باسمه تعالی

اگر در جریان تحولات پیشرفت هایی که در ساخت و کاربردهای پرینترهای سه بعدی رخ داده، هستید که هیچ. اگرنه خواندن این متن و دنبال کردن لینک های آن را توصیه میکنم.

سالهای سال است که پرینترهای سه بعدی در صنعت برای ساخت نمونه های اولیه و نیمه صنعتی یا به اصطلاح پروتوتایپ، کاربرد وسیعی داشته اند. اما در سالهای اخیر تحول دیگری رخ داده است و آن این است که بکارگیری روش های جدید طراحی این دستگاهها باعث شده که قیمت این پرینترها شکسته شده و بنابراین به ابزاری تبدیل شود که روی میز کار خیلی از افراد غیر فنی آن هم برای مصارفی غیر صنعتی بکار گرفته شود.

ماجرای پرینتر های سه بعدی شبیه کامپیوترهای خانگی است. چند دهه پیش ازolsen  رئیس شرکت DEC سازنده کامپیوترنقل شده بود که هیچ دلیلی برای داشتن یک کامپیوتر در خانه وجود ندارد. در حالی که امروزه شاهدیم که در هر خانه دهها محصول پیدا میشود کرد که پروسسورهای آنها از بهترین کامپیوترهای آن زمان هم قویتر باشد. البته گسترش کامپیوترها به این معنی نبود که مردم کوچه و بازار با نحوه کارکرد آنها آشنا شده باشند و بتوانند آنرا برنامه ریزی کنند، بلکه آنها را برای انجام کارهای روزمره خود بکار میگیرند. پرینترهای سه بعدی هم علیرغم اینکه مصارف صنعتی زیادی دارند، بطور روزافزون در مصارف عادی مانند طراحی کفش و لباس و لوازم منزل استفاده میشوند.

سابقه پرینترهای سه بعدی

حدود 30 سال است که این پرینترها در صنعت استفاده میشوند. مثلا اگر قرار بود که چند برد الکترونیک و دیگر قطعات حجیم در یک دستگاه کنار هم جا داده شود، قبل از سفارش قالب جعبه دستگاه ترجیح داده میشد که نمونه ای با استفاده از این دستگاهها ساخته شود و همه اصلاحات طراحی جعبه قبل از سفارش قالب نهایی شده تا از سفارش مجدد قالب که هزینه بر بود، جلوگیری شود.

روش عمومی کار این دستگاهها این بود که سطحی را با یک لایه از پودر قابل ذوب مانند پلاستیک میپوشاندند و بعد با لیزر نقاطی را که میخواستند به لایه های زیرین بچسبد، ذوب میکردند. به این ترتیب لایه به لایه ادامه می دادند تا در نهایت محصول مورد نظر تولید شود. ایراد عمومی محصول نهایی این بود که پودرهایی که خوب جوش نخورده بودند با مالیدن و لمس بدنه محصول جدا میشد. بنابراین لازم بود که سطح آن با مواد شیمیایی پردازش و یا پوشیده شود که در هر دو صورت نمی شود دقت های بالایی در ساخت محصول از آن انتظار داشت. به علاوه محصول تولید شده از استحکام کافی برخوردار نبود و همچنین قیمت مواد اولیه ساخت آنها بالا بود.

مواد اولیه جدید

امروزه از مواد اولیه بسیار متنوعی در این قبیل دستگاهها مانند استفاده میشود که اطلاعات بیشتری در این رابطه را میتوانید از این لینک بدست آورید. البته عموما از انواع رزین و رشته های نایلون در این صنعت استفاده میشود، هرچند چاپ سه بعدی قطعات فلزی از جمله قطعات برنزی و تیتانیوم هم کاملا عملی است. حتی میتوانید نقشه های سلاح های معروف مانند مسلسل AR15 را از اینترنت دانلود کنید و در خانه آنرا چاپ کنید. البته انتظار اینکه کارکرد آن واقعا مانند سلاح واقعی باشد را نباید داشت و احتمال منفجر شدن آن هنگام شلیک بالا است، به این دلیل که هنوز تولرانس های ساخت در این دستگاهها به پای روشهای جاافتاده صنعتی نمیرسد و محصول تولید شده به استحکام نمونه واقعی نمیتواند باشد.

