در باره چاپ سه بعدی

چاپ سه بعدی یا ساخت مواد افزودنی فرآیندی است برای ساختن اجسام جامد سه بعدی از یک فایل دیجیتالی.
 
ایجاد یک شیء چاپی سه بعدی با استفاده از فرآیندهای افزودنی حاصل می‌شود. در یک فرآیند افزودنی، یک شیء با گذاشتن لایه‌های پی در پی از مواد تا زمان تکمبل شدن جسم ایجاد می‌شود. هر یک از این لایه‌ها را می‌توان به عنوان یک سطح مقطع افقی ریز برش خورده از جسم نهایی مشاهده کرد.
 
چاپ سه بعدی برعکس تولید تفریقی است که قطعه‌ای از فلز یا پلاستیک را به عنوان مثال دستگاه فرز برش می‌دهد.
 
چاپ سه بعدی شما را قادر می سازد تا با استفاده از مواد کمتری در مقایسه با روش‌های تولید سنتی اشکال پیچیده‌تری را تولید کنید.
 

چاپ سه بعدی چگونه کار می کند؟

همه اینها با یک مدل سه بعدی شروع می‌شود. شما خودتان یکی را ایجاد می کنید یا آن را از یک منبع سه بعدی بار گیری می کنید. هنگام ایجاد آن توسط خودتان، می‌توانید از اسکنر سه بعدی، برنامه، دستگاه لمسی، کد یا نرم افزار مدل سازی سه بعدی استفاده کنید.
 

نرم افزار مدل سازی سه بعدی

بسیاری از نرم افزارهای مدل سازی سه بعدی مختلف در دسترس است. نرم افزار درجه صنعتی به راحتی می‌تواند هزاران دلار برای هر مجوز سالیانه قیمت داشته باشد، اما نرم افزارهای منبع باز نیز وجود دارد که می‌توانید به صورت رایگان تهیه کنید.
 
ما اغلب به مبتدیان توصیه می‌کنیم که با Tinkercad شروع کنند. Tinkercad رایگان است و در مرورگر شما کار می‌کند، لازم نیست آن را روی رایانه خود نصب کنید. Tinkercad دروس مبتدی را ارائه می‌دهد و دارای ویژگی‌ای داخلی است که بتواند مدل سه بعدی شما را از طریق یک سرویس چاپ سه بعدی چاپ کند.
 
اکنون که یک مدل سه بعدی دارید، مرحله بعدی تهیه فایل برای چاپگر سه بعدی‌تان است. به این کار  برش زنی یا اسلایسینگ گفته می‌شود.
 

اسلایسینگ: از مدل سه بعدی تا پرینتر سه بعدی

اسلایسینگ تقسیم یک مدل سه بعدی به صدها یا هزاران لایه افقی است و با نرم افزار برش زنی انجام می‌شود.
 
برخی از پرینترهای سه بعدی دارای برش زن تعبیه شده داخلی هستند و به شما امکان می‌دهند فایل خام .stl ، .obj یا حتی فایل خام CAD  را به دستگاه بخورانید.
 
وقتی فایل شما برش داده شد، آماده ارسال به چاپگر سه بعدی‌تان است. این کار از طریق USB ، SD  یا اینترنت قابل انجام است. مدل سه بعدی برش داده شما اکنون آماده است تا به صورت لایه‌ به لایه به صورت سه بعدی چاپ شود.
 

صنعت چاپ سه بعدی

پذیرش چاپ سه‌ بعدی به حد قابل توجهی رسیده است زیرا کسانی که هنوز تنها مجبور به ادغام ساخت مواد افزودنی در جایی در زنجیره تأمین سنتی خود هستند، اکنون بخشی از اقلیت همیشه در حال کوچک شدن هستند. در جایی که چاپ سه بعدی فقط در مراحل اولیه برای نمونه سازی و تولید یک مرحله مناسب بود، اکنون به سرعت به یک فناوری تولید تبدیل می شود.
 
بیشتر تقاضای فعلی برای چاپ سه بعدی از نظر ماهیت استفاده صنعتی از آن است. تحقیقات و مشاوره Acumen پیش بینی کرده است که بازار جهانی چاپ سه بعدی تا سال 2026 به 41 میلیارد دلار برسد.
 
