یکی از شگفتی‌های دنیای صنعتی، تکنولوژی ساخت انواع پرینتر سه بعدی است. شاید تا چند سال پیش تصور چنین چیزی هم عجیب بود که با برنامه‌ای کامپیوتری و با مدد از فناوری چاپ، بتوان یک وسیله قابل‌استفاده تولید کرد. چیزی که با تکنولوژی پرینت سه بعدی امکان‌پذیر شده است. فناوری چاپ سه بعدی در سال‌های اخیر پیشرفت‌های بسیاری داشته و کاربردهای روزافزونی هم در صنایع مختلف پیدا کرده است.

پرینت سه بعدی چیست؟

چاپ سه بعدی نوعی مدل‌سازی است که به مدد آن با استفاده از یک رایانه و چاپگر دیجیتال یک قطعه فیزیکی ساخته می‌شود. روش این نوع قطعه‌سازی به شکل لایه به لایه است. برای انجام یک چاپ سه بعدی ابتدا باید مدل دیجیتال آن شیء یا قطعه در دست باشد. این مورد مشابه داشتن تصویری از طرح یا نوشته‌ای برای یک چاپ دوبعدی است. این شیء چاپ‌شده می‌تواند هرچیزی مانند یک کیف یا کفش، یک قطعه الکترونیکی، یک ابزار دیجیتال یا هر وسیله دیگری باشد.

در روند دستیابی به یک چاپ سه بعدی، ابتدا باید مدل کامپیوتری آن شیء یا قطعه با نرم‌افزارهای سه‌بعدی طراحی شود. پس از آن مدل طراحی‌شده دراختیار نرم‌افزارهای اسلایسر قرار می‌گیرد تا مدل کامپیوتری به کدهای قابل‌فهم برای کامپیوتر و چاپگر سه بعدی تبدیل شود. در مرحله بعد خروجی اسلایسر به ورودی پرینتر اتصال پیدا داده می‌شود و عمل نهایی چاپ صورت می‌گیرد.

مواد مختلفی در چاپ سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. موادی مانند پلاستیک، رزین، فلز و حتی بتن می‌تواند در روند چاپ اشیاء و وسایل سه‌بعدی مورد استفاده قرار گیرد. نکته مشترک در همه چاپگرهای سه بعدی، ساخت وسیله مورد نظر به شکل لایه به لایه است.

آشنایی با پرینتر سه بعدی:

پرینتر سه بعدی دستگاهی است که می‌تواند کار مدل‌سازی از روی یک قطعه دیجیتال را انجام دهد. به عبارت دیگر چاپگر سه بعدی فایل دیجیتالی که نرم‌افزارهای سه‌بعدی طراحی کرده‌اند را به یک وسیله فیزیکی قابل لمس و قابل‌استفاده تبدیل می‌کند. روش کار پرینترهای سه‌بعدی به این صورت است که ابتدا فایل سه بعدی مورد نظر اسلایس می‌شود و به دستگاه پرینتر انتقال پیدا می‌کند. پس از بارگذاری مواد مصرفی برای مدل‌سازی چاپگر شروع به کار می‌کند و قطعه یا وسیله مورد نظر را لایه به ‌لایه می‌سازد.

گاهی اوقات این محصول مدلی ابتدایی برای تولید نهایی است. گاهی نیز مدل ساخته‌شده همان محصول نهایی به شمار می‌رود. البته در بیشتر موارد پرینت سه بعدی نوعی نمونه‌سازی برای رفع اشکال‌ها و ایرادها در ساخت محصول نهایی است.

ویژگی‌های پرینت سه بعدی:

1. قالب‌سازی آسان: یکی از برترین ویژگی‌های چاپ سه بعدی قالب‌سازی آسان آن است. ساخت قالب در صنایع مختلف روندی سخت، دقیق و زمان‌بَر است، اما با کمک دستگاه‌های چاپگر سه بعدی و تکنولوژی آن، این کار بسیار آسان‌تر شده است.
2. کاستن از دورریز مواد: از پیامدهای مدل سازی صنعتی دورریز زیاد مواد است. ساخت قالب به‌صورت سنتی دورریز و ضایعات زیادی در بر دارد، در صورتی که قالب‌سازی به شیوه دیجیتال از مقدار دورریز مواد کاسته است.
3. طراحی مدل‌هایی با پیچیدگی بسیار: یکی از برتری‌های بارز چاپ سه بعدی، طراحی و ساخت مدل‌های دقیق و پیچیده‌ای است که طراحی و ساخت آن‌ها به روش سنتی سخت، زمان‌بر و پیچیده است. اکنون این کار به مدد چاپگر سه بعدی و با دانش طراحی دیجیتال سه‌بعدی، در زمان کمتر و با دقت بالاتر انجام می‌شود و خدمات پرینت سه بعدی را تسهیل می‌کند.

