعدی مطابق با استاندارد ISO/ASTM 52900

تکنیک پرینت سه بعدی	توضیح	فناوری ها	مواد قابل پرینت
اکستروژن مواد  Material Extrusion	روش پرینت سه بعدی که در آن مواد به صورت انتخابی (Selective) از سر یک نازل یا اریفیس خارج شده و بر روی هم اضافه می شوند. عموما در این روش ها مواد با استفاده از مکانیزم CNC بر روی یکدیگر نشانده می شود.	روش ساخت با فیلامنت گداخته (FFF[1]) که بیشتر با نام FDM[2] (روش مدلسازی ته نشینی گداخته) شناخته می شود	فیلامنت پلیمر های ترموپلاستیک و مواد شبه لاستیک مانند TPU و مواد فلزی به صورت غیر مستقیم (فناوری شرکت Desktop Metal)
پلیمریزاسیون مخزنی  Vat Polymerization	روش پرینت سه بعدی است که در آن رزینی که داخل یک مخزن قرار دارد به صورت انتخابی به وسیله پلیمریزاسون نوری سفت می شود. عمدتا این در طول موج فرابنفش قرار دارد.	لیتوگرافی سه بعدی (SLA[3]) و فرآوری مستقیم نور (DLP[4])	رزین های ترموست
گداخت بستر پودر  Powder Bed Fusion	در این روش پرینت سه بعدی انرژی حرارتی (عمدتا به صورت نور لیزر یا باریکه الکترون) به صورت انتخابی (Selective) بر روی بستر پودر کانونی می شود تا به ذوب یا جوش ذرات پودر منتهی شود.	تفجوشی انتخابی با لیزر (SLS[5])، تفجوشی مستقیم فلزات با لیزر (DMLS[6])، ذوب انتخابی با لیزر (SLM[7])، ذوب با باریکه الکترون (EBM[8]) و فناوری FusionJet شرکت HP	پودر پلیمر های ترموپلاستیک منجمله TPU شبه لاستیک، پودر فلزات، کامپوزیت پودر های فلزات و پلیمر ها سرامیک ها، ماسه ریخته گری
پاشش مواد  Material Jetting	روش پرینت سه بعدی که در آن قطرات مواد (به صورت رزین نوری یا مذاب ترموپلاستیک) به صورت انتخاب (Selective) بر روی یک سکوی ساخت پاشیده می شود.	فناوری PolyJet یا MJM[9] و فناوری DDM[10] یا DOD[11]	رزین های ترموست و ترموپلاستیک مومی شکل
پاشش چسب  Binder Jetting	روشی از پرینت سه بعدی است که در آن یک عامل چسبناک مایع به صورت انتخابی بر روی قسمت های مشخصی از سطح پودر پاشیده شده و ذرات پودر را به یکدیگر می چسباند.	روش Binder Jet یا همان پرینت سه بعدی	پودر سرامیکی به همراه چسب، پودر فلزات به همراه چسب، پودر کچ و باکالیت همراه چسب و ماسه ریخته گری
انرژی نشانی مستقیم  Direct Energy Deposition	روش پرینت سه بعدی که در آن از انرژی حرارتی کانونی شده برای جوش دادن مواد استفاده می شود. مواد در این روش خود در حال پاشش بر روی سطح می باشد.	فناوری LENS[12]، فناوری پاشش فلزات مستقیم DMD[13] و فناوری رسوب گذاری فلزات بر مبنای لیزر (LBMD[14])	پودر فلزات و فیلامنت های فلزی (الکترود جوش)

 روش پرینت سه بعدی که در آن ورق های از ماده بر روی همدیگر قرار گرفته و به هم میچسبند و اطراف قطعات بریده می شوند تا قطعه نهایی را شکل دهند  فناوری ساخت ورقه ورقه قطعات (LOM[15]) و فناوری ساخت افزایشی فراصوت (UAM[16])  ورق فلزات، ورق پلیمر ها، ورق کاغذ

