چاپ سه بعدی

25 خرداد 1399

 

  • فناوری ساخت با چاپ سه بعدی

از آنجایی که چاپ سه بعدی در عصر جدید چاپ، نقش مهمی را ایفا می کند، آگاهی از آینده و سیر تحولات آن هم از اهمیت اساسی برخوردار است. امروزه پیشرفت فناوری ها و فرآیندهای مختلف مربوط به چاپ سه بعدی آنقدر پیوسته و چشمگیر است که اهمیت این فرآیند نسبت به دو سال پیش هم بیشتر شده است، زیرا افزونه های تکنولوژیک مربوط به چاپ سه بعدی قابل لمس تر و کاربردی تر از دو سال گذشته است. در واقع چاپ سه بعدی دیگر یک علم تئوریک نیست، بلکه کاملا به واقعیت پیوسته است. حالا چاپ سه بعدی در گذر بخش های تولید از مرحله سنتی به مرحله کاملا پیشرفته، در صنایع مختلف مثل پزشکی، هوافضا، امنیت و دفاع نیز، تاثیر خارق العاده ای دارد.

  • نمونه سازی سریع

چاپ سه بعدی توانسته از طریق سرعت بخشیدن به نمونه سازی ها، به مراحل اولیه توسعه ی یک محصول شتاب دهد. به این ترتیب، چاپ سه بعدی توانسته زمان و هزینه ی لازم برای حضور یک محصول در بازار نهایی را کاهش دهد.

استفاده از چاپ سه بعدی برای تولید قطعات محدود،ارزانتر از استفاده از فرآیندهای استاندارد پلاستیک مثل اینجکشن و مولدینگ، شکل دهی حرارتی و... است. از طریق چاپ سه بعدی می توان یک طرح اولیه ساخته شده در اتوکد را در طی چند روز و حتی چند ساعت به نمونه ی اولیه ی واقعی و قابل لمس تبدیل کرد.در نمونه سازی به روش های سنتی، یک طراحی برای تبدیل شدن به یک نمونه اولیه دقیق، باید از 5 مرحله عبور کند. در هر کدام از این مراحل10 تا 100 نمونه ی ناکامل تولید می شودکه تولید هر کدام بالغ بر 1500 دلار هزینه دارد.

مزیت چاپ سه بعدی این است که بدون قربانی کردن دقت نمونه ها، تمام این مراحل حذف و به یک مرحله ی ساده و در عین حال جامع تبدیل می کند. مثلا ماشین چاپ stratasys 750 یکی از این ماشین هاست که نسبت به روش های سنتی تا 97 درصد در زمان صرفه جویی می کند. البته صرفه جویی در زمان تنها مزیت فناوری های سه بعدی نیست. تولید نمونه های اولیه واقعی و طبیعی تر، یکی دیگر از این مزیت هاست.

مثلا ماشین چاپ stratasys 750 ظرفیت پنج ماده مختلف و قابلیت استفاده از طیف گسترده ای از کامپوزیت ها را دارد.

امکام بهره گیری از طیف کامل رنگ ها و گرادیانت ها و شبیه سازی بافت های مختلف نیز از دیگر توانایی های این ماشین است. البته برای تولید قطعات به شکل انبوه، فناوری های سنتی هنوز از نظر اقتصادی به صرفه تر از فناوری های سه بعدی هستند.

 


  • تحولات ماشین های سه بعدی

چاپ سه بعدی همچنین بر ماشین ها و ابزارآلات بسته بندی نیز تاثیر گذاشته است. مثلا از این فناوری می توان در بازوهای رباتیک بخش تولید استفاده کرد. این بازوها از بازوهای سنتی سبک تر هستند و به خاطر انتخاب های بهتر در مورد مواد اولیه و روش های چاپ، از فناوری سنتی قدرتمندتر و اثربخش تر عمل می کنند.

از چاپ سه بعدی در تولید قطعات محدود یدکی ماشین های بسته بندی هم استفاده می شود. به این ترتیب که کمپانی های سازنده ی ماشین آلات به جای نقل و انتقال قطعات یدکی به سرتاسر دنیا، در پکیج های ماشین آلات عرضه شده در بازار یک نرم افزار چاپ سه بعدی هم تعبیه کنند که کمپانی ها در صورت نیاز، از آن ها برای چاپ قطعات یدکی شان استفاده کنند.

