پرینتر سه بعدی ، دستگاهی است که می تواند با استفاده از فایل های سه بعدی ، اجسام سه بعدی بسازد. به عبارتی پرینت سه بعدی یا ساخت مواد افزودنی ، فرآیندی است که در آن دستگاه پرینتر 3بعدی از یک پرونده یا فایل دیجیتال سه بعدی ، اشیای جامد سه بعدی می سازد. با پرینتر سه بعدی می توان با استفاده از مواد اولیه ی کمتر نسبت به روشهای سنتی ، اجسام و اشکال پیچیده را تولید کرد.
پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند؟
بیش از 30 روش مختلف برای پرینت های سه بعدی وجود دارند. پرینت 3 بعدی از طریق فرآیندهای افزودنی چند مرحله ای انجام می گردد. در یک فرآیند افزودنی ، پرینتر 3 بعدی با ایجاد لایه های پی در پی مواد و روی هم چیدن این لایه ها ، جسم سه بعدی را ایجاد می کند. هر یک از این لایه ها را می توان به صورت مقطع نازک برش داده شده از جسم مشاهده کرد. پرینتر 3بعدی ، دقیقا برعکس یک دستگاه دلر یا فرز عمل می کند! در مرحله ی اول لازم است فایل سه بعدی را به دستگاه پرینتر معرفی کرد. این فایل ها باید با پسوند هایی نظیر .OBJ و .STL باشند. فایل های اجسام سه بعدی را می توان هم به صورت آنلاین از بانک های اجسام سه بعدی دانلود کرد و هم با استفاده از برنامه های ساخت اجسام سه بعدی مانند 3D Max ، Maya و... آن ها را ایجاد کرد. در مرحله ی بعد ، چاپگر سه بعدی ، جسم مورد نظر را به صورت لایه های بسیار نازک ، روی هم میچیند تا در نهایت جسم به صورت کامل چاپ شود.
از پرینتر های سه بعدی در کجا استفاده می شود؟
با پیشرفت تکنولوژی چاپگر های سه بعدی ، موارد استفاده از آن ها نیز گسترده تر شده است. این به گونه ای است که در ابتدای اختراع پرینتر های 3 بعدی ، از آنها فقط در ساخت نمونه های کوچک و یکبار مصرف استفاده می شده است. امروزه از پرینتر های سه بعدی در موارد زیر استفاده می شود:
- محصولات مصرفی نظیر کیف ، کفش ، اکسسوری ها ، عینک و زیور آلات ، مبلمان و ...
- ساخت اعضای مصنوعی بدن
- ساخت ماکت لوازم و ابزار مشابه اصلی در صحنه های فیلم و سریالی (برای کاهش هزینه ها)
- لوازم پزشکی ، دندان پزشکی و دام پزشکی
- محصولات صنعتی نظیر قطعات مونتاژی دستگاه ها
- تکرار آثار باستانی
- بازسازی فسیل ها با قدمت و اندازه های مختلف
- بازسازی شواهد و مدارک در آسیب شناسی پزشکی قانونی
- مدل ها و ماکت های معماری در مقیاس های مختلف
خرید پرینتر سه بعدی
امروزه دستگاه های پرینتر 3 بعدی مختلفی با قیمت های مختلف در بازار وجود دارند. مدل پرینت ، اندازه ها و دقت پرینتر 3بعدی ، مهم ترین عامل در قیمت آن می باشد.
روش های مختلف پرینت 3 بعدی
بیش از 30 فناوری مختلف در پرینتر های 3 بعدی وجود دارند که در زیر به مهم ترین آنها اشاره میکنیم:
فناوری SLS :
این فناوری ، مخفف Selective laser sintering به معنای پرینت حرارتی لیزری انتخابی است. SLS یک فناوری ساخت لایه افزودنی با استفاده از لیزر با قدرت و حرارت بالا (به عنوان مثال ، لیزر دی اکسید کربن) است که برای ذوب ذرات کوچک پودری از جنس هایی نظیر پلاستیک ، فلز ، سرامیک یا شیشه در توده ای که شکل 3 بعدی دلخواه را دارد از آن استفاده می شود. پرینتر سه بعدی SLS با محیط زیست سازگار است سرعت تولید قطعات آن نیز بالا می باشد. این امر این پرینتر را در تولیدات با تیراژ بالا نسب به سایر روش های پرینت 3 بعدی به صرفه تر می کند. چاپگر3 بعدی SLS قادر نیست اجسام توخالی را چاپ کند و دقت پایینتری نسبت به روش هایی همچون PolyJet دارد.