MultiJet Modeling	MJM	۹	Fused Filament Fabrication	FFF	۱
Droplet Deposition Manufacturing	DDM	۱۰	Fused Deposition Modeling	FDM	۲
Droplet On Demand	DOD	۱۱	Stereo Lithography Apparatus	SLA	۳
Laser Engineering Net Shaping	LENS	۱۲	Direct Light Processing	DLP	۴
Direct Metal Deposition	DMD	۱۳	Selective Laser Sintering	SLS	۵
Laser Based Metal Deposition	LBMD	۱۴	Direct Metal Laser Sintering	DMLS	۶
Laminated Object Manufacturing	LOM	۱۵	Selective Laser Melting	SLM	۷
Ultrasonic Additive Manufacturing	UAM	۱۶	Electron Beam Melting	EBM	۸

 

 

کاربردهای پرینت سه بعدی چیست؟

حالا که پاسخ این سوال که پرینت سه بعدی چیست را پیدا کردیم، به سراغ کاربردهای آن می رویم

چاپگر سه بعدی در آشپزی

چاپگر سه بعدی مواد غذایی بجای استفاده و خرید فیلامنت، با فشرده سازی لایه لایه غذا در سه بعد، غذا را بوجود می‌آورد. انواع مختلفی از غذاها مانند شکلات ها، آب نبات ها، کراکر، ماکارونی و پیتزا انتخاب های مناسبی برای تولید به این روش می باشند.

چاپگر سه بعدی در طراحی و مد

چاپ سه بعدی توسط طراحان مد وارد دنیای لباس شده است و محصولات مختلفی مانند کفش و لباس ها توسط چاپگر سه بعدی تولید شده اند. در تولید تجاری، نایک از چاپگر سه بعدی به منظور ساخت نمونه اولیه و ساخت کفش فوتبال ۲۰۱۲ Vapor Laser Talon برای بازیکنان فوتبال آمریکایی استفاده کرده است. New Balance کفش های سه بعدی شخصی سازی شده برای ورزشکاران تولید کرده است.

چاپگر سه بعدی و تولید عینک

از دیگر کاربرد های چاپگر سه بعدی مربوط به صنعت عینک سازی و ساخت عینک های سفارشی می باشد. چاپگر سه بعدی برای شرکت هایی که در زمینه مد فعالیت می کنند بسیار ارزشمند است، به ویژه اگر آن را تبدیل به ابزار چاپ توسط خود شخص برای خریداران کند. با این که چنین تغییراتی به این زودی اتفاق نخواهد افتاد اما وقوع آن حتمی بوده و تغییرات چشمگیری در طرز تفکر ما بوجود خواهد آورد.

چاپگر سه بعدی در خودروسازی

چاپگر سه بعدی در تولید اتومبیل ها، کامیون ها و هواپیماها، ساخت افزایشی در طراحی و تولید مورد استفاده قرار گرفته است: در اوایل سال ۲۰۱۴، کارخانه Koenigsegg اعلام کرد که یک خودرو به نام Urbee که بسیاری از اجزای آن با چاپگر سه بعدی ساخته شده اند را به عنوان اولین خودروی چاپ سه بعدی شده تولید کرده است. در سال ۲۰۱۴، Local Motors Strati، وسیله نقلیه ای با استفاده از پلاستیک ABS و فیبروکربن را که کاملا به روش چاپ سه بعدی تولید شده بود، عرضه کرد. در ماه می سال ۲۰۱۵ ایرباس اعلام کرد که ایرباس A350 XWB جدید خود شامل بیش از ۱۰۰۰ قطعه تولید شده توسط  چاپ سه بعدی می باشد. در سال ۲۰۱۵، هواپیمای جنگنده یورو فایتر نیروی هوایی سلطنتی با قطعات چاپی پرواز کرد. نیروی هوایی ایالات متحده شروع به کار با چاپگرهای سه بعدی کرده است و نیروی هوایی اسرائیل همچنین یک چاپگر سه بعدی را برای چاپ قطعات یدکی خریداری کرده است. در سال ۲۰۱۷، GE Aviation نشان داد که از طراحی برای تولید افزودنی یک موتور هلیکوپتر با ۱۶ قسمت به جای ۹۰۰ استفاده کرده است که تاثیر بالقوه زیادی بر کاهش پیچیدگی زنجیره های آن داشته است. برای آشنایی بیشتر با کاربرد چاپگر سه بعدی در خودروسازی حتما این مقاله را مطالعه کنید.

