میلاد
کاربر

پرینت سه بعدی چیست و کاربردهای پرینتر سه بعدی چی هست؟

پرسش‌های مرتبط

لطفا ابتدا وارد شوید تا بتوانید پاسخ دهید.

3 پاسخ

  1. اولین بار فردی ژاپنی به نام دکتر کوداما در سال 1980 تکنولوژی چاپ پرینترهای سه بعدی را به نام خودش ثبت کرد و آن را نمونه سازی سریع نام گذاری کرد. زیرا برای طراحی سریع و کم هزینه اجسام اولیه در حجم بالا بود. بعد از کوداما نوبت چالرزهل رسید که در سال 1986 استریولیتوگرافی را به نام خود ثبت کرد. البته ناادامه مطلب ...

    اولین بار فردی ژاپنی به نام دکتر کوداما در سال ۱۹۸۰ تکنولوژی چاپ پرینترهای سه بعدی را به نام خودش ثبت کرد و آن را نمونه سازی سریع نام گذاری کرد. زیرا برای طراحی سریع و کم هزینه اجسام اولیه در حجم بالا بود.

    بعد از کوداما نوبت چالرزهل رسید که در سال ۱۹۸۶ استریولیتوگرافی را به نام خود ثبت کرد. البته ناگفته نماند که چالرز دستگاه خود را در سال ۱۹۸۳ اختراع نمود اما در این مدت مشغول راه اندازی کردن شرکت ۳D systems بود که به PR Systems شهرت یافت وی هم اکنون در زمینه ساخت پرینتر های سه بعدی مشغول است و همچنین این شرکت اولین مدل دستگاه های چاپ سه بعدی را با نام SLA-1  در سال۱۹۸۷ به بازار عرضه کرد.

    پرینت سه بعدی چیست

    پرینتر سه بعدی چیست و چگونه کار می کند؟ 

    پرینترسه بعدی مانند برادر کوچکش یعنی مدل های دو بعدی عمل می کند، با این تفاوت که برای چاپ کردن اشیاء، چندین لایه را بر روی یکدیگر می چیند و به همین شکل، جسم حالتی سه بعدی به خود می گیرد. امروزه عملیات ساخت و مونتاژ قطعات به قدری آسان شده است که همانند جادو کردن کافیست چوب دستی خود را به طرف دستگاه بگیرید و با وِرد جادویی مخصوص، مواد را به یک وسیله تبدیل کنید. عملکرد دستگاه به این گونه است که برای ساخت یک جسم سه بعدی کافیست طرح مورد نظر خود را به دستگاه دهید تا آن را به شما تحویل دهد.

     

    برای این کار سه روش پیش روی شماست:

    ۱. اول اینکه طرح مورد نظر خود را با گشت زدن در سایت هایی مثل my mini factory پیدا کنید.

     

    ۲. دوم اینکه می توانید از یک متخصص طراحی سه بعدی برای این کار استفاده کنید.

     

    ۳. در آخر شما می توانید طرح مورد نظر خود را با استفاده از Google SketchUP طراحی کنید.

    پرینتر سه بعدی چیست و چگونه کار می کند

    چگونگی ساخت مدل های سه بعدی:

    دستگاه های پرینتر سه بعدی بر اساس G-code هایی که به آنها داده می شود، طرح مورد نظرتان را به چاپ می رسانند. نکته اصلی و مهم درباره این دستگاه این است که برای داشتن طراحی بهتر و با کیفیت تر علاوه بر داشتن پرینتری قدرتمند، شما نیاز به مهارت انسانی بالایی برای تبدیل هر چه بهتر G-code ها دارید. اشخاصی که طرح های خود را برای چاپ به شرکت های تبلیغاتی می سپارند، می توانند تفاوت کیفیت چاپ های خود با آنها را مقایسه کنند و به کیفیت بالای شرکت های دیگر پی ببرند که دلیل آن نیروی انسانی ماهر تر آن شرکت ها است.

