همه چیز در مورد تکنولوژی چاپ سه‌بعدی (3)

اجزای داخلی چاپگرهای سه‌بعدی:

1- فیلتر هوای خودکار: این فیلتر تضمین می‌کند که کلیه ورودی‌ها پودر داخل سلول‌های دستگاه باقی بمانند.

2- پلت چسبان کارتریج: ذرات پودر را به وضعیت جامد تبدیل می‌کند.

3- اتاق تولید: منطقه‌ای است که بخش‌های مختلف مدل در آن ساخته می‌شوند.

4- کارتریج: محل قرارگیری هدهای پرینت است.

5- کمپرسور: هوای فشرده را برای تکمیل قطعه‌های مختلف تولید می‌کند.

 

 

6- فیلتر باقیمانده‌ها: از ورود دیگر جامدات به مرحله بعد جلوگیری می‌کند تا ساخت بعدی بهتر صورت گیرد.

7- جعبه الکترونیک: یک بورد رایانه‌ای است که کلیه عملیات پرینتر را کنترل می‌کند.

8- گانتری: یک نوار افقی که در سرتاسر لایه‌های ساخت به جلو و عقب می‌رود.

9- هاپر: شامل پودری است که مدل از آن ایجاد می‌شود.

10- مخزن: چسباننده را از کارتریج جمع‌آوری می‌کند و منابع چسباننده را زیر گانتری قرار می‌دهد.

11- ایستگاه خدمات: به‌طور خودکار هدهای پرینتر را در مواقع موردنیاز پاک می‌کند.

12- دریچه‌های خلاء: مغز سیستم پودر ریزی، جمع‌آوری پودر از محفظه ساخت و سرریز را مدیریت می‌کند.

چرخه چاپ:

چرخه یک پرینت سه‌بعدی دارای مراحل زیر است:

- فرآیند آماده‌سازی: زمانی که روی دکمه 3D Print کلیک می‌کنید پرینتر اول یک روال پیش ساخت را ایجاد می‌کند. بدین ترتیب هوای داخل دستگاه برای ایجاد محیط عملیاتی مناسب پرینت گرم می‌شود. به‌طور هم‌زمان اتاق تولید با لایه‌ای از پودر پر می‌شود. در این مرحله ممکن است هم‌ترازی هد پرینتر برای خواندن الگو توسط یک چشم الکترونیک نیز انجام شود.

- فرآیند پرینت: هنگامی‌که روال پیش ساخت به اتمام رسید، پرینتر بلافاصله شروع به پرینت لایه‌های ایجادشده در نرم‌افزار خود می‌کند. دستگاه، پودر را از بخش‌ها به اتاق تولید می‌راند. کارتریج در سراسر لایه اولیه حرکت می‌کند و با چسباننده موجود اولین الگوی ارسالی توسط نرم‌افزار را ایجاد می‌کند. چسباننده ذرات پودر را به جامد تبدیل کرده و بقیه را برای بازیافت نگه می‌دارد. در این مرحله پیستون زیرین اتاق تولید بستر پودرها را کاهش می‌دهد تا برای لایه بعدی آماده شوند. این چرخه تا زمانی که مدل کامل شود ادامه خواهد یافت.

- بازیابی و حذف پودر اضافی: زمانی که کار به پایان می‌رسد، مدل برای بهینه‌سازی آماده خواهد شد. دستگاه به‌طور خودکار اکثر پودرهای اطراف مدل را با فشار خلاء و لرزش‌های مکرر به انتهای اتاق تولید می‌فرستد. این پودر اضافی از طریق سیستم برای استفاده مجدد پس از فیلتر شدن به بخش هاپر منتقل می‌شود. در مرحله بعدی در دستگاه باز شده و مدل به اتاق حذف پودر منتقل می‌شود. اینجاست که کاربر می‌تواند با استفاده از اسپری هوای فشرده باقیمانده پودر را از مدل نهایی حذف کند.