چاپگر سه بعدی در اسلحه سازی

تاثیر چاپگر سه بعدی در ساخت سلاح های گرم شامل دو بعد است: روش های تولید جدید برای شرکت های تأسیس شده و امکانات جدید برای ساخت اسلحه های گرم توسط خود شخص. در سال ۲۰۱۲، گروه  Defense Distributedآمریکا اعلام کرد که قصد دارد یک اسلحه گرم پرینت سه بعدی شده پلاستیکی را طراحی کند که هر کس بتواند با یک چاپگر سه بعدی آن را دانلود و تولید کند. پس از بیان این طرح این سوال مطرح شد که چاپ سه بعدی و ماشینکاری CNC ممکن است بر اثربخشی کنترل تفنگ تاثیر گذار باشد.

چاپگر سه بعدی در پزشکی

استفاده های چاپگر سه بعدی در جراحی ها در اواسط دهه ۱۹۹۰ با استفاده از مدل های تشریحی برای برنامه ریزی جراحی بازسازی استخوانی آغاز شد. ساخت ایمپلنت های شخصی سازی شده در گسترش استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی در عرصه پزشکی انجام شد. برنامه ریزی جراحی مجازی و هدایت عمل با استفاده از ابزارهای چاپ سه بعدی شخصی سازی شده در بسیاری از زمینه های جراحی از جمله جایگزینی کل مفصل با موفقیت بسیار زیادی استفاده شده است. همچنین استفاده از تولید افزایشی برای تولید ایمپلنت های ارتوپدی (فلزات) به دلیل توانایی ساخت ساختارهای سطحی متخلخل افزایش یافته است. انتظار می رود که دستگاه های کمک شنوایی و دندانپزشکی بزرگترین منطقه توسعه تکنولوژی چاپگر سه بعدی سفارشی در آینده باشد. در ماه مارس ۲۰۱۴، جراحان در سوانسی از قطعات چاپ سه بعدی شده برای بازسازی چهره یک موتورسیکلت سوار که در یک تصادف جاده ای به شدت مجروح شده بود، استفاده کردند. در ماه می ۲۰۱۸، چاپ سه بعدی برای پیوند کلیه برای نجات یک پسر سه ساله مورد استفاده قرار گرفت. از سال ۲۰۱۲، فناوری چاپ سه بعدی زیستی توسط شرکت های فناوری بیوتکنولوژی و دانشگاهی مورد استفاده قرار گرفته است تا در برنامه های مهندسی بافتی که در آن اندام و قطعات بدن با استفاده از تکنیک های جوهر افشان ساخته می شود، مورد مطالعه قرار گیرد. اخیراَ یک قلب بر روی تراشه ساخته شده است که با خواص سلول ها مطابقت دارد.

چاپگر سه بعدی و آموزش

چاپ سه بعدی و به خصوص چاپگر های سه بعدی منبع باز جدیدترین فناوری هایی هستند که در کلاس درس مورد استفاده قرار می گیرند. بعضی از نویسندگان ادعا می کنند که چاپگر سه بعدی یک انقلاب بی سابقه در آموزش STEM ارائه می دهد. شواهد چنین ادعاهایی توانایی نمونه سازی با هزینه کم و سرعت بالا در کلاس های درس توسط دانش آموزان و همچنین ساخت تجهیزات ارزان قیمت با کیفیت بوده اند.