کاربردهای پرینت سه بعدی:

* صنعت مواد خوراکی:

در ساخت بسیاری از مواد خوراکی مانند شکلات‌ها، ماکارونی و پیتزا از چاپ سه‌بعدی استفاده می‌شود.

* صنعت هوا و فضا:

طراحی و ساخت بسیاری از ابزارهای مورد استفاده در صنعت هوا و فضا بر پایه پرینت سه‌بعدی صورت می‌گیرد.

* خودروسازی:

در دنیای پست مدرن ساخت قطعه‌های مختلف خودروها هم با این روش آغاز شده است. در سال ۲۰۱۴ خودرویی ساخته شد که بیشتر اجزای آن با روش چاپ سه‌بعدی ساخته شده بود.

* ترمیم و ساخت میراث فرهنگی:

یکی از بهترین کاربردهای پرینترهای سه‌بعدی، ترمیم و ساخت بخش‌های آسیب‌دیده میراث فرهنگی کشورها است. با این روش حتی می‌توان نمونه‌هایی از آثار پرافتخار باستانی هر کشوری را ساخت و به فروش رساند.

* تجهیزات الکترونیکی:

انواع تجهیزات الکترونیکی را هم می‌توان با فناوری چاپ سه بعدی ساخت. ساخت دسته وسایل بازی یکی از این نمونه موارد است.

* صنایع نظامی:

از تکنولوژی چاپ سه‌بعدی در ساخت وسایل نظامی همچون اسلحه گرم و دیگر تجهیزات نظامی هم استفاده می‌شود.

* پزشکی و دندان‌پزشکی:

ساخت ایمپلنت‌های سه‌بعدی در صنعت پزشکی با پرینت سه‌بعدی به امری معمول تبدیل شده است. اکنون مهندسان در حال مطالعه برای ساخت اندام مختلف بدن با این روش هستند.

انواع پرینت سه بعدی:

چاپگرهای سه بعدی انواع مختلفی دارد که هرکدام براساس تکنولوژی متفاوتی کار می‌کند.

۱- پرینتر سه بعدی FDM:

پرینترهای سه بعدی FDM ساختار به نسبت ساده‌تری نسبت به دیگر انواع پرینترهای سه بعدی داشته و همچنین به دلیل قیمت نسبتاً پایین‌تر و هزینه مواد اولیه کمتر، دارای کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف هستند.

پرینتر سه بعدی FDM که به پرینتر فیلامنت هم معروف است، با ذوب پلاستیک و اکسترود کردن آن مدل را به‌صورت لایه‌های افقی می‌سازد.

۲- پرینتر سه بعدی SLA:

پرینتر سه بعدی SLA یا استریولیتوگرافی مانند مدل FDM به شکل افقی کار می‌کند. این دستگاه پرینترها از رزین مایع برای ساخت قطعه استفاده می‌کنند. سپس با تابش نور فرابنفش به مدل ساخته شده، روند سخت و جامد شدن آن نهایی می‌شود. قطعه‌هایی که با این پرینترها ساخته می‌شوند، بسیار دقیق و با جزئیات بسیار هستند. البته این مواد به دلیل ظرافت خاصشان مقاومت خیلی بالایی ندارند، پس در ساخت قطعه‌های سخت به کار نمی‌روند.

۳- پرینتر سه بعدی DLP:

کارکرد پرینترهای سه بعدی DLP مانند پرینترهای SLA است. تفاوت این دو نوع پرینتر در تابش نور فرابنفش برای خشک کردن مدل است. در چاپگر سه بعدی DLP نور فرابنفش با کمک پروژکتور به مدل تابیده می‌شود، اما در چاپگر سه بعدی SLA نور UV با کمک لیزر به مدل تابانده می‌شود.

ماده اولیه ساخت قالب سه‌بعدی در پرینتر DLP رزین سرامیکی و قابل‌ریخته‌گری است. فناوری چاپ قطعه‌ها هم مانند انواع دیگر پرینترهای سه‌بعدی به‌صورت لایه‌ای عمل می‌کند. از برترین ویژگی‌های پرینتر DLP نسبت به پرینترهای سه‌بعدی دیگر می‌توان به ساخت ساده‌تر قطعه‌های این چاپگر اشاره کرد. سادگی در ساخت قطعه‌های چاپگر DLP کاهش هزینه نگه‌داری دستگاه را به‌دنبال داشته است.

از این نوع پرینترها استفاده زیادی در صنعت دندان‌پزشکی و ساخت جواهرات می‌شود.

