فناوری پرینت سه بعدی را بهتر بشناسید

پرینت سه‌بعدی یک فناوری توانمند است که طراحان را به استفاده از پرینتر های سه بعدی تحریک و تشویق می‌کند و به آن‌ها آزادی طراحی بی‌سابقه‌ای می‌دهد و این در حالی است که این فرایند ابزار کمتری نیاز دارد و نتیجتاً باعث کاهش هزینه‌های سنگین می‌شود. همچنین به‌وسیله پرینت سه‌بعدی قطعات را می‌توان به‌طور خاص طراحی کرد و نیازی به مونتاژ با هندسه و ویژگی‌های پیچیده برای دستگاه نیست.

البرز فاوا نیوز؛ این فناوری همچنین به‌عنوان یک فناوری با مصرف بهینه انرژی ظهور کرده‌است و همچنین هیچ‌گونه آلودگی‌ای برای محیط زیست ندارد. با استفاده از مواد استاندارد طول عمر قطعات بیشتر می‌شود، وزن آن‌ها کاهش می‌یابد و در عین حال استحکام بالا می‌رود.

پرینتر سه بعدی تحولی در واژه ساخت

چاپگرهای سه بعدی یکی از مدرن ترین فناوری های عصر حاضر به حساب می آیند ، این دستگاه های تولیدی جذاب  قابلیت چاپ مدل نرم افزاری را ایجاد می کند که می تواند هر گونه مدل سه بعدی را با هر نوع پیچیدگی تولید کند .برای این کار لازم است تنها مدل طراحی شده در یکی از نرم افزارهای سه بعدی ساز طراحی و سپس مدل با تعیین متریال های مختلف به مرحله چاپ برسد .

اولین پرینتر سه بعدی

برای اولین بار فن آوری سه بعدی در اواخر دهه 1980 میلادی ظهور کرد،که در آن زمان نمونه سازی سریع (PR) نامیده شد.این فرآیند تولیدی به عنوان یک روش سریع در تولید و مقرون به صرفه تر برای ایجاد نمونه های اولیه برای توسعه تولید محصولات مورد استفاده قرار می گرفت .این تکنولوژی مدرن تولیدی برای اولین بار توسط دکتر کودما (Kodoma) در سال 1980 مورد استفاده قرار گرفت .با این حال شروع انقلاب پرینتر سه بعدی و تحول تکنولوژی را می توان به سال 1987 ارجاع داد که در آن زمان با استفاده از دستگاه پرینتر SLA پرینت سه بعدی انجام میشد. این اختراع توسط چارلز چاک هال بنیانگذار سیستم های 3d دردهه 80 انجام شد . هال با بهره گیری از نرم افزار CAD طرح سه بعدی نمونه خود را طراحی کرده و با فرمت STL ذخیره و به چاپ رسانید.

پرینت سه بعدی

طبق تعریف استاندارد ISO / ASTM 52900 فناوری پرینت سه بعدی (با عنوان علمی ساخت افزایشی) به مجموعه ای از فناوری های ساخت گفته می‌شود که برای تولید قطعات نهایی از روی فایل سه بعدی کامپیوتری (CAD) به صورت لایه لایه به وسیله یک دستگاه پرینتر سه بعدی ، به کار گرفته می‌شوند. این روش‌های ساخت افزایشی در نقطه مقابل روش های سنتی ساخت و تولید یعنی روش های جابجایی و کاهشی قرار می‌گیرند، از این جهت که در روش پرینت سه بعدی از ابزار برای تولید قطعه استفاده نمی‌شود.

مزیت پرینت سه بعدی

مزیت اصلی روش های پرینت سه بعدی، توانمندی این روش ها در تولید قطعات با پیچیدگی هندسی بسیار بالاتر نسبت به روش های سنتی ساخت و تولید است، بدون اینکه نیاز به قالب سازی وجود داشته باشد. این مزیت باعث می‌شود که قیود طراحی نسبت به روش های دیگر تا حد زیادی کاهش پیدا کرده و از این رو طراح قطعات صنعتی، دیگر لازم نیست تا محدودیت هندسی برای قطعات مورد طراحی قائل شود، چرا که از منظر روش های پرینت سه بعدی به دلیل ساخت قطعات به صورت لایه لایه، تولید هر قطعه با هر مقدار از پیچیدگی هندسی، با تولید یک مکعب و یا یک استوانه به یک اندازه ساده است و هزینه مالی و زمانی بیشتری در بر نخواهد داشت. در ادامه به شرح خدمات پرینت سه بعدیو کاربردهای آن در دنیای امروز می پردازیم.

اصطلاح «چاپ سه‌بعدی» (اختصاراً 3DP) نخست به فرایند ویژه‌ای تخصیص یافت که توسط دانشمندان دانشگاه ام‌آی‌تی در سال ۱۹۹۳ ثبت اختراع شد و سپس طی قراردادهایی اجازه (لیسانس) آن به کارخانه‌داران زیادی واگذار شد. امروزه این اصطلاح به‌مثابه یک عنوان عام برای شماری از فرایندهای مرتبط نیز استفاده می‌شود.

مراحل چاپ سه‌بعدی

با اینکه روش‌های مختلفی برای چاپ سه‌بعدی وجود دارد، اما مراحل اصلی همه آن‌ها مشترک است:

۱. ساخت فایل سه‌بعدی: اولین مرحله در چاپ سه‌بعدی ساخت مدل سه‌بعدی آن در رایانه است. این کار به کمک نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه‌بعدی یا CAD انجام می‌شود. از مهندسی معکوس و اسکن سه‌بعدی قطعه‌ای که موجود است نیز در بعضی موارد می‌توان استفاده کرد.

۲. ساخت فایل STL مدل: برای اینکه چاپگر مدل طراحی‌شده را شناسایی کند، باید مدل تبدیل به فرمتی شود که برای چاپگر قابل خواندن باشد. برای این منظور، فایل باید تبدیل به فرمت اس‌تی‌ال (STL: STereoLithography) شود. فرمت‌های 3DP و OBJ نیز با محبوبیت کمتری کاربرد دارند. فرمت اس‌تی‌ال برای معرفی مدل به چاپگر از چندوجهی‌ها یا مثلث‌ها استفاده می‌کند. پس از ساخت فایل اس‌تی‌ال، آن را داخل یک برنامه ـ که عمل لایه‌گذاری فایل را انجام می‌دهد و «Slicer» نامیده می‌شود ـ در اصطلاح، Import یا واردسازی می‌کنیم. برنامهٔ «اسلایسر» مدل را می‌گیرد و آن را تبدیل به G-code می‌کند. جی‌کد زبان برنامه‌نویسی دستگاه‌های سی‌ان‌سی و چاپگرهای سه‌بعدی است.

۳. چاپ مدل: دستگاه‌های مختلف وجود دارند که هر کدام با سازکارهای مختلفی قطعه مدل را چاپ می‌کنند.

۴. جدا کردن قطعه چاپ شده: در بعضی دستگاه‌ها جدا کردن قطعه کاملاً ساده و بدون مشکل انجام می‌شود. در بعضی مدل‌های صنعتی‌تر، این کار یک فرایند کاملاً فنی و دقیق است.

۵. پس‌پردازش (Post-Processing): پس‌پردازش یا مرحله پس‌تولید در فناوری‌های مختلف متفاوت است. در بعضی موارد قطعه باید زیر اشعه فرابنفش به‌عمل آید.