چاپگر سه بعدی و میراث فرهنگی

در چندین سال گذشته، چاپگر سه بعدی در زمینه میراث فرهنگی برای اهداف نگهداری، ترمیم و انتشار به شدت مورد استفاده قرار گرفته است. بسیاری از موزه های اروپایی و آمریکای شمالی چاپگرهای سه بعدی خریداری کرده اند و آثار گمشده خود را به این روش بازسازی می کنند. موزه هنرهای متروپولیتن و موزه بریتانیا از چاپگرهای خود برای ایجاد سوغاتی هایی که در مغازه های موزه موجود است استفاده می کنند. موزه های دیگر، مانند موزه ملی تاریخ نظامی و موزه تاریخی وارنا، بیشتر از طریق پلت فرم آنلاین مدل های دیجیتالی مصنوعات خود که با استفاده از اسکنر سه بعدی Artec  اسکن شده اند را در اختیار کسانی که می توانند در خانه با استفاده از چاپگر سه بعدی آنها را چاپ کنند، قرار می دهند.

چاپگر سه بعدی و تولید عملگرهای نرم

عملگرهای نرم چاپ سه بعدی شده از کاربردهای رو به رشد تکنولوژی چاپ سه بعدی می باشند. این عملگرها برای استفاده و تطابق با ساختارهای نرم و اندام ها به ویژه در بخش های زیست پزشکی و توسعه تعامل بین انسان و ربات مناسب می باشند. اکثر عملگرهای نرم موجود با روش های متداول ساخته شده اند که نیاز به ساخت دستی دستگاه ها، مونتاژ و تکرارهای طولانی دارند. برای جلوگیری از جنبه های خسته کننده و وقت گیر فرایندهای ساخت فعلی، محققان در جستجوی روش تولید مناسب برای ساخت موثر عملگرهای نرم هستند. بدین ترتیب، عملگرهای نرم چاپ سه بعدی شده به منظور انقلابی سازی طراحی و ساخت عملگرهای نرم با خصوصیات هندسی، عملکردی و کنترلی دلخواه در یک رویکرد سریع تر و ارزان تر معرفی می شوند. در فیلم زیر می توانید یکی دیگر از کاربردهای چاپگر سه بعدی را مشاهده کنید.

مراحل پرینت سه بعدی چیست؟

فرآیند پرینت سه بعدی را می توان به طور کلی به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. طراحی و مدلسازی سه بعدی

اولین گام در پرینت سه بعدی، طراحی شیئی است که قرار است چاپ شود. این معمولا با استفاده از نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) انجام می شود. این طرح در یک محیط مجازی ایجاد شده و امکان کنترل دقیق بر ابعاد و هندسه را فراهم می کند. برای طراحی های پیچیده تر، می توان از اسکن سه بعدی برای ایجاد یک مدل دیجیتالی از یک شی موجود استفاده کرد.

2. تبدیل فایل به STL یا فرمت مشابه

پس از تکمیل مدل سه بعدی، به فرمت فایل مناسب برای چاپ سه بعدی تبدیل می شود. رایج ترین فرمت STL (Stereolithography) است که سطح مدل سه بعدی را به صورت مجموعه ای از مثلث های به هم پیوسته نشان می دهد. فرمت های دیگری مانند OBJ یا AMF نیز بسته به چاپگر و نیازهای خاص چاپ استفاده می شود.

3. Slicing

فایل STL سپس توسط نرم افزار برش پردازش می شود که مدل سه بعدی را به لایه های نازک و افقی تقسیم می کند. این فرآیند مدل را به یک سری لایه های مقطعی تبدیل می کند و یک فایل G-code حاوی دستورالعمل هایی برای چاپگر سه بعدی تولید می کند.