    بعد از عملیات پرینت:   

    هنگامی که طرح مورد نظر به چاپ رسید، می توان از آن به عنوان قالب ریخته گری استفاده کرد، البته نباید فراموش کرد که بعد از مرحله چاپ، طرح باید پردازش شود و در صورت داشتن ناهمواری، با استفاده از سمباده باید آن را به اصطلاح FIX کرد و تا به طرح پایانی مورد نظر تبدیل شده و آماده استفاده باشد.

    بعد از عملیات پرینت

    کاربرد های پرینتر سه بعدی

    پرینترهای سه بعدی را می توان در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار داد. این تکنولوژی امروزه به یاری محققان رفته و باعث شده تا آن ها بتوانند مدل خود را به صورت سه بعدی پیاده کنند. در گذشته برای مدل سازی می بایست زمان زیادی صرف می شد، اما امروزه با سرعت چند برابری می توان این عمل را انجام داد. همچنین به کمک پرینترهای سه بعدی می توان  قطعات یدکی را بازسازی و از آنها استفاده کرد. در زمینه پزشکی نیز می توان برای ساخت اندام های مصنوعی که به دقت و ظرافت بالا نیاز دارند از این دستگاه ها کمک گرفت.

     

    سایر کاربردهای پرینتر سه بعدی :

    • ساخت ماکت مقاوم و با دقت بالا در زمینه معماری

    •  ساخت طرح اولیه خودرو و بررسی آزمایش های مربوطه

    • صنایعی که نیاز به طراحی دقیق دارند

    • طراحی اسلحه های نظامی: همانطور که می دانید اسلحه ها دارای بخش های کوچک و حساسی می باشند از این رو ساخت نمونه اسلحه کار سخت و دشواری است، اما پرینترهای سه بعدی این کار را بسیار ساده تر کرده اند. البته می توان گفت که بیشترین کارایی چاپگرهای سه بعدی در همین بخش طراحی قطعات است.

    • یکی از ویژه ترین حالات این چاپگرها چاپ زیستی است که پیوند اعضا را از طریق سلول های بنیادی و مواد زیستی امکان پذیر کرده است.

    پرینتر سه بعدی قطعه

     

    کوچک کردن
  2. پرینت سه بعدی، دستگاه چاپ سه بعدی رومیزی، نمونه سازی سریع، ساخت لایه افزایشی، ساخت دیجیتالی اجسام، … اینها همه اصطلاحات گوناگون و گیج کننده یک فناوری نوظهور هستند که زیاد با آنها در اینترنت و گزارشات رسانه مواجه میشویم. همه گیکهای دنیای فناوری، مهندسان، معماران، مخترعین و طراحان درباره فناوری پیچیدهادامه مطلب ...

    پرینت سه بعدی، دستگاه چاپ سه بعدی رومیزی، نمونه سازی سریع، ساخت لایه افزایشی، ساخت دیجیتالی اجسام، … اینها همه اصطلاحات گوناگون و گیج کننده یک فناوری نوظهور هستند که زیاد با آنها در اینترنت و گزارشات رسانه مواجه میشویم.

    همه گیکهای دنیای فناوری، مهندسان، معماران، مخترعین و طراحان درباره فناوری پیچیده پرینتر سه بعدی صحبت میکنند و حتی از آن به عنوان بخشی انقلاب چهارم صنعتی یاد میشود.

    با این حال،‌ پرینترهای سه بعدی واقعا چه چیزی هستند؟

    تعریف پرینتر سه بعدی

    پرینت سه بعدی میتواند بدین صورت تعریف شود: “فرآیند ساخت فیزیکی یک شی سه بعدی از یک فایل دیجیتال بوسیله دستگاهی که با استفاده از یک متریال، لایه هایی را در سه بعد مختصات با دقت در کنار قرار میدهد تا ساخت یک شی به طور کامل تکمیل شود”.

