اخیراً فناوری چاپ سه بعدی با هزینه‌ای کمتر در اختیار اکثر مردم قرار گرفته است به طوری که می‌توانند خود اشیاء مورد نیاز خود را تولید کنند.
تعریف اولیه از چاپ سه بعدی
همه ما می دانیم که چاپ به چه معنا است بنابراین اجازه دهید به بخش سه بعدی آن بپردازیم. زمانی که صفحه‌ای را در یک چاپگر به چاپ می‌رسانید، این صفحه تنها دو بعد دارد که قسمت جلویی و پشتی صفحه را شامل می‌شود. چاپ سه بعدی، بعد سوم که حجم باشد را به آن می‌افزاید.
چاپ سه بعدی از چاپگر به منظور ایجاد اشیاء سه بعدی به عنوان مثال یک فنجان یا عروسک یا قاب تلفن استفاده می‌کند.
چاپ سه بعدی دارای ویژگی‌های زیر است:
* اشیاء با افزودن یا روی هم قرار دادن لایه‌هایی از مواد و نه کاستن یا تکه کردن قطعاتی از آنها ساخته می‌شوند.
* به این دلیل که اشیاء به واسطه افزودن چندین لایه ساخته می‌شوند، فایل کامپیوتری که جزئیات مربوط به مدل شما در آن قرار دارد بایستی به بخش‌هایی تبدیل شود که چاپگر قرار است لایه به لایه آنها را بسازد.
* چاپ یک شیء سه بعدی بسته به پیچیدگی و اندازه آن، می‌تواند ساعتها یا روزها طول بکشد.
* هزینه بر اساس مواد مورد استفاده و نیز عوامل دیگری تعیین خواهد شد. در مقابل چنانچه یک تکه چوب خریداری کرده و برای ساخت شیء مور نظر خود آن را برش بزنید، هزینه تمام شده به قیمت چوب اولیه‌ای که خریداری کردید خواهد بود.
چاپ سه بعدی از چاپگر به منظور ایجاد اشیاء سه بعدی به عنوان مثال یک فنجان یا عروسک یا قاب تلفن استفاده می‌کند.
چاپ سه بعدی دارای ویژگی‌های زیر است:
* اشیاء با افزودن یا روی هم قرار دادن لایه‌هایی از مواد و نه کاستن یا تکه کردن قطعاتی از آنها ساخته می‌شوند.
* به این دلیل که اشیاء به واسطه افزودن چندین لایه ساخته می‌شوند، فایل کامپیوتری که جزئیات مربوط به مدل شما در آن قرار دارد بایستی به بخش‌هایی تبدیل شود که چاپگر قرار است لایه به لایه آنها را بسازد.
* چاپ یک شیء سه بعدی بسته به پیچیدگی و اندازه آن، می‌تواند ساعتها یا روزها طول بکشد.
* هزینه بر اساس مواد مورد استفاده و نیز عوامل دیگری تعیین خواهد شد. در مقابل چنانچه یک تکه چوب خریداری کرده و برای ساخت شیء مور نظر خود آن را برش بزنید، هزینه تمام شده به قیمت چوب اولیه‌ای که خریداری کردید خواهد بود.
نحوه استفاده از چاپ سه بعدی
امروزه چاپ سه بعدی بیشتر توسط دانش آموزان، صاحبان کسب و کار و طراحان انجام می‌شود. استفاده خانگی یا شخصی از چاپ سه بعدی عمدتاً به افرادی محدود می‌شود که بخواهند این فناوری را امتحان کنند. با این حال، چاپ سه بعدی برای دانش آموزان یا دانشجویان، طراحان یا هر شخصی که به اشیاء کوچک جهت نشان دادن ایده یا ساخت اشیاء قابل استفاده نیاز دارد، بسیار ارزشمند است. دانش آموزانی که 10 سال سن دارند نیز ممکن است در کلاسهای فنی خود از چاپ سه بعدی استفاده کنند.
استفاده‌ای که می‌توان در آینده از این فناوری کرد باعث هیجان بسیاری شده استاستفاده‌ای که می‌توان در آینده از این فناوری کرد باعث هیجان بسیاری شده است. به عنوان مثال عوض کردن قسمت پلاستیکی ریموت کنترل تلویزیون می‌تواند رفتن به یک وب سایت، پیدا کردن آن قطعه سپس کلیک بر روی یک دکمه به منظور چاپ کردن آن قسمت را شامل شود. امروزه مجبور به تعویض کل ریموت کنترل یا خریداری قطعه مورد نیازی هستیم که احتمالاً در خارج از کشور ساخته شده است.
