تحقیق در عملیات-پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی یکی از فناوری های نو ظهور است و این قابلیت را ایجاد می کند که هر گونه جسم سه بعدی را با هر نوع پیچیدگی تولید کند و برای این کار لازم است تنها شکل مورد نظر در یکی از نرم افزارهای سه بعدی ساز طراحی و بعد آن را با متریال های مختلف چاپ کرد.

تمامی سازندگان و تولیدکنندگان صنعتی برای نمونه محصولات خود، نیاز به پیش تولید آن به منظور تکمیل و برطرف نمودن نقص های احتمالی دارند. امروزه پرینت سه بعدی این امکان را فراهم کرده که در کوتا هترین زمان، کم ترین هزینه و صرف نظر از پیچیدگی های نمونه، پیش تولید را انجام دهند. برای این کار فرآیندهای مختلفی از چاپ سه بعدی وجود دارد که هر کدام از آنها در صنایع مختلف استفاده می شود و برای چاپ نمونه به وسیله هر کدام از این فرایندها نیازمند مدل سه بعدی نمونه، توسط نرم افزارهای سه بعدی سازی مانند CAD و یا اسکنرهای سه بعدی هستیم.

اساس کار این چاپگرها این است که فایل سه بعدی توسط نرم افزارها به لایه های مجزا تفکیک شده و توسط پرینتر قابل خواندن می شود سپس پرینتر به طراحی و ساخت لایه ها پرداخته و در نهایت نمونه مورد نظر ساخته می شود. فن آوری های متفاوتی از چاپ سه بعدی هستند که هر کدام با مواد اولیه مخصوص عملیات چاپ را انجام می دهند. این مواد می توانند از جنس پلاستیک، فلز، سرامیک و… باشند. درحال حاضر بیشترین کاربرد بازار جهنی از مواد پلاستکی است که معمولاً ABS و PLA مناسب ترین آنها هستند.

پرینتر سه بعدی جدید زیر نظر کمپانی connex بوجود آمده است که تکنولوژی پرینتر های سه بعدی را بوجود آورده است.

پرینتر سه بعدی می تواند طرح های کامپیوتری شما را به صورت یک نمونه واقعی با دقت بسیار بالا پرینت کند. پرینترهای سه بعدی فناوری است که با سرعت زیاد در حال پیشرفت است و می تواند طرح های کامپیوتری را بصورت اشیا سه بعدی چاپ کند.

شاید موضوع ساخت دستگاهی که از عکس های ذخیره شده در رایانه پرینت های سه بعدی تهیه کند، بیشتر شبیه داستان های علمی – تخیلی باشد. آیا باور می کنید که پرینتر سه بعدی می توانند برای مثال از عکس دیجیتالی یک توپ، توپی سه بعدی تهیه کنند؟

به نظر می رسد در دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم هیچ چیز نمی تواند جلوی پیشرفت علم را بگیرد و ما باید هر روز منتظر شنیدن خبرهایی باور نکردنی از دستاوردهای بشری باشیم.
Objet ۲۶۰ Connex با خودش امکاناتی مانند بالاترین رزولوشن موجود، ارتقای پرینت چند ماده ای سه بعدی را به همراه آورده است.
این امکانات به افراد این امکان را می‌دهد که وسایلی مانند کاغذ دیواری از جنس پلاستیک با یک طرح سه بعدی چاپ کنند و یا با استفاده از طرح های سه بعدی حالت شفاف تصاویر آناتومی از بدن واقعی را برای کارهای پزشکی چاپ کنند. با این نوع از پرینتر ها شما حتی قادر به ساختن یک فلوت و عینک واقعی در خانه خود هستید.

این دستگاه از چه مزایایی برخوردار است

از جمله مزیت های دستگاه سه بعدی این است که هنگام کار کردن نیازی به اتصال به کامپیوتر ندارد و فایل را از طریق SD Memory می سازد و تمامی عملیات توسط پردازشگر دستگاه انجام می شود .همچنین خروجی این دستگاه قابلیت تنظیم کیفیت را هم دارد به طوری که می تواند مدل سه بعدی را با کیفیت بالا ولی با سرعت پایین یا با کیفیت پایین ولی با سرعت بالا بسازد.