استفاده های صنعتی

برای ساخت قطعات پیچیده میتوان از روش هایی مانند Stereolithography و یا Selective Laser Sintering استفاده کرد و شرکت های زیادی از جمله این شرکت و یا این شرکت هستند که چنین خدماتی را ارائه میکنند و میتوانید لیست موادی که از آنها میشود استفاده کرد را ملاحظه کنید.

هرچند ساخت قطعات فلزی با این روش به مراتب سریعتر از روش های دیگر است، دقت ساخت به این روش ها هنوز پائین است. به عنوان مثال دستگاههای CNC میتوانند قطعه ای آلومینیومی را با دقت یک هزارم اینچ بسازند، در حالی که با استفاده از روش های فوق حداکثر به دقت 5 هزارم اینچ میشود رسید.

پیشرفت های نرم افزاری

کار با نرم افزارهای طراحی سه بعدی جدید بسیار راحت تر است. به عنوان نمونه شرکت Autodesk خدمات آنلاینی را معرفی کرده که از طریق آن میتوانید جسم سه بعدی مورد نظر خود را طراحی کنید واز طریق همان وبسایت سفارش دهید و دریافت کنید. حتی میتوانید از شیء مورد نظر خود، مثلا یک آدم، از زوایای مختلف عکس بگیرید و این عکس ها را به همان وبسایت بدهید تا در سرورهای آن پردازش شده و از آن عکسها مدل سه بعدی ایجاد شود. بعد میتوانید مجسمه فرد مورد نظر را در ابعادی که مایلید سفارش دهید.

عرضه طراحی های نو و انقلابی

Peachy نمونه خوبی در این زمینه است. این دستگاه به نحوی طراحی شده که بتوان آن را زیر قیمت 100 دلار به دست مصرف کننده رساند و علاوه بر چاپ سه بعدی اسکن هم میکند. یعنی اگر قطعه ای نمونه را در داخل دستگاه قرار دهیم، میتواند مدل نرم افزاری سه بعدی آن را ایجاد کند و بعد از روی آن کپی کند. در این دستگاه برای کمتر مصرف کردن قطعات دقیق الکترونیک که طبیعتا قیمت دستگاه را بالا میبرد، نمونه برداری ها از ورودی میکروفون کامپیوتر و یا تلفن هوشمند انجام میشود.

استفاده های دیگر از روش چاپ سه بعدی

چند سال پیش دیدم از روش چاپ سه بعدی برای ساخت خانه در کشورهایی که آفتاب کافی دارند، استفاده کرده اند. روش آنها این بود که لایه ای ازماسه را در جایی که بخواهند دیوار بسازند می ریختند و بعد با استفاده از یک عدسی بزرگ نور آفتاب را روی آن متمرکز کرده تا ماسه ها ذوب شوند و بدین ترتیب به تدریج دیوارها ساخته میشدند و بالا می آمدند.

جمع بندی

اگر شما هم هوس کرده اید که با صرف مبلغی حدود 1000 دلار یکی از این پرینترها را تهیه کنید و محصولات دلخواه خود را طراحی کنید وبسازید، چند نکته را باید در نظر داشته باشید:

اولا: کار طراحی سه بعدی یک محصول را نباید دست کم گرفت. برای این کار هنوز باید وقت زیادی را صرف یادگیری نرم افزارها و روش های طراحی کرد. به علاوه ذوق هنری نیز در این کار دخیل است و بدون آن نمیشود کار چشم گیری ارائه کرد.

دوما: طراحی یک محصول اختصاصی به زمان زیادی نیاز دارد که معمولا از حوصله اکثر ما بیرون است. مثلا چه کسی حاضر است صد ساعت وقت برای داشتن یک چراغ مطالعه و یا یک کفش صرف کند، هرچند که چنین چراغی خیلی خاص باشد.

سوما: امکان دانلود طرح های آماده از اینترنت وجود دارد و مجموعه این طرح ها به طور روزافزونی در حال گسترش است. اما هنوز قیمت مواد اولیه بالا است و قیمت تمام شده محصولات تولید شده بیش از آن است که در مقایسه با روش های دیگر تولید توجیه اقتصادی داشته باشد.

البته تمام موارد فوق در حال بهبود است و به همین دلیل به نظر میرسد دنبال کردن خبرهای این تکنولوژی مفید باشد.

-

-

[youtube IS4Xw8f9LCc 560 315]