4. چاپ

فایل G-code به چاپگر سه بعدی ارسال می شود و فرآیند چاپ را آغاز می کند. چاپگر با استفاده از مواد انتخاب شده (پلاستیک، رزین، فلز و غیره) شی را لایه به لایه می سازد. مواد در لایه‌های متوالی اضافه می‌شوند و معمولاً از طریق ذوب یا پخت با هم ذوب می‌شوند تا جسم نهایی را ایجاد کنند.

5. پس از پردازش

پس از تکمیل چاپ، ممکن است برای بهبود ظاهر و ویژگی های شی، پس پردازش مورد نیاز باشد. این فرآیند می تواند شامل تمیز کردن، سنباده زدن، رنگ آمیزی یا استفاده از سایر تکنیک های تکمیل باشد. برای برخی از روش های چاپ سه بعدی، ساختارهای پشتیبانی که در حین چاپ استفاده می شوند نیز باید حذف شوند.

6. بررسی و تست کیفیت

مرحله نهایی شامل بازرسی شی چاپ شده از نظر دقت و کیفیت است. بسته به کاربرد مورد نظر، شی ممکن است تحت آزمایش های مختلفی نیز قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که مشخصات مورد نیاز را برآورده می کند.

مواد اولیه پرینت سه بعدی چیست ؟

مواد اولیه مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی بسته به نوع فناوری چاپ بسیار متفاوت است. در اینجا برخی از رایج ترین مواد ذکر شده است:

1. ترموپلاستیک ها: پرکاربردترین و رایج ترین انواع فیلامنت پرینت سه بعدی، ترموپلاستیک ها هستند،به ویژه برای تکنیک پرینت سه بعدی FDM چاپگرهای مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM). ترموپلاستیک های رایج عبارتند از:

   • PLA (اسید پلی لاکتیک): زیست تخریب پذیر و مشتق از منابع تجدیدپذیر است که آن را دوستدار محیط زیست می کند.
   • ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن): به دلیل استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر حرارت شناخته شده است.
   • PETG (پلی اتیلن ترفتالات گلیکول): سهولت چاپ را با استحکام و انعطاف پذیری ترکیب می کند.

2. رزین ها: در چاپگرهای استریولیتوگرافی (یا تکنولوژی پرینت سه بعدی SLA) و پردازش نور دیجیتال (تکنیک پرینت سه بعدی DLP)، اینها فوتوپلیمرهای مایعی هستند که هنگام قرار گرفتن در معرض طول موج های خاص نور سخت می شوند. رزین ها را می توان به گونه ای فرموله کرد که خواص مختلفی از جمله جزئیات بالا، انعطاف پذیری یا مقاومت در برابر حرارت را نشان دهد.

3. پودرها: پرینت سه بعدی SLS یا تف جوشی لیزری انتخابی (SLS)  و سایر فناوری‌های چاپ مبتنی بر پودر از پودرهای ریز، معمولاً پلاستیک‌هایی مانند نایلون یا فلزات، از جمله فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و تیتانیوم استفاده می‌کنند. پودرها امکان چاپ قوی و دقیق را فراهم می کنند.
4. رشته ها و پودرهای فلزی: برای پرینت سه بعدی فلزی، هم از رشته های فلزی (برای چاپگرهای FDM) و هم از پودرهای فلزی (برای SLS و زینترینگ مستقیم فلزات لیزری – DMLS) استفاده می شود. فلزات رایج عبارتند از فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، تیتانیوم و طلا.
5. مواد کامپوزیتی: برخی از چاپگرهای سه بعدی می توانند از مواد کامپوزیتی استفاده کنند که پلاستیک های مخلوط با مواد افزودنی مانند فیبر کربن، شیشه یا پرکننده چوب هستند. این کامپوزیت ها خواص بهبود یافته ای مانند افزایش استحکام یا زیبایی منحصر به فرد را ارائه می دهند.
6. رشته های تخصصی: رشته های تخصصی مختلفی نیز وجود دارند که خواص منحصر به فردی دارند، مانند رشته های رسانا، رشته های مغناطیسی و رشته هایی که با دما تغییر رنگ می دهند.
7. مواد بیولوژیکی: برای کاربردهای چاپ زیستی، مواد می توانند شامل جوهرهای زیستی متشکل از سلول ها، فاکتورهای رشد و مواد زیست سازگار باشند. اینها در زمینه های پزشکی و تحقیقاتی برای مهندسی بافت و پزشکی بازساختی استفاده می شوند.