    پرینت سه بعدی چیست

    فناوری پرینتر سه بعدی خود به روشهای گوناگونی تقسیم بندی میشود:

      • پرینتر سه بعدی FDM: fused deposition modeling یا FFF: fused filament fabrication: متریال مرسوم ترموپلاستیک است که فیلامنت نامیده میشود و از طریق ذوب آن، لایه های یک جسم روی هم گذاشته میشود تا در شی تکمیل گردد.
      • پرینتر سه بعدی DLP: digital light processing یا SLA : laser- stereolithography: که انواع رزینها را با استفاده از تابش نور یا لیزر به جسم تبدیل میکند.
    • پرینترهای سه بعدی فلزی که انواع متریال فلزی را استفاده می کنند و هنوز هم تحقیقات درباره آنها ادامه دارد. این چاپگرها کاربرد بسیار خوبی در صنعت دارند و هم اکنون کمپانی های بزرگ کشورهای صنعتی از آن استفاده میکنند.

     

     

     

    مقدمه

    تولید اجسام با پرینتر سه بعدی به صورت لایه به لایه انجام می شود. این روش برتریهای زیادی نسبت به روشهای تولید سنتی مانند ماشینکاری CNC دارد که در این مقاله در باره مهمترین آنها صحبت خواهیم کرد.

    به نظر می رسد که چاپ سه بعدی به زودی بتواند جایگزین کاملی برای روشهای تولید سنتی در ایران خواهد بود. این تکنولوژی در زمینه های کاربردی زیادی قادر است طراحی هایی را با سرعت و دقت بالا تولید کند.

    درک صحیح مزایای پرینتر سه بعدی باعث می شود که طراحان در انتخاب فرآیند تولید تصمیم بهتری بگیرند و همچنین محصولی بهینه عرضه کنند.

    سرعت پرینت سه بعدی

    سرعت پرینت سه بعدی

     

    یکی از نکات مثبت تولید افزایشی نسبت به روشهای تولید سنتی، سرعت تولید قطعات است. در این روش میتوان طراحی های پیچیده را از طریق یک برنامه CAD بارگذاری و در عرض چند ساعت پرینت کرد. این مزیت باعث می شود که توسعه ایده های طراحی سرعت بیشتری داشته باشد.

    نکته: اما به طور کلی باید بدانید که بر خلاف دستگاه های ساخت صنعتی مرسوم همانند برشکارها، تراش دهنده ها و حفارها که اصطلاحا فرآیندی کاهش دهنده هستند، پرینت سه بعدی تکنیک نوظهوری را استفاده میکنند که عمدتا عملی افزایشی محسوب میشود یعنی همان فرآیند ساخت لایه افزایشی:

    یک جسم جامد به تدریج از روی هم قرار گرفتن لایه ها ساخته میشود.

    در حالی که در گذشته برای دریافت یک نمونه قالبساز باید چند روز یا حتی چند هفته صبر می کردیم، روش تولید افزایشی تنها در عرض چند ساعت مدل را به ما تحویل میدهد.

    پرینت3بعدی

     

    با این که دستگاههای صنعتی پرینتر نسبت به دستگاههای خانگی زمان بیشتری برای چاپ و پرداخت نهایی صرف می کنند، در مقایسه با تولیدات سنتی توانایی آنها در تولید قطعات کاربردی کوچک یا متوسط باعث صرفه جویی چشمگیری در زمان  و هزینه کار میشود (اغلب تولید قطعات در روش تزریق قالبی چند هفته طول می کشد).

    تولید تک مرحله ای

    کاربرد پرینتر

     

    یکی از بزرگترین دغدغه های طراحان این است که چگونه موثرترین و پربازده ترین روش تولید را پیدا کنند. در روشهای سنتی برای تولید یک قطعه انجام چند مرحله تولید ضروری است. بنابراین، این مراحل در کیفیت قطعه تاثیر می گذارند.

    برای مثال قالب یک بست فلزی را در نظر بگیرید که با روشهای تولید سنتی ساخته می شود:

    همانند تولید افزایشی، کار با یک مدل CAD شروع می شود. هنگامی که طراحی آماده شد، عملیاتِ ساخت قالب با برش قطعه ای فولادی آغاز میشود.