۴- پرینتر سه بعدی DMLS:

پرینتر DMLS با مدد از فناوری لیزر به ذوب ماده اولیه در ساخت قالب پرداخته، پس از ان فرایند ساخت مدل را به‌صورت لایه‌ای انجام می‌دهد. روند ساخت مدل در این مدل پرینتر در فضایی خالی از اکسیژن انجام می‌شود که از گاز نجیبی مانند آرگون پر شده است. پرینتر DMLS از پودر فلز برای تولید ماده استفاده می‌کند.

با کمک این پرینتر می‌توان قطعه‌های بزرگی ساخت. در روند ساخت قطعه با این مدل پرینتر ابتدا لایه‌ای پودر روی سطح اولیه قرار می‌گیرد و با تابش لیزر به آن ذوب و پخته می‌شود. پس از آن لایه‌های بعدی روی لایه زیرین قرار می‌گیرند.

۵- پرینتر سه بعدی SLS:

ماده ساخت قالب سه‌بعدی در پرینتر SLS ماده پودری است. در این پرینتر ذرات پلیمر پودری ابتدا ذوب و سپس لایه‌لایه روی هم قرار می‌گیرند. قطعه‌های ساخته‌شده با پرینتر سه‌بعدی SLS دارای استحکام و مقاومت بالایی هستند، اما دقت ساخت در ساخته‌های این نوع پرینتر متوسط است.

انواع سیستم تابش لیزر برای خشک شدن ماده پرینت‌شده:

مدل پرینت‌شده با انواع چاپگرهای سه بعدی با تابش پرتوهای لیزر خشک می‌شود. چند تکنولوژی مختلف برای تابش این پرتوها مورد استفاده قرار می‌گیرد:

* سیستم SLA:

در این نوع سیستم نور به شکل لیزر نقطه‌ای به صفحه ساخت مدل تابیده می‌شود.

* سیستم DLP:

در این سیستم نور فرابنفش به مدد یک پروژکتور به مدل ساخته‌شده تابیده می‌شود.

* سیستم LCD:

در سیستم LCD نور به‌وسیله لامپ‌های LCD به مدل تابیده می‌شود. این مدل خشک کردن ماده اولیه در پرینت سه بعدی ارزان‌ترین و پرکاربردترین آن‌ها است.

تعیین قیمت پرینت سه بعدی:

با توجه به انواع و تکنیک ساخت مدل در پرینترهای سه‌بعدی این پرسش مطرح می‌شود که قیمت پرینت سه بعدی به چه گزینه‌هایی بستگی دارد؟ گزینه‌های مختلفی در تعیین قیمت چاپ سه بعدی دخالت دارند:

• اندازه قطعه پرینت‌شده: اندازه قطعه نموداری از اندازه و قدرت دستگاه است. اندازه قطعه هرچه بزرگ‌تر باشد، قیمت پرینت سه بعدی هم بالاتر می‌رود.
• دقت و بزرگ‌نمایی قطعه ساخته‌شده: دقت دستگاه نیز بیانگر کیفیت و کارآمدی آن است. این گزینه نیز تأثیر زیادی در هزینه پرینت سه بعدی دارد.
• کیفیت و نوع ماده مصرفی در پرینت قطعه: مواد مختلفی در ساخت قطعه‌ها در پرینترهای سه‌بعدی به کار می‌روند. کیفیت این مواد هم عاملی تعیین‌کننده در قیمت نهایی قطعه پرینت‌شده است.
• شکل قطعه ساخته‌شده: شکل قطعه ممکن است پیچیدگی‌های زیادی داشته باشد. دقت و ریزه‌کاری زیاد عاملی در افزایش هزینه چاپ سه بعدی است.
• مقدار تراکم ماده در ساخت قطعه: مقدار ماده مصرفی که در ساخت یک قطعه به کار می‌رود، تراکم آن را تشکیل می‌دهد. چگالی ماده یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در هزینه پرینت سه بعدی است.
• تخصص اپراتور و نوع دستگاه چاپگر سه بعدی: مهارت اپراتور در طراحی و ساخت قطعه نیز یکی دیگر از گزینه‌های مؤثر در قیمت نهایی محصول است.

سخن پایانی:

با توجه به مواردی که پیش از این گفته شد شما می‌توانید برای انجام خدمات پرینت سه بعدی و استعلام تعرفه پرینت سه بعدی از یکی از روش‌های زیر با مجموعه پارسیان ۳D در ارتباط باشید.

• تماس با شماره موبایل شماره ۰۹۱۲۸۱۶۱۰۷۸
• پیام به شماره ۰۹۱۲۸۱۶۱۰۷۸ در واتساپ
• ارتباط ازطریق وب سایت پارسیان ۳D به آدرس parsian3d.com