هر ماده دارای مجموعه ای از ویژگی های خاص خود است که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند و انتخاب ماده اغلب به دوام، انعطاف پذیری، جزئیات و پرداخت مورد نیاز جسم چاپی بستگی دارد.

مزایای پرینت سه بعدی چیست

• چاپ سه بعدی و سرعت

 یکی از مزایای اصلی فناوری های ساخت افزایشی، توانایی تولید قطعات با سرعتی بالاتر از سایر تکنیک های تولید متعارف است. این ویژگی بخصوص برای نمونه سازی سریع، به طراح اجازه می دهد که یک نمایش فیزیکی از ایده خود را ظرف چند ساعت به نمایش بگذارد. این کار تولیدکنندگان را قادر می سازد تا مشکلات بالقوه را شناسایی و آنها را سریعا برطرف کنند.

• چاپ سه بعدی و کاهش هزینه

در اغلب موارد، فناوری های ساخت افزایشی هزینه ها را به روش های گوناگون کاهش می دهند. برای مبتدیان هزینه های انرژی مصرفی عملکرد ماشین به ویژه هنگامی که شما در نظر دارید عملیات تولید را با سرعت انجام دهید به طور کلی کم است. تکنولوژی چاپ سه بعدی همچنین به کاهش هزینه های مواد و نیروی کار کمک می کند. اما مهمتر از همه، این فناوری سبب کاهش ریسک در هنگام گردش کاری تولید می گردد. با استفاده از فناوری های ساخت افزایشی برای نمونه سازی سریع، کسب و کار قادر به مشاهده و تعمیر مدل ها قبل از ارسال آنها برای تولید نهایی می باشد. این امر تا حد زیادی باعث کاهش هزینه های غیر ضروری در طول فرایند تولید می شود.

• چاپ سه بعدی و افزایش آزادی در طراحی و پیچیدگی هندسه

یکی دیگر از امکانات مهمی که تکنولوژی ساخت افزایشی فراهم می سازد، افزایش آزادی در طراحی و توانایی تولید هندسه های پیچیده است. با توجه به فرایند لایه به لایه ای که در تکنولوژی چاپ سه بعدی از آن استفاده می شود، شما قادر به دستیابی به زاویه ها و شکل هایی هستید که ساخت آن با استفاده از سایر تکنیک های تولید تقریبا غیرممکن است.

•  چاپ سه بعدی و قابلیت دسترسی

هر ساله تکنولوژی های تولید افزایشی مقرون به صرفه تر شده و به این ترتیب به طور فزاینده ای برای گستره وسیع تری از کاربردهای صنعتی قابل دسترس می گردند. همراه با این رشد، دانش و سهولت در استفاده نیز افزایش یافته و در نتیجه تعداد بیشتری از مردم قادر به ادغام این فناوری در جریان کار خود خواهند بود.

• چاپ سه بعدی و سفارشی سازی

یکی از برجسته ترین ویژگی های فناوری های ساخت افزایشی، توانایی سفارشی سازی انبوه است. از آنجایی که قطعات چاپ سه بعدی شده معمولا در یک زمان تولید میشوند، این ویژگی به طراحان و شرکتهای تجاری امکان تغییر، اصلاح و یا سفارشی کردن محصولات خود را به منظور تطبیق با ویژگی های درخواستی می دهد. سفارشی سازی انبوه یکی از مهمترین علل فروش پرینترهای سه بعدی است.