    سپس فولاد با گیره محکم شده و جوشکاری انجام می شود تا مدل شکل بگیرد. حتی گاهی لازم است از یک قید (Jig) استفاده شود تا اجزا در جهت درستی قرار بگیرند. بعد باید جوشها را پولیش کرد تا سطح نهایی صاف شود.

    سپس باید به وسیله دریل قطعه را سوراخ کرد تا بتوان آن را به دیوار نصب کرد. در نهایت، باید سمباده زنی، شن شویی و رنگ آمیزی روی بست فلزی انجام شود تا ظاهر آن آماده گردد.

    دستگاههای تولید افزایشی فرآیند ساخت را در یک مرحله و بدون دخالت اپراتور انجام می دهند. یعنی به محض آماده شدن طراحی CAD، آنرا بارگذاری می کنند و دستگاه در یک مرحله و تنها در عرض چند ساعت آن را پرینت می کند.

    قابلیت تولید تک مرحله ای قالب باعث می شود که وابستگی به مراحلی مانند ماشینکاری، جوشکاری و رنگ آمیزی کاهش پیدا کند و طراح بتواند روی محصول نهایی کنترل بیشتری داشته باشد (البته قطعات پرینت شده نیز قابلیت پرداخت و رنگ را دارند).

    هزینه

    هزینه های تولید را می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد: هزینه های کارکرد دستگاه، هزینه متریال و هزینه نیروی کار.

    هزینه های کارکرد دستگاه: اکثر پرینترهای سه بعدی رومیزی مصرف برقی همانند لپ تاپ دارند؛ اغلب هزینه های کارکرد دستگاه کمترین سهم را در بین هزینه های تولید دارد.

    هزینه متریال: هزینه مواد مورد استفاده در تولید افزایشی تا حد زیادی به نوع تکنولوژی و حجم هندسی مدل و نوع کاربرد آن بستگی دارد. پرینترهای رومیزی FDM از فیلامنتهایی استفاده می کنند که قیمت آنها تقریبا ۲۰۰ هزار تومان (در زمان نگارش این مقاله) برای هر کیلوست، در حالی که برای پرینت SLA از رزین استفاده می شود که قیمت خرده فروشی آن یک میلیون بر هر لیتر است.

    متریال معرفی انواع فیلامنت

    نکته: متریال معرفی انواع فیلامنت (نوعی ترموپلاستیک) برای چاپگرهای سه بعدی خانگی به کار میرود. فیلامنت به صورت رشته به صورت رول بوده و در داخل پرینتر سه بعدی ذوب گشته و به صورت قطرات کوچکی از نازل خارج میگردد و لایه ها در دقت میکرون فرم میدهد؛ لایه به لایه، فیلامت روی هم گذاشته میشود و در کمال شگفتی جسم برابر دیدگان شما تکمیل میشود.

     

    متریال رزین برای چاپگرهای سه بعدی نوری به کار میرود. Resin مایع بوده و با تابش تابنده نوری یا لیزری سخت شده و جسم شکل میگیرد نیز برای قطعات کوچک با دقت بسیار بالا مثل قالبسازی جواهر یا ایمپلمنتهای دندانی کاربرد دارند.

    هزینه نیروی کاریکی از مزایای اصلی پرینت سه بعدی هزینه کم نیروی کار است. به غیر از فرآیند پرداخت نهایی، اکثر پرینترهای سه بعدی تنها به یک اپراتور نیاز دارند که تنها باید چند دکمه را فشار دهد. سپس دستگاه به صورت خودکار فرآیند تولید را انجام می دهد. در مقایسه با روشهای سنتی که نیاز به ماشینکارها و اپراتورهای ماهر دارد، هزینه نیروی کار در پرینت سه بعدی تقریبا هیچ است.