همان طور که تکامل می‌یابد، فناوری چاپ سه بعدی مقدمه‌ای است که تقریباً هر صنعت اصلی را متحول می‌کند و شیوه زندگی، کار و بازی ما را در آینده تغییر می‌دهد.
 

نمونه‌هایی از چاپ سه بعدی

چاپ سه بعدی بسیاری از فناوری‌ها و مواد را شامل می‌شود زیرا از چاپ سه بعدی تقریباً در تمام صنایعی که فکر می‌کنید استفاده می‌شود. مهم است که به آن به صورت دسته‌ای از صنایع متنوع با تعداد بی شماری از برنامه‌های کاربردی مختلف نگاه کنید.
 
چند مثال:
* محصولات دندانپزشکی
* عینک
* مدل‌های مقیاس معماری و ماکت‌ها
* مبحث اعضای مصنوعی
* لوازم صحنه و فیلم
* طراحی (لامپ، مبلمان و غیره)
* باز سازی فسیل‌ها در دیرینه شناسی
* تکرار آثار باستانی در باستان شناسی
* باز سازی استخوان‌ها و قسمت‌های مختلف بدن در آسیب شناسی پزشکی قانونی
* باز سازی شواهد به شدت آسیب دیده بر گرفته از صحنه جرم
 

نمونه سازی سریع و ساخت سریع

شرکت‌ها از چاپگرهای سه بعدی در فرآیند طراحی خود برای ایجاد نمونه‌های اولیه از اواخر دهه هفتاد استفاده کرده‌اند. استفاده از چاپگرهای سه بعدی برای این اهداف، نمونه سازی سریع نامیده می‌شود.
 

چرا از چاپگرهای سه بعدی برای نمونه سازی سریع استفاده می‌کنیم؟

به طور خلاصه: زیرا سریع و نسبتاً ارزان است. زمان کار از ایده، و ایجاد مدل سه بعدی گرفته تا زمان رساندن نمونه اولیه به دستان شما، به جای هفته ها فقط چند روز طول می‌کشد. علاوه بر نمونه سازی سریع، از چاپ سه بعدی همچنین برای ساخت سریع استفاده می‌شود. ایجاد حرکات آسانتر و ارزانتر است و به قالبها یا ابزارهای گران قیمت احتیاج ندارید.
 
علاوه بر نمونه سازی سریع، از چاپ سه بعدی همچنین برای ساخت سریع استفاده می‌شود. ساخت سریع یک روش جدید برای تولید است که در آن مشاغل از چاپگرهای سه بعدی برای تولید سفارشی کوتاه مدت یا در دسته‌های کوچک استفاده می‌کنند.
 

خودرو

مدتهاست تولید کنندگان خودرو از چاپ سه بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودروسازی، قطعات یدکی، ابزار، جیگ و فیکسچرها و البته همچنین قطعات نهایی را چاپ سه بعدی می‌کنند. چاپ سه بعدی تولید، تقاضا را فعال کرده است که منجر به پایین آمدن سطح سهام شده است و چرخه طراحی و تولید را کوتاه‌تر کرده است.
 
علاقه مندان به اتومبیل در سراسر جهان از قطعات چاپی سه بعدی برای باز گرداندن خودروهای قدیمی به کار استفاده می‌کنند. یک نمونه از این دست، هنگامی است که مهندسان استرالیا قطعاتی را چاپ می‌کنند تا Delage Type-C را به زندگی باز گردانند. برای انجام این کار، آنها مجبور بودند قطعاتی را چاپ کنند که ده‌ها سال بود از چرخه تولید خارج شده بودند.
 

هواپیمایی

صنعت حمل و نقل هوایی به روشهای مختلفی از چاپ سه بعدی استفاده می‌کند. مثال زیر نقطه عطف در تولید به روش چاپ سه بعدی را نشان می‌دهد: GE Aviation دارای 30،000 نازل سوخت کبالت - کروم تولید شده به روش چاپ سه بعدی برای موتورهای هواپیمای LEAP  است. آنها در ماه اکتبر سال 2018 به این نقطه عطف رسیدند و با توجه به این که آنها هفته ای 600 تا از آنها را در چهل چاپگر سه بعدی تولید می‌کنند، احتمالاً هم اکنون بسیار بیشتر دارند.
 
منبع: 3D Printing