• چاپ سه بعدی و تولید ضایعات کمتر

یکی دیگر از مزایای فناوری های ساخت افزایشی، تولید ضایعات کمتر است. در مقایسه با دیگر تکنیک های تولید مانند تراش CNC، تکنولوژی چاپ سه بعدی از مواد کمتری استفاده کرده و میزان ضایعات را کاهش می دهد. این به نوبه خود نیاز به حمل نمونه های اولیه و محصولات به فاصله های طولانی را کاهش می دهد. در حال حاضر، فایل های دیجیتال را می توان به هر نقطه ای ارسال و با استفاده از یک چاپگر سه بعدی آن ها را تولید کرد.

معایب فناوری پرینت سه بعدی چیست

• چاپ سه بعدی و محدودیت های مواد

یکی از دلایلی که فناوری های تولید افزایشی همیشه برای تولید نهایی استفاده نمی شود، محدودیت های مواد اولیه موجود است. در حالی که این مسئله ای است که به آرامی در حال برطرف شدن می باشد، خط فعلی مواد چاپ سه بعدی حرفه ای دارای خواص مکانیکی کمی هستند. از آنجایی که قطعات به صورت لایه ای ساخته می شوند، در مقایسه با تراشکاری یا قالب گیری تزریقی، قطعاتی ضعیف تر و دارای چگالی کمتری می باشند. با این حال از آنجایی که این صنعت به سرعت در حال پیشرفت می باشد، قابلیت های مواد مورد استفاده آن نیز پیشرفت خواهد کرد.

• چاپ سه بعدی و محدودیت های اندازه

ضعف دیگری که این فناوری با آن روبرو می باشد محدودیت در اندازه قطعه تولیدی است. قابلیت های اندازه محدود به حجم ساخت پرینتر سه بعدی است، به این معنی که شما نمی توانید بیش از محدودیت های از پیش تعیین شده چاپ کنید. این کار نه تنها باعث جلوگیری از تولید اشیاء بسیار بزرگ می شود، بلکه چاپ همزمان قطعات کوچک را نیز ناممکن می سازد .

• چاپ سه بعدی و دقت دستگاه

اگر شما به دنبال تولید قطعه ای با دقت سوزنی هستید، بهتر است با احتیاط از تکنولوژی چاپ سه بعدی استفاده کنید. بسیاری از مواد دقتی در حدود ۰٫۱ میلیمتر دارند. صنعت چاپ سه بعدی در این زمینه پیشرفت کرده است، اما قبل از سرمایه گذاری بر روی یک پرینتر سه بعدی بهتر است دقت دستگاه را مورد بررسی قرار دهید.

• چاپ سه بعدی و محدودیت های تولید

اگر چه چاپ سه بعدی دارای ارزش غیر قابل انکاری در ساخت سریع نمونه های اولیه می باشد، زمانی که بخواهیم به فراتر از آن نگاه کنیم محدودیت های چشمگیری وجود دارد. در حالیکه پرینترهای سه بعدی می توانند به صرفه جویی در هزینه ها برای تولید نمونه های اولیه و کوتاه مدت کمک کند، در تولید انبوه این مزیت به ضرر تبدیل شده و هزینه ها افزایش می یابد. تکنیک هایی مانند قالب گیری تزریقی، راه حل های سریع و ارزان تری برای تولید انبوه محصولات نهایی ارائه می دهند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره پرینت سه بعدی فیلم زیر را حتما مشاهده کنید یا به مقالات موجود در سایت مراجعه کنید.

 

سخن پایانی

ما در آیدیزاین علاوه بر تولید و فروش پرینترهای سه بعدی، خدمات مختلف پرینت سه بعدی با تکنولوژی های مختلف و برای نیازهای مختلف را ارائه می دهیم. کافیست با ما تماس بگیرید.  

منبع:

https://3dprinting.com/

https://all3dp.com/1/additive-manufacturing-technologies-guide/