نحوه کار این دستگاه به چه صورتی است

طراحی این دستگاه به این گونه است که فایل را از نرم افزارهای سه بعدی دریافت و به صورت لایه گذاری شروع به ساختن مدل سه بعدی می کند یعنی پلاستیکی از جنس ABS به شکل مفتول و به قطر 3 میلی متر را وارد دستگاه می کند و در آنجا با دمایی بالغ بر 300 درجه ذوب می کند و هد دستگاه با دقتی معادل 33 میکرون جا به جا می شود و به صورت لایه گذاری مدل سه بعدی را می سازد.

پرینتر سه بعدی در چه صنایعی کاربرد دارد

معماری (ساخت ماکت)
پزشکی (ساخت اعضای مصنوعی)
شیمی (ساخت مدل های مولکولی یا ساخت تجهیزات آزمایشگاهی)
روباتیک (ساخت اجزا و قطعات پیچیده)
میراث فرهنگی (ساخت نمونه از اثر تاریخی)
مجسمه سازی (ساخت تندیس و مجسمه های شخصیت های برجسته )
صنعت (ساخت اجزا و قطعات پیچیده صنعتی)

پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند

تفاوت تمامی پرینتر سه بعدی در تکنولوژی و مواد مصرفی آنها است که آنها را از هم متمایز می کند. به عنوان مثال برخی پرینترهای سه بعدی بر پایه پودر (نایلون، پلاستیک، سرامیک و فلز) که با استفاده از یک منبع حرارت نوری (لیزر) ذوب شده و سپس جامد می شوند و شکل نمونه مورد نظر را می گیرند عمل چاپ را انجام می دهند. در برخی دیگر رزین های پلیمری با استفاده از لیزر لایه به لایه سفت و سخت شده و شکل جامد به خود می گیرند.

جهش قطرات ریز از مواد به سطح پلت فرم نیز که بیانگر تکنولوژی جوهر افشان در چاپ دو بعدی هستند، در چاپ سه بعدی به عنوان تکنولوژی جهش چسب شناخته می شوند.

رایج ترین این تکنولوژی ها، روش FDM است که در آن مواد اولیه از جنس پلاستیک ABS و یا PLA به صورت رشته ای از طریق نازل دستگاه عبور کرده و پس از گرم شدن عمل لایه سازی را انجام می دهد از آنجا که چاپ سه بعدی امکان ساخت مستقیم و دقیق قطعات را فراهم می کند می توان با این تکنولوژی اشیء پیچیده و با قابلیت های بسیار بالا را بدون نیاز به مونتاژ و در کمترین زمان تولید کرد.

با این حال یکی از مهمترین نکات اساسی تولیدی موفق با این دستگاه، طراحی بسیار دقیق نمونه ها می باشد و غیر از این عملیات مهم، آماده سازی فایل و همچنین تبدیل آن می تواند پیچیده و زمان بر باشد به ویژه برای قطعاتی که در طول فرآیند ساخت بسیار پیچیده هستند. با این حال بروز رسانی مستمر نرم افزار و ارتقاء آن می تواند به کاهش زمان و طول این روند کمک به سزایی کند. علاوه بر این پس از پایان کار چاپ بیشتر قطعات نیاز به پردازش دارند، این مرحله که شامل سنباده زدن، صیقل دادن، رنگ و یا دیگر نکات تکمیلی کار است، نیازمند زمان و مهارت بالایی است. و به طور خلاصه می توان گفت این تکنولوژی هم اکنون اینکار تنها با استفاده از متریال های معدودی قابل اجراست اما کار بر روی تولید با انواع متریال مختلف همچون فلزات، مواد خوراکی، مواد بیولوژیک و سایر اقلام نیز در مرحله تحقیق و توسعه است و در آینده ای نزدیک تحول بزرگی در فرآیند تولید ایجاد خواهد کرد.