    هزینه تولید افزایشی و تولید سنتی در حجمهای کوچک بسیار به هم نزدیک است. در تولید نمونه هایی که شکل و فرم در آنها اولویت دارد، پرینت سه بعدی به طرز چشمگیری از دیگر روشها مانند تزریق قالبی ارزانتر است.

    در تکنیکهای تولید سنتی هر چه حجم افزایش پیدا کند، هزینه ها تصاعدی بالا می روند و تولید در حجم بالا نیازمند هزینه های بسیار زیادی است در حالی که در فرآیند چاپ سه بعدی هزینه کمتر میباشد.

    کاهش خطر

    قالب پرینت سه بعدی

     

    سفارش یک نمونه معیوب قالبسازی می تواند برای طراح هزینه های مالی و زمانی داشته باشد. حتی کوچکترین تغییرات در روش های سنتی می تواند تاثیر زیادی در هزینه ها ایجاد کند.

    در پرینت سه بعدی می توانید قبل از این که سرمایه زیادی را برای تجهیزاتی مانند قید، قالب و ابزار هزینه کنید، نمونه ای را پرینت کرده و با این کار ریسک کار را کمتر کنید. این قضیه در تولید انبوه نیز کاربرد دارد زیرا می توانید یک نمونه را اول بررسی کرده و سپس به تولید حجم بالا اقدام کنید.

    پیچیدگی و آزادی در طراحی

    پیچیدگی و آزادی در طراحی

     

    محدودیت هایی که در تولیدهای سنتی وجود دارند اغلب در تولید افزایشی مسئله ساز نیستند. از آنجا که ساخت جسم به صورت لایه به لایه انجام می شود طرح زاویه ها، برشهای زیرین و عدم دسترسی به ابزار مشکل ساز نخواهند شد. در پرینت سه بعدی دست طراحان کاملا باز است و می توانند هندسه های پیچیده را طراحی کنند.

    سفارشی سازی و اصلاح

    پرینت سه بعدی نه تنها دست طراحان را باز می گذارد بلکه امکان تغییر و اصلاح در طراحی را فراهم می کند. از آنجا که تکنولوژیهای تولید افزایشی در ساخت قطعات به صورت جداگانه بهتر عمل می کنند، برای تولید تک محصولی بسیار مناسب هستند.

    سفارشی سازی و اصلاح پرینت سه بعدی

     

    از این مزیت در صنایعی مانند پزشکی و دندانسازی نیز بهره می گیرند و برای تولید سفارشی پروتز و ایمپلنت و لوازم دندانی دیگر از آن استفاده می کنند (پرینتر۳بعدی رزینی).

    از لوازم حرفه ای ورزشی که به صورت شخصی برای یک ورزشکار تولید می شوند گرفته تا عینک ها و وسایل مُد، به وسیله پرینت سه بعدی ساخته می شوند که هم امکان تغییر در طرح را دارد و هم قیمت آن مقرون به صرفه تر است.

    رشد دسترسی ساده

    نمودار-رشد-کاربرد-چاپگر-سه-بعدی

     

    با این که تولید افزایشی از دهه ۸۰ میلادی بوجود آمده اما رشد اصلی این تکنولوژی از سال ۲۰۱۰ رخ داده است. این رشد وسیع باعث شد که تعداد بسیار زیادی پرینتر سه بعدی به بازار صنعت وارد شود و دسترسی طراحان به این تکنولوژی به طرز چشمگیری ساده تر شود.

    تنها در سال ۲۰۱۵، بیش از ۲۷۸۰۰۰ پرینتر تولید افزایشی با قیمت کمتر از ۵۰۰۰ دلار در جهان به فروش رسید. از آن زمان تا الان برخی از این پرینتر ها فروششان به دوبرابر رسیده است.

    تکنولوژی که در ابتدا تنها برای گروهی از صنعتگران قابل دسترسی بود، حالا در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و حتی روشی مقرون به صرفه محسوب می شود. در ایران نیز شرکتهای زیادی تولید چاپگرهای سه بعدی باکیفیت ایرانی را شروع کرده اند.