همچنین امکان آن وجود دارد که چاپ سه بعدی به عنوان بخشی از یک فرایند تولید بزرگتر به عنوان مثال جهت ساخت اتومبیل مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر مجموعه جدیدی از اتومبیل‌هایی که هر ساله توسط خودروسازان عرضه می‌شود، چاپ سه بعدی می‌تواند خرید یک موستانگ 1967 با جدیدترین موتور، بیشترین ایمنی و بکار گیری سایر فناوری‌ها از نمایندگی خودرو نزدیک به محل زندگی شما را آسان سازد.
همین پویایی برای کفش و فریم عینک نیز کاربرد دارد، به عنوان مثال، زمانی که طرح‌های قدیمی قابل دسترس نباشند، می‌توان آنها را از طریق چاپ سه بعدی در خانه یا مغازه چاپ سه بعدی نزدیک به خانه تهیه کرد.
علاوه بر آن، دانش آموزان می‌توانند از چاپگرهای سه بعدی مدرسه خود به منظور ساخت قطعات پروتز برای مصارف پزشکی استفاده کنند. دانش آموزان می‌توانند ضمن کمک به دیگران، ساخت وسیله‌ای غیر از قاب تلفن را تجربه کنند.
استفاده‌ای که می‌توان در آینده از این فناوری کرد باعث هیجان بسیاری شده استاستفاده‌ای که می‌توان در آینده از این فناوری کرد باعث هیجان بسیاری شده است. به عنوان مثال عوض کردن قسمت پلاستیکی ریموت کنترل تلویزیون می‌تواند رفتن به یک وب سایت، پیدا کردن آن قطعه سپس کلیک بر روی یک دکمه به منظور چاپ کردن آن قسمت را شامل شود. امروزه مجبور به تعویض کل ریموت کنترل یا خریداری قطعه مورد نیازی هستیم که احتمالاً در خارج از کشور ساخته شده است.
همچنین امکان آن وجود دارد که چاپ سه بعدی به عنوان بخشی از یک فرایند تولید بزرگتر به عنوان مثال جهت ساخت اتومبیل مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر مجموعه جدیدی از اتومبیل‌هایی که هر ساله توسط خودروسازان عرضه می‌شود، چاپ سه بعدی می‌تواند خرید یک موستانگ 1967 با جدیدترین موتور، بیشترین ایمنی و بکار گیری سایر فناوری‌ها از نمایندگی خودرو نزدیک به محل زندگی شما را آسان سازد.
همین پویایی برای کفش و فریم عینک نیز کاربرد دارد، به عنوان مثال، زمانی که طرح‌های قدیمی قابل دسترس نباشند، می‌توان آنها را از طریق چاپ سه بعدی در خانه یا مغازه چاپ سه بعدی نزدیک به خانه تهیه کرد.
علاوه بر آن، دانش آموزان می‌توانند از چاپگرهای سه بعدی مدرسه خود به منظور ساخت قطعات پروتز برای مصارف پزشکی استفاده کنند. دانش آموزان می‌توانند ضمن کمک به دیگران، ساخت وسیله‌ای غیر از قاب تلفن را تجربه کنند.
نحوه عملکرد چاپ سه بعدی
یک چاپگر سه بعدی در سطح بالا از موادی به طور معمول پلاستیک پیچیده شده به دور یک قرقره استفاده کرده، آنها را گرم می‌کند و سپس جهت ساخت یک شیء سه بعدی، مواد را لایه به لایه روی هم قرار می‌دهد.
دقت برای چاپگرهای سه بعدی بسیار اهمیت دارد. هد چاپ، قرقره و سخت افزار اکسترودر و همچنین ابعادی که نرم افزار بکار رفته در سخت افزار چاپگر به ابعاد واقعی بر می‌گرداند باید به دقت تنظیم شده و با یکدیگر تطبیق داده شوند.
چاپگر Printrbot را می‌توانید خود بسازید و از طریق آن نحوه در کنار هم قرار گرفتن و کارکرد تمام قطعات را متوجه شوید. با این حال اکثر افراد از چاپگرهای از پیش ساخته استفاده می‌کنند.
حداقل دو نوع چاپ سه بعدی افزودنی، رزین و غیر رزین وجود داردحداقل دو نوع چاپ سه بعدی افزودنی، رزین و غیر رزین وجود دارد. چاپ اشیاء با رزین از فناوری لیزر برای سفت کردن یا جامد ساختن لایه به لایه اشیاء استفاده می‌کند. این نوع چاپ اغلب بسیار پرهزینه است و از نور و مواد شیمیایی برای به عمل آوردن شیء استفاده می‌کند. با این حال نتایج به دست آمده دقیق‌تر از چاپ غیر رزین است.
زمانی که از چاپ سه بعدی صحبت می‌شود، اکثر افراد منظورشان چاپ غیر رزین است. چاپ غیر رزین به جای رزین، لیزر و مواد شیمیایی، از پلاستیک، مواد غذایی، سرامیک یا سایر مواد استفاده کرده و لایه‌ای را بر روی لایه دیگر جهت ساخت شیء اضافه می‌کند.
