پرینتر سه بعدی چیست؟
پرینتر سه بعدی میتواند بدین صورت تعریف شود: “فرآیند ساخت فیزیکی یک شی سه بعدی از یک فایل دیجیتال بوسیله دستگاهی که با استفاده از یک متریال، لایه هایی را در مختصات سه بعدی با دقت در کنار قرار میدهد تا ساخت یک شی تکمیل شود”.
نحوه کار پرینترهای سه بعدی بدین صورت است که فایل سه بعدی بعد از اسلایس شدن و اعمال تنظیمات نحوه پرینت و انتقال آن به دستگاه و بارگذاری مواد مصرفی و یا همان فیلامنت، دستگاه شروع به کار نموده و مدل فیزیکی را بصورت لایه به لایه پرینت نموده و می سازد.یکی از کاربردهای پرینترهای سه بعدی، مدلسازی های اولیه و در پاره ای از موارد ساخت محصول نهایی است.
بطور کلی می توان گفت که مهمترین کاربرد این دستگاه، نمونه سازی اولیه محصول جهت کنترل و ایراد یابی محصول طراحی شده و رفع ایرادهای احتمالی و در نهایت تولید انبوه محصول توسط روشهای تولید دیگر مانند ریخته گری و یا تزریق پلاستیک است.
تاریخچه پرینتر سه بعدی
پرینتر های سه بعدی یکی از فن آوری های رایانه ای بود که با کسب اطلاعات و دانستنیهای روز ، به یکی از انقلاب های بزرگ در دوران مدرن صنعت تبدیل شد. ثبت اختراع و فروش تجاری این فناوری به دهه ۸۰ میلادی برمی گردد.
اولین و ابتدایی ترین نشانه و مفهوم از چاپ سه بعدی در سال ۱۸۶۰ توسط یک عکاس پاریسی به نام فرانس ویلم پدیدار شد. این عکاس فرانسوی از تکنولوژی و فناوری ابتدایی پرینتر های سه بعدی برای ساخت مجسمه از پرتره های سه بعدی به وجود آمده از این تکنولوژی استفاده کرد.
فرانس ویلِم این ابداع خود که از پرینتر سه بعدی گرفته بود را مجسمه سازی مکانیکی نامید! برخی دیگر از منابع حاکی از این است که فناوری پرینتر سه بعدی برای اولین بار در سال ۱۹۸۰ توسط دکتر کودامای ژاپنی ابداع و ثبت شد اما به نتیجه ای نرسید.
سرانجام چارلز چاک هال اولین پرینتر سه بعدی را در سال ۱۹۸۳ ابداع و اختراع کرد. او توانست اولین پروسه پرینت سه بعدی با نام استریولیتوگرافی به نام خود ثبت کند. هال استریولیتوگرافی را روشی مناسب برای مدل کردن اجسام جامد از طریق لایه ریزی و سفت کردن این لایه ها توسط اشعه ماورا بنفش می دانست.
سپس هال اقدام به تاسیس شرکت خود با نام ۳D System کرد. امروزه یکی از بزرگترین و بهترین شرکت های دنیا در زمینه پرینتر های سه بعدی می باشد.
استفادههای مختلف پرینتر سه بعدی
با گذشت زمان، پرینت سه بعدی به عنوان یک فناوری نوآورانه و تحولآفرین در بسیاری از زمینهها به کار گرفته میشود. این تکنولوژی قابلیت تولید اشیاء با ابعاد و شکلهای متنوع را فراهم کرده است و در زیر به چندین کاربرد از این فناوری در حوزههای مختلف اشاره میشود:
- صنعت هوا و فضا: چاپ سه بعدی در صنعت هوا و فضا به ایجاد قطعات پیچیده و سبک با دقت بالا کمک میکند. تولید اجزا و قطعات فضاپیماها و موشکها از این تکنولوژی بهره میبرد. این روش همچنین به کاهش هزینهها و وزن قطعات در مأموریتهای فضایی کمک میکند.
- معماری: معماران میتوانند با استفاده از پرینترهای سه بعدی، ماکتهای دقیقتر و تجسمهای واقعگرایانهتر از ساختمانها ایجاد کنند. این فرآیند به آنها کمک میکند تا قبل از ساخت واقعی، به بررسی ایدهها و طرحها بپردازند.
- صنعت پزشکی: در زمینه پزشکی، چاپ سه بعدی میتواند به تولید اندامهای مصنوعی، اجزا پروتزی و تجهیزات پزشکی دقیق کمک کند. این تکنولوژی میتواند به افرادی که نیاز به اندامهای مصنوعی دارند، ارائه راحتی و بهبود کیفیت زندگی بخشد.
- خودروسازی: در زمینه خودروسازی، چاپ سه بعدی به طراحان و مهندسان این امکان را میدهد تا قطعات کوچک و پیچیده را با دقت بالا تولید کنند. این تکنولوژی باعث بهبود فرآیندهای تحقیق و توسعه، افزایش سرعت تولید و کاهش هزینهها میشود.
- صنعت غذایی: در آینده، چاپ سه بعدی میتواند در تولید غذاها و مکملهای غذایی با توجه به نیازهای بیولوژیکی افراد مؤثر باشد. این تکنولوژی میتواند به ایجاد غذاهای سفارشی و تغذیه بهینه کمک کند.
به طور کلی، پرینت سه بعدی به عنوان یک ابزار قدرتمند در بسیاری از زمینهها از جمله صنعت، طب، معماری و خودروسازی مورد استفاده قرار میگیرد و توانایی تغییر شکل تولید و طراحی در این صنایع را بهبود میبخشد.
کاربرد پرینتر سه بعدی به طور کلی
بطور کلی می توان گفت که از این دستگاه می توان تقریباً در تمامی صنایع استفاده نمود. برخی از صنایعی که به وفور از آن استفاده می شود عبارتند از:
- هوا و فضا
- معماری و ماکت سازی
- صنایع اتومبیل سازی
- صنعت محصولات تجاری و کالاهای مصرفی
- تجهیزات الکترونیکی
- صنایع نظامی و انتظامی
- پزشکی و دندانپزشکی
- آموزش
- قالب سازی
در نتیجه
پرینتر سه بعدی در گذشته به یکسری از قابلیتها محدود میشد اما با ادغام فناوریهای جدید این چاپگرها از نقش کپی در سریعترین زمان ممکن به پیادهسازی طرحهای پیچیده و تنوع اقلام اولیهای که قابل استفاده در حین تولید قطعات است محبوبیت بسیاری پیدا کردهاند. این ویژگیها پرینتر سه بعدی را به سطحی فراتر از کاربردهای خانگی و زیبایی شناختی برده است.