چاپ سه بعدی از تجهیزات تخصصی برای ایجاد اشیاء جامد و سه بعدی از یک فایل دیجیتال استفاده می کند. این روش از دهه 1980، زمانی که چارلز دبلیو. هال این فرآیند را اختراع کرد و اولین قطعه پرینت سه بعدی را ایجاد کرد، وجود داشته است. از آن زمان، زمینه پرینت سه بعدی به طور تصاعدی رشد کرده است و امکانات بی شماری را در خود جای داده است.

بررسی پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی فرآیندی است که از طراحی به کمک کامپیوتر یا CAD برای ایجاد اشیاء لایه به لایه استفاده می کند. پرینت سه بعدی معمولاً در صنایع تولیدی و خودروسازی استفاده می شود، جایی که ابزارها و قطعات با استفاده از چاپگرهای سه بعدی ساخته می شوند.

همانطور که قابلیت های چاپ سه بعدی همچنان در حال رشد است، ارزش آن نیز افزایش می یابد: تخمین زده می شود تا سال 2029، صنعت چاپ سه بعدی به ارزش 84 میلیارد دلار برسد. این رشد به این معنی است که ما ملزم به تعامل با محصولات - و حتی خانه‌ها و ساختمان‌های ساخته شده با چاپ سه بعدی هستیم.

پرینت سه بعدی چیست؟

چاپ سه بعدی از طراحی به کمک کامپیوتر برای ایجاد اشیاء سه بعدی از طریق روش لایه بندی استفاده می کند. گاهی اوقات به عنوان تولید افزودنی شناخته می شود، چاپ سه بعدی شامل لایه بندی موادی مانند پلاستیک، کامپوزیت یا مواد زیستی برای ایجاد اشیایی است که از نظر شکل، اندازه، استحکام و رنگ متفاوت است.
پرینت سه بعدی نیز صنعت مراقبت های بهداشتی را تکان می دهد. در سال 2020، همه‌گیری COVID-19 بیمارستان‌ها را تحت تأثیر قرار داد و نیاز به تجهیزات حفاظت فردی را افزایش داد. بسیاری از مراکز مراقبت های بهداشتی به چاپ سه بعدی روی آوردند تا کارکنان خود را با تجهیزات حفاظتی بسیار مورد نیاز و همچنین قطعات تعمیر ونتیلاتور خود تامین کنند. شرکت‌های بزرگ، استارت‌آپ‌ها و حتی دانش‌آموزان دبیرستانی با پرینترهای سه‌بعدی پا به عرصه گذاشتند. پرینت سه بعدی نه تنها نحوه ساخت PPE و تجهیزات پزشکی را تغییر می دهد، بلکه پروتزها و ایمپلنت ها را نیز ساده می کند.

اگرچه پرینت سه بعدی لزوماً جدید نیست، اما عده ای هنوز هم تعجب می کنند که چاپ سه بعدی چیست و چگونه کار می کند. در اینجا راهنمای درک پرینت سه بعدی است.

پرینترهای سه بعدی

به طور خلاصه، چاپگرهای سه بعدی از CAD برای ایجاد اشیاء سه بعدی از مواد مختلف مانند پلاستیک مذاب یا پودر استفاده می کنند. چاپگرهای سه بعدی می‌توانند در اشکال و اندازه‌های مختلفی تولید شوند، از تجهیزاتی که می‌توانند روی میز قرار بگیرند تا مدل‌های بزرگ ساختمانی که در ساخت خانه‌های پرینت سه بعدی استفاده می‌شوند. سه نوع اصلی پرینترهای سه بعدی وجود دارد و هر کدام از روش‌های متفاوتی استفاده می‌کنند.

انواع پرینترهای سه بعدی

• چاپگرهای استریولیتوگرافی یا SLA مجهز به لیزری هستند که رزین مایع را به پلاستیک تبدیل می کند.
•  جوشی لیزری انتخابی یا چاپگرهای SLS، لیزری دارند که ذرات پودر پلیمر را به ساختاری جامد تبدیل می کند.
• مدل سازی رسوب ذوب شده یا چاپگرهای FDM رایج ترین هستند. این چاپگرها رشته های ترموپلاستیک را آزاد می کنند که از طریق یک نازل داغ ذوب می شوند و یک جسم لایه به لایه تشکیل می دهند.

چاپگرهای سه بعدی مانند جعبه های جادویی در نمایش های علمی تخیلی نیستند. در عوض، چاپگرها - که تا حدودی مشابه پرینترهای جوهرافشان دو بعدی سنتی عمل می کنند - از روش لایه بندی برای ایجاد شی مورد نظر استفاده می کنند. آنها از ابتدا کار می کنند و لایه به لایه روی هم انباشته می شوند تا زمانی که شی دقیقاً همانطور که تصور می شد به نظر برسد.

چرا پرینترهای سه بعدی برای آینده مهم هستند؟

انعطاف پذیری، دقت و سرعت پرینترهای سه بعدی، آنها را به ابزاری امیدوارکننده برای آینده تولید تبدیل کرده است. امروزه بسیاری از پرینترهای سه بعدی برای آنچه که نمونه سازی سریع نامیده می شود استفاده می شود.

شرکت‌ها در سرتاسر جهان اکنون از پرینترهای سه‌بعدی استفاده می‌کنند تا نمونه‌های اولیه خود را در عرض چند ساعت بسازند، به‌جای اینکه ماه‌ها وقت و احتمالاً میلیون‌ها دلار در تحقیق و توسعه هدر دهند. در واقع، برخی از کسب و کارها ادعا می کنند که چاپگرهای سه بعدی فرآیند نمونه سازی را 10 برابر سریعتر و پنج برابر ارزانتر از فرآیندهای معمول R&D می کنند.

پرینترهای سه بعدی تقریباً در هر صنعتی می توانند نقشی را ایفا کنند. آنها فقط برای نمونه سازی استفاده نمی شوند. بسیاری از پرینترهای سه بعدی وظیفه چاپ محصولات نهایی را بر عهده دارند. صنعت ساختمان در واقع از این روش چاپ آینده نگر برای چاپ خانه های کامل استفاده می کند. مدارس سراسر جهان از چاپگرهای سه بعدی استفاده می کنند تا با چاپ استخوان های دایناسور سه بعدی و قطعات روباتیک، یادگیری عملی را به کلاس درس بیاورند. انعطاف پذیری و سازگاری فناوری پرینت سه بعدی آن را به یک تغییر دهنده بازی برای هر صنعتی تبدیل می کند.