در دنیای ساخت مدرن، تکنولوژی چاپ سه بعدی ویژگی های منحصر به فردی را که اعمال آن ها با استفاده از روش های تولید سنتی ممکن نمی باشد به محصولات مختلف می افزاید. توانایی تولید هندسه های پیچیده به مهندسان این امکان را می دهد تا سنسورها، تراشه ها و سایر لوازم الکترونیکی را در اشیاء تعبیه کنند. در اینجا فقط برخی از پروژه هایی که فناوری ساخت افزایشی موجب تولید اشیاء هوشمند گردیده آورده شده است.

استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی و تعبیه قطعات الکترونیکی در تولید اشیاء هوشمند

• پهپاد چاپ سه بعدی شده

مرکزNTU’s Singapore Centre for 3D Printing (SC3DP)  و شرکت Stratasys به طور مشترک در سال ۲۰۱۶ یک پهپاد چاپ سه بعدی شده را توسعه دادند. یکی از موانع تعبیه قطعات الکترونیکی در یک قطعه چاپ سه بعدی شده سالم ماندن این قطعات الکترونیکی در طی فرایند چاپ است که معمولاً با دمای بسیار زیاد صورت می گیرد.

Phillip Keane، دانشجوی دکترا و خالق این پهپاد توضیح داد: “یکی از دشوارترین چالش ها یافتن قطعات الکترونیکی است که از نظر تئوری بتوانند در طی فرایند چاپ سه بعدی سالم بمانند. ما مجبور شدیم برخی از اصلاحات را به قطعات اضافه کنیم تا از سلامت آنها طی فرایند پرینت اطمینان حاصل شود. این اصلاحات شامل اضافه کردن قطعات جدید به برد های مدار چاپ سه بعدی شده و همچنین طراحی فضاهای سفارشی بود. این فضاها که با استفاده ازULTEM 9085  چاپ شده اند یک سطح صاف برای چاپگر سه بعدی فراهم می کند تا عملیات چاپ روی آنها ادامه یابد.”

کل فرآیند چاپ فقط ۱۴ ساعت طول کشید و تنها به سه مکث برای قرار دادن وسایل الکترونیکی نیاز داشت. فقط موتورها و پروانه ها پس از فرایند چاپ اضافه شدند.

• ساخت دقیق تر دستگاه های پزشکی با استفاده از چاپ سه بعدی

صنعت پزشکی یکی از طرفداران اصلی دستگاه های هوشمند چاپ سه بعدی شده است. ایجاد فناوری برای نظارت بر حوادث فیزیولوژیکی، تشخیص پیشرفته و بازخورد از جمله کاربرد های فناوری های سه بعدی در علوم پزشکی می باشد. محققان دانشگاه کرتین در استرالیای غربی گچ ها و ارتوز های چاپ سه بعدی توسعه داده اند که با استفاده از سنسور، مراقبت از بیمار را بهبود می بخشند. ارتوز های توان بخشی کم هزینه دارای سنسورهای اندازه گیری اینرسی هستند که شتاب و سرعت زاویه ای را خوانده و تفسیر می کنند.

پروفسور موری از دانشگاه کرتین گفت: “در حال حاضر یکی از اصلی ترین تمرکزهای ما روی درمان است و در اینجا می توانیم مشاهده کنیم که افراد چگونه تمرینات فیزیوتراپی خود را انجام می دهند. و از آنجا که ما حرکت را الگوبرداری کرده ایم، می توانیم ببینیم که آیا آنها ورزش را به درستی انجام می دهند یا خیر”.

 

• وسایل نقلیه هوشمند و تولید خودرو با استفاده از چاپ سه بعدی

هنگامی که اتومبیل LOCI BigRep در Formnext رونمایی شد مزایای چاپ سه بعدی قطعات خودرو  در مقیاس بزرگ به نمایش درامد. آنها همچنین فناوری Part DNA خود راکه برای آنها امکان ادغام اجزای مکانیکی با انواع تراشه ها و سنسورها را فراهم می سازد به صورت برجسته نشان دادند. مهندسان با تعبیه سنسورها و تراشه های NFC در قطعات پرینت سه بعدی شده می توانند آنها را با استفاده از دستگاه تلفن همراه ردیابی و اسکن کنند. در نتیجه قطعات به راحتی قابل شناسایی هستند و می توانند اطلاعات مفیدی را ارائه دهند.

BigRepبرای ساختLOCI  از طیف وسیعی از مواد از جمله BigRep PRO HT (برای بدنه)، TPU (برای لاستیک های بدون هوا)، PLX (برای ضربه گیرها) و PA6/66 (برای تیرها و اتصالات) استفاده کرد. قطعات به صورت منحصر بفرد دارای تراشه های NFC می باشند که اطلاعاتی از قبیل نام قطعه، نوع مواد و شناسه، تاریخ و مکان تولید را ارائه می دهند.

این وسیله نقلیه همچنین فناوری چاپ BigRep و مواد جدید آنها را به نمایش می گذارد. سنسورهای تعبیه شده می توانند عملکرد بسیار بیشتری شامل ویژگی های امنیتی و توصیه های نگهداری را در آینده ارائه دهند. علاوه بر این LOCI به شدت قابل سفارشی سازی می باشد. کاربران می توانند تغییراتی در مواد، ویژگی های ساختاری، لاستیک ها، برند های تجاری و حتی ادغام انرژی خورشیدی را درخواست کنند.

Daniel Buening، بنیانگذار NOWLAB و مدیر ارشد فناوری اطلاعات در BigRep گفت: “LOCI بیش از یک وسیله نقلیه است. LOCI یک راه حل مقرون به صرفه برای حمل و نقل شهری است که استفاده از مهارت های تکنولوژی ساخت افزایشی در کنار مزایای مقرون به صرفه ای که فناوری چاپ سه بعدی در تولید محصولات سفارشی سازی شده در محل و در صورت تقاضا به نمایش می گذارد”.

• سنسورهای چاپ سه بعدی شده

علاوه بر تعبیه سنسورهای ساخته شده به روش های سنتی درون قطعات چاپ سه بعدی شده، محققان از جوهرهای چاپی رسانا برای چاپ سه بعدی مستقیم سنسور ها درون اشیاء استفاده می کنند. تیمی از محققان موسسه انستیتوی Wyss و SEAS دانشگاه هاروارد مدارهایی را درون انگشتان یک دست نرم روباتیکی چاپ کردند تا بتوانند فشار، دما و حرکت را حس کنند.

 

منبع: https://3dprinting.com/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.