 

زمانی که کاربر دکمه D Print 3 را کلیک کند فضای داخلی گرم می‌شود و در صورت نیاز هد به‌جای مخصوص خود می‌رود. کار پرینت با ایجاد لایه‌ای از پودر شروع می‌شود. کارتریج در سراسر لایه اولیه حرکت می‌کند و با چسباننده موجود اولین الگوی ارسالی توسط نرم‌افزار را ایجاد می‌کند.

مرحله پیستون زیرین اتاق تولید بستر پودرها را کاهش می‌دهد تا برای لایه بعدی آماده شوند. چرخه تا زمانی که مدل کامل شود ادامه پیدا می‌کند. پودر اضافی از طریق سیستم برای استفاده مجدد پس از فیلتر شدن به بخش هاپر منتقل می‌شود.

هنگامی‌که کلیه آثار پودر برداشته شد، می‌توان آن‌ها را برای بهبود مدل نیز مورداستفاده قرار داد. فرآیند بهبود را در این نوع پرینترها معمولاً Infiltration (نفوذ) نام‌گذاری می‌کنند. فرآیند نفوذ به‌طور معمول حفره‌های میکروسکوپی در مدل را پر می‌کند و علاوه بر اشباع مکانیکی سطح رنگ را نیز بهبود می‌بخشد. چسباننده پودر را به جامد تبدیل می‌کند، حفره‌ها شروع به پر شدن می‌کنند، طرح بهینه‌تر به دست می‌آید.

مشکلات چاپگرهای سه‌بعدی:

در حال حاضر مشکلی که به نظر در آینده دردسرساز خواهد شد مشکلات به وجود آمده ناشی از ساختن محصولاتی تقلبی توسط این پرینترها و فروختن آن‌ها در بازار است. زیرا در صورت همه‌گیر شدن این پرینترها دیگر ساختن محصولاتی دقیقاً شبیه محصولات ارجینال کار سختی نخواهد بود و ما شاهد هجوم محصولات تقلبی به بازار می‌شویم که نتیجه آن خسارت وارد شدن به شرکت‌های بزرگ است و در صورت ورشکسته شدن آن شرکت‌ها علاوه بر ضررهای اقتصادی آن شاهد بیکاری حجم عظیمی از کارگران خواهیم بود. حتی اخیراً کار پرینترهای سه‌بعدی به جعل آثار نقاشی ونگوگ کشیده شده است!

البته تمام مشکلات گفته‌شده یک‌طرف و امکان استفاده از مواد اولیه خطرناک برای سلامتی بدن انسان در محصولات تولیدی تقلبی نیز در طرف دیگر قرار دارد، مثلاً تصور کنید که یک عینک ازنظر شما مرغوب می‌خرید ولی درواقع آن عینک یک کپی آن عینک توسط پرینترهای سه‌بعدی باشد که بجای استفاده از مواد اولیه استاندارد در آن از مواد مضر و خطرناک استفاده‌شده باشد، نتیجه فاجعه‌بار خواهد شد لذا به چنین دلایلی هنوز شرکت‌های بزرگ تمایلی برای همه‌گیر شدن این نوع تکنولوژی ندارند. ولی خواه ناخواه دنیا به سمت همه‌گیر شدن آن تکنولوژی پیش می‌رود لذا برای کنترل مشکلات گفته‌شده دولت‌ها بایستی قوانینی را در آن زمینه تنظیم کنند تا مشکلات به حداقل خود برسد.

 

در حال حاضر برای آشنایی با انواع مختلف پرینترهای سه‌بعدی موجود در بازار اطلاعات زیادی بر روی سایت‌های مختلف وجود دارد ولی در مورد نحوه کار کردن با آن‌ها اطلاعات چندانی در دسترس نیست ولی اگر به کمک نیاز داشتید دانشگاه ماساچوست می‌تواند کمک شایانی به شما در هر زمینه‌ای مربوط به این نوع پرینترها انجام بدهد!

