کاربرد پرینترهای سه بعدی در صنایع گوناگون
پرینتر سه بعدی، از تکنولوژی‌هایی است که در سال‌های اخیر وارد صنعت چاپ شده و در حال حاضر دستاوردهای زیادی در صنایع مختلف داشته‌است. پذیرش صنعت چاپ سه بعدی به حد قابل توجهی رسیده است، زیرا کسانی که در زمینه ساخت و ادغام مواد افزودنی مشغول هستند با این فناوری به میزان قابل توجهی پیشرفت و راحتی را در کار خود مشاهده کرده اند. فناوری چاپ سه بعدی در مراحل اولیه فقط برای نمونه سازی و تولید یک مرحله خاص مناسب بود، اما اکنون به سرعت به یک فناوری برای تولید در اقتصاد دیجیتال تبدیل شده است.
پرینت سه بعدی بسیاری از فناوری‌ها و بازار‌ها را شامل می‌شود، زیرا تقریباً در تمام صنایعی که فکر می‌کنید از پرینت سه بعدی استفاده می‌شود و مهم است که آن را به عنوان یک فناوری از صنایع متنوع با تعداد بیشماری از برنامه‌های مختلف مشاهده کنید.
در اینجا کاربرد پرینتر سه بعدی در صنایع گوناگون را بررسی خواهیم کرد.
چاپگر سه بعدی چیست و چه کاربردی دارد؟
چاپگرهای سه بعدی، نسل جدیدی از پرینترها هستند که برخلاف دستگاه‌هایی که متن و تصویر را در دو بعد چاپ می‌کنند، طرحی که به آنها داده می‌شود را به صورت سه بعدی و واقعی تحویل می‌دهند.
ایجاد یک شیء چاپی سه بعدی با استفاده از فرآیند‌های افزودنی حاصل می‌شود، در یک فرآیند افزودنی برای دریافت پرینت سه بعدی یک شی با قرار دادن لایه‌های پی در پی از مواد تا زمان ایجاد جسم ساخته می‌شود و هر یک از این لایه‌ها را می‌توان به عنوان یک سطح افقی برش خورده از جسم نهایی مشاهده کرد. به عبارت دیگر پرینت سه بعدی همان پرینت دو بعدی است که تنها دفعات بیشتری تکرار شده است. چاپ سه بعدی شما را قادر می‌سازد با استفاده از مواد کمتری نسبت به روش‌های تولید سنتی، اشکال پیچیده‌ای را تولید کنید که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود.
عملکرد چاپگرهای سه بعدی به این صورت است که برای ساخت مدل، لایه‌ای از مواد اولیه روی سطح کار قرار می‌گیرد. سپس لایه‌های بعدی به همین ترتیب روی هم تشکیل می‌شوند. در واقع مدل‌های ساخته شده با پرینترهای سه بعدی، از لایه‌هایی که به صورت افقی برش خورده‌اند تشکیل می‌شوند که در نهایت یک مدل واقعی حجم‌دار آماده خواهد شد.
از این چاپگرها در صنعت و پزشکی هم استفاده می‌شود. همچنین برای ساخت اسباب بازی‌های کودکان و انواع سرگرمی، پرینترهای سه بعدی کاربرد ویژه‌ای دارند.
مواد اولیه برای ساخت مدل‌ها با پرینتر سه بعدی، از جنس پلاستیک PLA، ABS، PET، TPU، PC و نایلون است. از ویژگی‌های این مواد اولیه به مقاومت در برابر فشار، ضربه و حرارت، چسبندگی و کیفیت بالا است.
برای برخی از مدل‌هایی که با پرینتر سه بعدی ساخته می‌شوند، باید از سازه ساپورت استفاده شود.
پرینت سه بعدی در صنعت حمل و نقل هوایی
صنعت حمل و نقل هوایی در روش‌های مختلف از پرینت سه بعدی استفاده می‌کند، مثال زیر نشان دهنده یک نقطه عطف مهم در تولید چاپ سه بعدی است که GE Aviation دارای ۳۰، ۰۰۰ نازل سوخت کبالت کروم کروت برای موتور‌های هواپیمای LEAP خود است، آنها در اکتبر سال ۲۰۱۸ به این نقطه عطف رسیدند و با توجه به اینکه هفته‌ای ۶۰۰ مدل در چاپگر سه بعدی تولید می‌کنند، احتمالاً اکنون بسیار بالاتر از این عدد هم رفته اند.
حدود بیست قسمت جداگانه که قبلاً مجبور بودند با هم جوش داده شوند در یک مؤلفه چاپی سه بعدی که وزن آن ۲۵ ٪ کمتر است و پنج برابر قوی‌تر است ادغام شد، موتور LEAP به دلیل سطح بالای بهره وری، پرفروش‌ترین موتور در بخش حمل و نقل هوایی است و GE با چاپ سه بعدی از نازل‌های سوخت، ۳ میلیون دلار در هر هواپیما پس انداز می‌کند، بنابراین، این قسمت چاپی سه بعدی تنها صد‌ها میلیون دلار برای این شرکت سود اقتصادی داشته است.
همان طور که مشاهده کردید پرینت سه بعدی خدمات بسیاری را به بشریت داشته است و این مباحث تنها بخشی از ویژگی‌ها و خدمات فناوری پرینت سه بعدی است.