 

  • بسته های سفارشی

یکی از معدود تکنولوژی هایی که می تواند همگام با آخرین ترندهای روز که در آن همه ی محصولات تا جایی که ممکن است به شکل سفارشی و شخصی سازی شده تولید می شوند ( مثلا داروهای شخصی سازی شده ) قدم بردارد، چاپ سه بعدی است.
چاپ سه بعدی به کاربران خود اجازه می دهد که تقریبا هر محصولی را به شکل سفارشی و بر حسب تقاضا تولید کنند. مخصوصا بسته بندی های تکی می توانند کاملا مطابق با علاقه و نیاز مشتری، اول به شکل نمونه ی اولیه و بعد به صورت نهایی شده طراحی و تولید شوند.

بسته بندی های سفارشی مخصوصا در زمینه ی مواد غذایی و نوشیدنی ها، جایی که از آن ها به عنوان کادو و یا برای مراسم های مختلف استفاده می شود، بسیار محبوب هستند.

 

  • کاهش دور ریزهای پلاستیکی

دفع زباله های تجدید ناپذیر یکی از بزرگترین چالش های این صنعت محسوب می شود که توسط چاپ سه بعدی به شکل قابل توجهی کاهش و حتی حذف می شوند. در چاپ سه بعدی زباله های پلاستیکی دفع نمی شوند، بلکه تصفیه شده، خشک و خرد می شود و به فیلامنت های تازه برای خوراک پرینترها، برای تولید محصول جدید تبدیل می شوند. هرچه استفاده از مواد بیوپلاستیک پایدار بیشتر شود، استفاده از فرآیندهای چاپ سه بعدی برای محیط زیست هم سالم تر خواهد بود.

امروزه طراحی و تولید بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی ها تا حد قابل توجهی تحت تاثیر چاپ سه بعدی قرار گرفته است. زیرا مزیت هایی که این فناوری در صنعت خوراکی ها به کاربرانشان پیشنهاد می کند قابل چشم چوشی نیست. مهمترین پتانسیل های چاپ سه بعدی برای این صنعت، دسترسی به تستA\B ، امکان تولید قطعات قابل تعویض و یدکی، مدل سازی و از بین بردن باگ ها و اختلالات به شکل ساده و مقرون به صرفه است.

 

 

  • تاثیر چاپ یه بعدی در بازار

به طور تاریخی دو شیوه برای ساخت جواهروجود داشته است. یکی به صورت دست ساز و دیگری با استفاده از ریختگری لاست واکس ( نوع خاصی از ریختگری فلز مذاب است که درون قالب هایی از جنس موم یا خاک رس انجام می شود). هر دو شیوه به تخصص فنی بالایی نیاز دارند، بسیار زمان بر هستند و اشتباهات می تواند بسیار گران تمام شود. ولی امروزه طراحی دیجیتال و چاپ سه بعدی توانسته این روش های کهن را تا حد زیادی دگرگون کند. روش های چاپ سه بعدی که مکمل روش های سنتی است، فرصت های جدیدی در طراحی و تولید جواهرات فراهم آورده و امکان سفارش سازی و شخصی سازی را برای مشتریان به ارمغان می آورد.

جواهراتی که با استفاده از چاپ سه بعدی طراحی شده اند، به نوعی از اصول ریختگری لاست واکس استفاده کرده و در عین حال از مزایای طراحی دیجیتال و فرآیند تولید افزایشی بهره می برد.

در ریخته گری سنتی لاست واکس طراحان الگو را با دست روی موم حک کرده، آن را درون قالب قرار داده و می سوزانند. سپس فلزات گران بها را درون گودی قالب می ریزند تا جواهر شکل بگیرد. با استفاده از سیستم گردش کار دیجیتال جواهرسازان از نرم افزار CAD برای طراحی دیجیتال و انتقال آن به چاپگر سه بعدی استفاده می کنند. الگو های مورد نیاز برای قرار دادن درون قالب نیز به همین گونه ساخته می شوند. پس از سوزانده شدن الگوهای پوزتیو، بقیه مراحل مثل ریخته گری سنتی انجام می شود. یه لطف شیوه های دیجیتال زمان طراحی و تولید دستی الگوها حذف و نگهداری کرد، آن را تغییر داد،  اصلاح کرد و در صورت نیاز مجددا ساخت.

سرعت بالای نسل جدید با چاپگرهای دیجیتال زمان چاپ سه بعدی را تا حد زیادی کاهش داده است. فاصله بین طراحی و تولید در حال حاضر بسیار کاهش یافته و فرآیند جواهرسازی بسیار آسان شده است. حکاکی و تراشکاری برای یک طرح ویژه دیگر نیاز به استادکاری متخصص و صرف زمان زیاد ندارد.