وضعیت چاپگرهای سه‌بعدی در بازار:

چاپگرهای سه‌بعدی در چشم به هم زدنی جای خود را در میان سایر فناوری‌ها باز خواهند کرد و مانند پرینترهای معمولی در خانه‌ها نیز استفاده خواهند شد. اکنون که بازار این محصول در دنیا چندان رقابتی نیست فرصت خوبی است که نمونه ساخته شده توسط پژوهشگر ایرانی بتواند جای مناسب خود را در بازار جهانی پیدا کند.

ارزان‌ترین پرینتر سه‌بعدی دنیا

مدت‌ها است که چاپ سه‌بعدی تبدیل به موضوعی جذاب برای بسیاری از کاربران و شرکت‌ها شده و هر از گاهی شاهد معرفی نوع تازه‌ای از پرینترهای سه‌بعدی هستیم؛ اما یکی دیگر از مشکلات پیش روی این تکنولوژی نوپا، هزینه بالای خرید پرینترهای 3D است. به گونه‌ای که هم‌اکنون ارزان‌ترین مدل بازار با نام MakerBot Replicator بیش از 2000 دلار قیمت دارد و برخی از انواع این پرینترها تا 15هزار دلار هم قیمت‌گذاری می‌شوند.

 

حالا مدیر اجرایی پیشین MakerBot شرکتی با نام Solidoodle راه‌اندازی نموده و اولین پرینتر سه‌بعدی خود را که تنها 499 دلار قیمت دارد، معرفی کرده است. این پرینتر کارهای معمول دیگر پرینترهای سه‌بعدی را به‌خوبی انجام داده و به شما امکان چاپ اشیائی با حداکثر اندازه 15 در 15 در 15 سانتی‌متر را می‌دهد.

برخی از محصولات چاپگرهای سه‌بعدی:

ساخت 10 خانه در عرض یک روز با چاپگرهای سه‌بعدی

ساخت خانه در یک روز و یا یک هفته برای بسیاری از افراد مانند یک رویا تلقی می‌شود، اما یک شرکت چینی توانسته است با استفاده از فناوری پیشرفته چاپگرهای سه‌بعدی در عرض 24 ساعت 10 خانه بسازد.

نگاه به این خانه‌های کوچک شاید در ابتدا ساده به نظر آید، اما نشان‌دهنده یک دستاورد قابل‌توجه در صنعت ساخت‌وساز است. یک شرکت چینی موفق به ارتقا قابلیت‌های چاپگر سه‌بعدی خود شده است و می‌تواند با استفاده از این چاپگر غول‌پیکر روزانه 10 خانه بسازد، مواد مصرفی در این خانه‌ها غالباً از مواد بازیافتی هستند و هزینه تقریبی هر یک از این خانه حدود 5 هزار دلار است. این فناوری می‌تواند در رفع بحران مسکن کشورهای پرجمعیت مفید و مؤثر باشد.

استفاده از پرینترهای سه‌بعدی به‌تازگی در کشور چین رایج شده است و در این کشور سازه‌ها و آسمان‌خراش‌های عظیمی با استفاده از این چاپگرها به وجود آمده است. مزیت اصلی این چاپگر علاوه بر افزایش سرعت ساخت، کاهش هزینه‌های ساخت و افزایش بهره‌وری است.

استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی و مواد بازیافتی می‌تواند گزینه‌ی مناسب برای ساخت‌وساز در حومه و خارج شهرها باشد تا افراد بتوانند با هزینه‌ای کم صاحب‌خانه شوند. همچنین چاپگرها علاوه بر ساخت خانه از مواد بازیافتی می‌توانند از سیمان، شیشه و هر الگوی دیگر ساخت نیز استفاده کنند. در ضمن در ساخت این خانه‌ها از چاپ مورب نیز استفاده شده است، این روش چاپ برای عایق‌بندی خانه‌ها کاربرد دارد.

---