تکنولوژی چاپگرهای سه بعدی

در دنیای دو بعدی و سه بعدی، طراحان و سازندگان چاپگرها و پرینتر ها نیز پافراتر از دنیای یک بعدی کاغذ گذاشته اند و شروع به ساخت پرینتر های سه بعدی کردند. پرینتر هایی که آزادی عمل بسیاری به کاربران خود دادند. پرینترهای سه بعدی گستره ی عظیمی از فعالیت ها از معماری تا صنعت را در برگرفته اند. چاپ سه بعدی توسط چاپگرهای سه بعدی موجب شده است کاربران با صرف وقت و هزینه کمتر در نهایت خروجی بسیار دقیق و متفاوتی نسبت به مدل سنتی داشته باشند.

پرینت سه بعدی و پرینترهای سه بعدی

در مسیر تکنولوژی پرینت سه بعدی افراد بسیاری نقش داشتند. در سال 1980 دکتر کودامای ژاپنی برای نخستین بار این تکنولوژی را به دنیا با نام نمونه ساز سریع معرفی کرد و در ادامه افرادی همچون چالرز هل در سال ۱۹۸۶، کارل دکارد، اسکات کرامپ و بسیاری دیگر نمونه های دقیق تری را اختراع نمودند.

کودامای ژاپنی با اختراع نمونه ساز سریع پرینتر سه بعدی را معرفی کرد.

اما پرینت سه بعدی چیست و پرینترهای سه بعدی چه کاری را انجام می دهند؟

پرینترهای سه بعدی در واقع طرحی از نمونه شما را به صورت لایه لایه بر روی هم می سازند. این در صورتی است که ماده اولیه به هدر نمی رود. در وقت و هزینه صرفه جویی می شود. پرینترهای سه بعدی دوستدار محیط زیست بوده و آلودگی به همراه ندارند و از هزینه های گزاف جلوگیری می کنند. اما این در صورتی است که در روش قدیمی و سنتی در واقع طرح ساخته شده با استفاده از قالب و با دست بوده است و در نهایت با دقت کمی نیز همراه بوده است.

طرز کار پرینترهای سه بعدی

واقعاٌ شگفت انگیز است که شما مدلی عیناٌ از آنچه قصد ساخت و تولید آن را دارید در دست داشته باشید تا با توجه به آن بتوانید عیوب کار خود را مشاهده کنید و از این طریق در وقت و هزینه صرفه جویی کنید. پرینترهای سه بعدی این امر را میسر نموده اند و در حوزه های کاری بسیار محبوب گشته اند.

توجه کنید تقریباٌ اصول کار تمام پرینتر های سه بعدی یکسان است و مبتنی بر روش Additive یا افزایشی است یعنی مواد با دقت به صورت لایه لایه روی هم قرار میگیرند تا نهایت به طرح هدف برسند. شاید این سوال در ذهن شما پیش بیاید این روش چه تفاوتی با روش طراحی روی چوپ یا موارد مشابه دارد؟

در روش افزایشی شما از جزء به کل می رسید و به این سبب امکان طراحی طرح های توخالی را نیز خواهید داشت و دقت کار بسیار بالا است.

روش های پرینت سه بعدی

گفته شد که روش کار پرینتر های سه بعدی به صورت افزایشی و لایه لایه می باشد.

پرینترهای سه بعدی در راستای عملکرد خود روشهای مختلفی را شامل می شوند که با توجه به مزایای بسیارش هنوز از روش های قدیمی آن نیز استفاده می شود.

برخی از روش های پرینت سه بعدی عبارتند از:

• استریولیتوگرافی: روش استریولیتوگرافی یکی از قدیمی ترین روشها در این حوزه می باشد. همچنین به آن SLA نیز گفته می شود. ماده اولیه ایی که در این روش استفاده می شود یک نوع فوتو پلیمر است که در داخل آن یک ماده فلزی خاص وجود دارد و از تشکیل لایه های بیرونی با ضخامت ۰.۱ میلی‌متر جلوگیری می کند. وقتی فوتو پلیمر لایه بیرونی را می سازد حال نوبت به پرتو لیزر می رسد که از آن در جهت خشک کردن این لایه بیرونی استفاده میشود و به همین ترتیب لایه های بعدی روی لایه خشک شده ساخته می شود تا در نهایت به طرح مورد نظر برسیم.
• رسوب اکستروژن (Extrusion Deposition): یکی از ساده ترین روش های پرینت سه بعدی بوده است. در این روش از یک ربات استفاده می شود و ماده اولیه یک ماده پلاستیکی می باشد که از طریق این ربات در قالب طرح مورد نظر تزریق می شود. این ماده اولیه در لایه اول در ارتباط با دمای داخل پرینتر خشک می شود و لایه های بعدی در تماس با لایه قبلی و در تماس با هوا خشک می شوند.
• گداخت انتخابی با لیزر Selective Laser Sintering: این روش با نام SLS شناخته می شود. ماده اولیه به کار رفته در این روش بسیار محکم بوده است. پرتو لیزر ماده اولیه را در قالب موردنظر کاربر به هم می چسباند. باید دقت کنید منظور ما ذوب ماده اولیه نیست بلکه مثلا فلز به حالت گداخته رسیده و به هم می چسبد و هدف ذوب فلز به منظور چسباندن آنها به همدیگر نیست.
• فیبر کربن: این روش یکی از پیشرفته ترین روش های پرینت سه بعدی است. این روش کمی گران است و برای تولید قطعات بسیار مستحکم با چگالی کم به کار می رود.
• Digital Light Processing یا DLP
• Fused Deposition Modeling یا FDM
• Binder Jetting
• (Laminated Object Manufacturing (LOM
• (Electron Beam Melting (EBM

کاربردهای پرینترهای سه بعدی

پرینترهای سه بعدی با خروجی های سه بعدی و شگفت انگیز خود جایگاه ویژه ایی در تمام زمینه ها یافته اند. واضح است روشی که در آن به شما اجازه داشتن یک مدل سه بعدی با تمام جزئیات مدنظرتان با امکان تمام شکل ها چه توپر، توخالی، صاف و هرپیچیدگی می دهد مورد دلخواه همگان خواهد بود.

از این رو پرینترهای سه بعدی در زمینه های مختلفی کاربرد دارند از جمله:

• هوافضا
• معماری
• خودروسازی
• قطعات صنعتی
• تجهیزات نظامی
• تجهیزات پزشکی
• چاپ زیستی
• هنر

یکی از پرکاربردترین زمینه های استفاده از پرینترهای سه بعدی در حوزه معماری می باشد.

نرم افزارهای بسیاری قابلیت کار با پرینترهای سه بعدی در این زمینه را دارند. نرم افزارهایی همچون:

• نرم افزار 3 بعدی Sculptris،
• نرم افزار 3 بعدی TinkerCAD
• Blender
• FreeCAD
•  SketchUp
• نرم افزار 3 بعدی 3D Slash

برای مشاهد سرفصل دوره ها در بخش آموزش معماری بر روی اسم دوره کلیک نمایید.