کاربرد پرینترهای سه بعدی در پزشکی
یکی از کاربردهای پرینترهای سه بعدی در صنعت پزشکی است که توانسته توجه تولیدکنندگان این عرصه را به خود جلب کند. مواد مصرفی این نوع پرینترها، به دلیل استحکام و سازش پذیری با بدن، بهارین گزینه برای ابزار کمک حرکتی هستند. این مواد مصرفی بعد از گذشت مدت زمان خاصی در بدن جذب می‌شوند و در صورت ماندن طولانی مدت داخل بدن، هیچ مشکلی برای بافت‌های عضلانی و استخوانی ایجاد نمی‌کنند.
برای ساخت انواع پروتزهای اختصاصی، باید هزینه‌های زیادی صرف کرد که با وجود این پرینترهای سه بعدی، هم هزینه‌ها کاهش یافته، هم قطعه‌ای با کیفیت و ظرافت، در زمانی کوتاه ساخته می‌شود.
محصولاتی که با پرینترهای سه بعدی تولید می‌شوند شامل قطعات جایگزین برای بخش‌های استخوانی زانو، کمر، ستون فقرات، مچ پا و …، سمعک هستند.
امید است که در آینده‌ای نزدیک اعضای اصلی بدن انسان هم با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته شوند.
کاربرد پرینترهای سه بعدی در دندانپزشکی
امروزه با وجود پرینترهای سه بعدی، انجام امور دندانپزشکی بسیار آسان شده و از طرفی هم دقت کار افزایش یافته است. با استفاده از پرینتر سه بعدی، مدل‌های ساخته شده برای دندانپزشکی از دقت بالایی برخوردارند.
از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت ایمپلنت‌های دندانی، پروتز دندان، تاج دندان، پل و ارتودنسی‌های شفاف استفاده می‌شود. دانش دندانپزشکی هر روزه در حال رشد است و این نیازمند استفاده از ابزاری است که بتوانند سرعت تولید لوازم و تجهیزات را افزایش دهد. امروزه، پزشکان برای ساخت پروتز دندان و یا قالب دندان بیمار، یک اسکن سه بعدی از دهان بیمار ایجاد کرده و فایل سه بعدی را ساخته و تحویل چاپگر می‌دهند.
استفاده از این روش، سرعت کار را افزایش داده و فرایند ترمیم دندان بیمار در زمان کمتری انجام می‌شود، زیرا پزشک مربوطه، دیگر مجبور به انجام مراحل تکراری کار نیست.
کاربرد پرینتر سه بعدی در اتومبیل سازی
یکی دیگر از کاربردهای چاپگر سه بعدی در صنعت خودروسازی است که شرکت‌های برزگ اتومبیل سازی از آن استقبال کرده‌اند و مدتهاست تولید کنندگان خودرو از پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودروسازی قطعات یدکی، ابزار، وسایل نقلیه و لوازم جانبی را پرینت می‌کنند، اما همچنین قطعات نهایی را نیز استفاده می‌کنند، پرینت سه بعدی تولید را فعال کرده است که منجر به بهره وری بیشتر شده و چرخه زمان طراحی و تولید را کوتاه‌تر کرده است.
علاقه‌مندان به اتومبیل در سراسر جهان از قطعات چاپی سه بعدی برای بازگرداندن خودرو‌های قدیمی استفاده می‌کنند به عنوان مثال مهندسان استرالیایی قطعاتی را چاپ کردند تا Delage Type-C را احیا کنند، با انجام این کار آنها مجبور بودند قطعاتی را چاپ کنند که ده‌ها سال از تولید خارج بودند.
با استفاده از پرینترهای سه بعدی، قطعات پیچیده خودرو به راحتی و با سرعتی بالا تولید می‌شوند. در واقع این شرکت‌های خودروسازی، مدل اولیه را با سرعت بالا و با استفاده از چاپگر سه بعدی تولید کرده و بعد از بررسی‌های نهایی، وارد تولید انبوه محصولات خود می‌شود.
تصور کنید که چه خوب است که تولید کنندگان خودرو، ابتدا مدل طراحی شده را به صورت سه بعدی ایجاد کنند تا بهتر بتوانند مشکلات و ایرادات آن را بررسی و رفع کنند.
با وجود چاپگرهای سه بعدی، نمونه سازی از قطعات خودرو، خیلی سریع انجام می‌شود.
کاربرد پرینتر سه بعدی در اسباب بازی
چاپ سه بعدی توانسته کمک بزرگی به صنعت دیجیتال بکند و با استفاده از این پرینترها اسباب‌های جذابی تولید می‌شود.
یکی از کمپانی‌های موفق در عرصه تولید اسباب بازی که نه تنها توجه کودکان، بلکه توجه بزرگسالان را نیز به خود جلب کرده‌است. این کمپانی برای ساخت محصولات خود از تکنولوژی چاپ سه بعدی استفاده کرده و توانسته با سرعت بالایی محصولات خود را روانه بازار کند.
از طرفی هم با توجه به گران بودن انواع اسباب بازی کودکان، در صورت شکستن و یا آسیب به آنها، تعمیرشان هزینه کمتری نسبت به خریدن دوباره دارد. پس تولید قطعات یدکی انواع اسباب بازی می‌تواند کمک بزرگی به این صنعت بکند. این قطعات یدکی هم با استفاده از پرینترهای سه بعدی تولید می‌شوند.
با توجه به قیمت بالای پرینترهای سه بعدی، نگهداری از آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. اما هر زمانی که کوچک‌ترین خللی در عملکرد پرینترهای سه بعدی مشاهده کردید، باید در سریع‌ترین زمان ممکن، برای تعمیر پرینتر اقدام کنید.