    مصرف معقول و بهینه

    برش-cnc

     

    در روشهای تولید کاهشی مانند فرزکاری CNC یا تراشکاری، مقدار زیادی متریال از یک بلوک اولیه حذف میشود تا جسم اصلی ساخته شود و این باعث هدر رفتن این متریال می شود.

    روشهای تولید افزایشی عموما تنها از متریالی که برای ساخت قطعه لازم است استفاده می کنند. در اکثر فرآیندها از مواد خام استفاده می شود تا بتوان آن را دوباره بازیافت کرد و در تولید مجدد از آن بهره گرفت. در نتیجه، فرآیند تولید افزایشی متریال کمتری را هدر می دهد.

    تمایل مصرف کنندگان پرینتر سه بعدی

    با تمام اوصاف، گرایش در حوزه چاپگر سه بعدی مربوط به انواع شخصی (دسکتاپ) یا پلتفرمهای سایز ساخت بزرگ است. این نوع پرینترها که در ایران هم تجاری شده اند و حاصل خلاقیت مهندسان الکترونیک و جامعه نرم افزارهای متن باز است. تکنولوژی و نرم افزارهای این مدل از پرینترهای سه بعدی پیشرفت خوبی داشته اند. بنابراین اغلب کارشناسان بازاریابی و کارآفرینان بیش بینی می کنند که سرمایه گذاری در حوزه پرینترهای سه بعدی رومیزی یا سایز بزرگ با توجه به طیف وسیع مشتریان آینده، قابل توجیه است.

     

    کوچک کردن
  3. ببینید اگر خیلی کوتاه و ساده بخوایم بررسیش کنیم اصل قضیه پرینت سه یعدی اینه که شما یه طرحی رو برای یه وسیله بکشید و وسیله ای که میخواید رو از دستگاه تحول بگیرید! حالا این پرینت ها برای مواد با جنس مختلف متفاوتن یعنی فلز و غیره و از یه طرف دیگه نحوه کارکردشونم متفاوته مثلا یه سری از پرینت های سه بعدیادامه مطلب ...

    ببینید اگر خیلی کوتاه و ساده بخوایم بررسیش کنیم اصل قضیه پرینت سه یعدی اینه که شما یه طرحی رو برای یه وسیله بکشید و وسیله ای که میخواید رو از دستگاه تحول بگیرید!

    حالا این پرینت ها برای مواد با جنس مختلف متفاوتن یعنی فلز و غیره و از یه طرف دیگه نحوه کارکردشونم متفاوته مثلا یه سری از پرینت های سه بعدی لایه لایه جسم رو درست میکنند و  با فرآیند زینتر اون لایه ها رو جوش میدن

    و اینکه قیمت این دستگاه ها هم متفاوته مثلا برای بعضی پلاستیک ها و پلیمر ها قیمت ارزون تری داره در حدی که شاید یه شخص بتونه برای خودش تهیه کنه

    اما در کل این دستگاه رو به رشده چون که اگر در بازه خیلی بزرگی عملی بشه باعث میشه  که کلییی از سختی فرایند ها و طولانی شدن زمانشون جلوگیری بشه به صورتی که نتیجه چند تا فرایند و کلی ادم که باید براش کار کنن فقط از یه دستگاه کامپیوتری بیاد بیرون!

    دیگه خودتون فکر کنید قبلا فقط میشد مثلا یه عکس از گلدون رو روی کاغذ پرینت کرد الان بشه خود گلدون رو پرینت کرد!!!!

    اگر اطلاعات خوب و دقیق هم میخواید به اینجا ارجاع کنید

    https://3drd.ir/%D9%BE%D8%B1%DB%8C%D9%86%D8%AA%D8%B1-%D8%B3%D9%87-%D8%A8%D8%B9%D8%AF%DB%8C-%DA%86%DA%AF%D9%88%D9%86%D9%87-%DA%A9%D8%A7%D8%B1-%D9%85%DB%8C%DA%A9%D9%86%D8%AF%D8%9F/

    کوچک کردن