دقت برای چاپگرهای سه بعدی بسیار اهمیت دارد. هد چاپ، قرقره و سخت افزار اکسترودر و همچنین ابعادی که نرم افزار بکار رفته در سخت افزار چاپگر به ابعاد واقعی بر می‌گرداند باید به دقت تنظیم شده و با یکدیگر تطبیق داده شوند.
چاپگر Printrbot را می‌توانید خود بسازید و از طریق آن نحوه در کنار هم قرار گرفتن و کارکرد تمام قطعات را متوجه شوید. با این حال اکثر افراد از چاپگرهای از پیش ساخته استفاده می‌کنند.
حداقل دو نوع چاپ سه بعدی افزودنی، رزین و غیر رزین وجود داردحداقل دو نوع چاپ سه بعدی افزودنی، رزین و غیر رزین وجود دارد. چاپ اشیاء با رزین از فناوری لیزر برای سفت کردن یا جامد ساختن لایه به لایه اشیاء استفاده می‌کند. این نوع چاپ اغلب بسیار پرهزینه است و از نور و مواد شیمیایی برای به عمل آوردن شیء استفاده می‌کند. با این حال نتایج به دست آمده دقیق‌تر از چاپ غیر رزین است.
زمانی که از چاپ سه بعدی صحبت می‌شود، اکثر افراد منظورشان چاپ غیر رزین است. چاپ غیر رزین به جای رزین، لیزر و مواد شیمیایی، از پلاستیک، مواد غذایی، سرامیک یا سایر مواد استفاده کرده و لایه‌ای را بر روی لایه دیگر جهت ساخت شیء اضافه می‌کند.
فرایند چاپ سه بعدی
چاپ یک مدل سه بعدی پیچیده‌تر از باز کردن نرم افزار مایکروسافت ورد و چاپ روی چاپگر دو بعدی است. برای ساخت یک مدل سه بعدی در یک سطح بالا مراحل زیر را بایستی دنبال کنید:
* یک مدل را پیدا کرده یا با استفاده از نرم افزارهای Blendr ، SketchUp یا OpenSCAD مدل مور نظر خود را ایجاد کنید.
* مدل خود را برای چاپ آماده کنید و مطمئن شوید که مدل بدون روزنه و غیر قابل نفوذ به آب باشد.
* با استفاده از نرم افزارهای Netfabb ، Meshlab یا نرم افزارهای مشابه، یک فایل STL ایجاد کنید که مدل شما را به کد قابل شناسایی توسط چاپگر سه بعدی تبدیل سازد.
* مدل سه بعدی خود را چاپ کنید و هر جا که لازم بود چاپگر را تنظیم کنید.
* یک مدل را پیدا کرده یا با استفاده از نرم افزارهای Blendr ، SketchUp یا OpenSCAD مدل مور نظر خود را ایجاد کنید.
* مدل خود را برای چاپ آماده کنید و مطمئن شوید که مدل بدون روزنه و غیر قابل نفوذ به آب باشد.
* با استفاده از نرم افزارهای Netfabb ، Meshlab یا نرم افزارهای مشابه، یک فایل STL ایجاد کنید که مدل شما را به کد قابل شناسایی توسط چاپگر سه بعدی تبدیل سازد.
* مدل سه بعدی خود را چاپ کنید و هر جا که لازم بود چاپگر را تنظیم کنید.
مواد مورد استفاده در چاپ سه بعدی
چاپگرهای غیر رزینی عمدتاً از پلاستیک‌های ABS و یا PLA استفاده می‌کنند. به طوری که این مواد به هنگام گرم شدن انعطاف پذیر شده و سپس به حالت جامد در می‌آیند. ترموپلاستیکهای دیگری نیز برای این کار مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی چاپگرها از سیم فلزی استفاده می‌کنند و چاپگرهای جدیدتر می‌توانند عمل چاپ را با استفاده از سرامیک یا مواد غذایی انجام دهند.
چاپگرهای رزینی سه بعدی از پلاستیک سفارشی که درون مخزن ریخته می‌شود استفاده می‌کنند. رزین نسبت به نور حساس بوده و زمانی که نور لیزر، نقطه‌ای را درون رزین گرم می‌کند، سفت می‌شود.
منبع: kidscodecs
چاپگرهای رزینی سه بعدی از پلاستیک سفارشی که درون مخزن ریخته می‌شود استفاده می‌کنند. رزین نسبت به نور حساس بوده و زمانی که نور لیزر، نقطه‌ای را درون رزین گرم می‌کند، سفت می‌شود.
منبع: kidscodecs