فناوری SLA (Setereo Lithography Aparatu) :
اولین پرینتر های سه بعدی ، از این روش استفاده می کردند و به عبارتی فناوری SLA نخستین فناوری در چاپگر های 3 بعدی می باشد. در این روش از رزین فوتوپلیمر برای ساخت اجسام به صورت نرم استفاده می گردد که آن را به صورت انتخابی توسط لیزری با طول موج معین ، سفت و جامد می کنند. در روش SLA میتوان اجسام به صورت شفاف نیز تولید کرد که دقت بالایی نیز دارند. در این فناوری نیاز است تا در زیر قسمت هایی از جسم که دارای زاویه منفی هستند ، ساپورت گذاری انجام شود که این کار توسط نرم افزار های مربوطه انجام می گردد. نیاز به فرایند ساپورت گذاری در روش چاپ SLA ، برخی محدودیت ها را در چاپ اجسام ایجاد می کند.
فناوری FDM (Fused Deposition Modeling) :
این فناوری ، پرکاربردترین نوع چاپ 3 بعدی در سطح مصرف کننده می باشد. پرینتر های 3 بعدی FDM با اکسترود کردن رشته های ترموپلاستیک ، مانند ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) ، PLA (اسید پلی لاکتیک) ، از طریق یک نازل گرم شده ، مواد اولیه را ذوب کرده و لایه های پلاستیکی را به یک لایه ساخته شده تبدیل می کنند. لایه ها روی هم قرار میگیرند تا در نهایت جسم ساخته شود. پرینتر سه بعدی FDM برای نمونه سازی سریع و کم هزینه قطعات ساده ، مانند قطعاتی که معمولاً ماشینکاری می شوند ، مناسب می باشد.
فناوری PolyJet :
PolyJet یک فناوری پرینت 3 بعدی قدرتمند است که قادر است قطعاتی صاف ، دقیق ، نمونه های اولیه و انواع ابزارآلات را با دقتی تا 0.014 میلی متر ، تولید کند . پرینتر سه بعدی PolyJet قادر است دیواره های نازک و هندسه های پیچیده را با استفاده از وسیع ترین طیف مواد و همچنین رنگ های موجود با هر فناوری تولید کند. در این تکنولوژی از سفت شدن قطرات رزین فوتوپلیمر با استفاده از نور فرابنفش استفاده می شود. هر چند گفتنی است که هزینه ی پرینت با این دستگاه ها بالا است و قطعات تولیدی نیز شکننده هستند.
فناوری Multi Jet Fusion :
پرینتر سه بعدی Multi Jet Fusion از مواد ریزدانه ای استفاده می کند که قادر است لایه های بسیار نازک 80 میکرونی را بسازد. این امر منجر به ساخت اجسام با تراکم بالا و تخلخل کم در مقایسه با سایر روش ها می شود. در این روش به جای اینکه از یک لیزر برای جوش داد ذرات پودر به یکدیگر استفاده شود از هیتر های تابشی، علاوه بر پیشگرم برای ذوب نیز استفاده می شود. پرینتر 3 بعدی HP Multi Jet Fusion بهترین شرکت ساخت چاپگر در این فناوری می باشد.
فیلامنت چیست ؟
پرینتر های سه بعدی برای ساخت قطعات سه بعدی به فیلامنت (Filament) ، که موادی پلاستیکی که شبیه به رشته های ماکارونی هستند نیاز دارند. فیلامنت در واقع ماده اصلی مورد استفاده در پرینتر های 3 بعدی می باشد. پرینتر 3 بعدی یا چاپگرهای سه بعدی بدون فیلامنت کاربردی ندارند و مثل خودکار بدون جوهر هستند.
