تاریخچه پرینتر سه‌ بعدی و همه چیز درباره آن

پرینتر سه‌ بعدی (۳D Printers) وسیله‌ای است که می‌تواند از تصاویر سه‌بعدی موجود در کامپیوتر، نمونه‌های واقعی خلق کند. در این فرآیند، مواد تحت کنترل کامپیوتر، به یکدیگر متصل شده و یک جسم سه‌بعدی تولید می‌شود. این چاپگرها قادر به تولید هر نوع قطعه‌ای با هر شکل و زاویه‌ای، تو پر یا تو خالی، صاف یا منحنی، با هر طراحی‌ای هستند.

تاریخچه پرینتر سه‌بعدی و همه چیز درباره آن

 پرینتر سه ‌بعدی چیست

معمولا چاپگرهای سه بعدی را با فناوری‌های مشابه مانند CNC اشتباه می‌گیرند. سی‌ان‌سی مانند کنده‌کاری کردن بر روی سنگ، فرایند حذف لایه‌به‌لایه از شی برای رسیدن به محصول نهایی است. در حالیکه چاپگرهای سه‌بعدی با استفاده از فرآیند تولید افزایشی مواد را به صورت لایه‌به‌لایه از مدل‌های سه‌ بعدی به نمونه مورد نظر تبدیل می‌کنند.
فروش چاپگرهای سه‌بعدی از اوایل قرن بیست‌ویک کم‌کم افزایش یافت، به طوریکه بازار چاپگرهای سه‌بعدی در سال ۲۰۱۲، ۲/۲ میلیارد دلار ارزش داشت که نسبت به سال ۲۰۱۱، ۲۹ درصد بیشتر بود.

 تاریخچه پرینتر های سه بعدی

– ۱۹۸۰: فناوری سه‌بعدی در اواخر این دهه برای اولین‌بار ظهور کرد و توسط دکتر کودما (Kodoma) مورد استفاده قرار گرفت.
– ۱۹۸۱: هایدو کودما از موسسه تحقیقات صنعتی شهری ناگویا، گزارش خود را درمورد یک سیستم نمونه‌سازی سریع کاربردی با استفاده از فتوپلیمرها منتشر کرد.
– ۱۹۸۴: نخستین چاپ پرینتر سه بعدی به نام stereolithography که در این سال توسط چاک هال اختراع شد. این تکنولوژی به طراحان این امکان را می‌داد که مدل‌های سه‌بعدی را با استفاده از داده‌های دیجیتال تولید کنند.
– ۱۹۸۷: شروع انقلاب پرینتر سه‌بعدی و تحول تکنولوژی. برای اولین‌بار سیستم سه‌بعدی با سیستم تجاری PR معرفی شد و با دقت تست شد.
– ۱۹۸۸: سیستم سه‌بعدی با سیستم تجاری PR برای اولین‌بار پس از تست فروخته شد. همچنین مدل‌سازیFDM توسط S. Scott Crump که تکنولوژی مورد استفاده اکثر پرینترهای سه بعدی تا به امروز است، ساخته شد.
– ۱۹۹۰: توسعه طرحی با نام تجاری پرینت سه‌بعدی (P3D) توسط MIT
– ۱۹۹۲: DTM اولین دستگاه SLS در دنیا را تولید کرد که در آن اشعه لیزر به جای برخورد با مایع به پودر تابیده می‌شود. اولین دستگاه FDM در سال ۱۹۹۲ توسط شرکت Stratasys تولید شد.
– ۱۹۹۳: یک شرکت به نام Solidscape سیستم تولید جت پلیمری با دقت بالا با ساختارهای پشتیبانی کننده را معرفی کرد.
– ۱۹۹۵: مؤسسه Fraunhofer فرایند SLM را توسعه داد. در این دوران این فناوری‌ها در دوران ابتدایی خود بودند و نسبت به زمان حاضر اشکالات زیادی داشتند.
– ۱۹۹۹: اولین اندام مصنوعی چاپ سه‌بعدی شده در بدن انسان‌ها قرار داده شد. دانشمندان در موسسه پزشکی رینوپلاستی ویک فارست یک داربست مصنوعی مثانه انسان را چاپ کردند و آنها را با سلول‌های انسانی بیمار پوشش دادند.
– ۲۰۰۵: دکتر Adrian Bowye، پروژه RepRap خود را که ایجاد یک چاپگر سه‌بعدی با توانایی چاپ سه‌بعدی و ساخت تمام یا بخش زیادی از قطعات بود را راه‌اندازی کرد.
– ۲۰۰۶: اولین دستگاه SLS به طور قابل ملاحظه‌ای به فروش رسید.
– ۲۰۱۱: تبدیل موسسه فناوری ماساچوست به یکی از شش شرکت پیشگام در این زمینه و دریافت مجوز استفاده از فرآیند P3D در محصولاتش.

 طرز کار پرینتر سه‌ بعدی

– طراحی مدل در یکی از نرم‌افزارهای سه‌بعدی‌ساز یا CAD
– تبدیل فایل به فرمت (STL: STereoLithography) این فرمت برای معرفی مدل به چاپگر از چندوجهی‌ها یا مثلث‌ها استفاده می‌کند.
– وارد کردن فایل به برنامه Slicer برای انجام عمل لایه‌گذاری و تبدیل فایل به G-code
– ارسال به چاپگر سه‌بعدی
– تعیین متریال مختلف برای چاپ
– جدا کردن قطعه چاپ شده که در بعضی دستگاه‌ها کاملاً ساده و بدون مشکل انجام می‌شود ولی در بعضی مدل‌های صنعتی‌تر، کاملاً فنی و دقیق است.
– پس‌پردازش (Post-Processing)یا مرحله پس‌تولید مخصوص مواردی است که قطعه باید زیر اشعه فرابنفش به‌عمل آید.

کاربردهای پرینتر سه‌ بعدی

چاپگرهای سه‌بعدی در خانه و صنعت کاربرد دارند. چاپگرهای سه‌بعدی خانگی و صنعتی در صافی سطح، دقت ابعاد و متریال‌های قابل استفاده در قطعه خروجی با هم متفاوتند. هرچند با گسترش صنعت چاپگرهای خانگی، این تفاوت‌ها به مرور کمرنگ‌تر شده است.
امروزه از مدلسازی سه‌بعدی در رشته‌های گوناگونی استفاده می‌شود که در ادامه به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد:

هوافضا

محققان با استفاده از این چاپگرها ایده‌های خود را به راحتی تصویرسازی می‌کنند. همچنین در ساخت تجهیزات، دستگاه‌ها و قطعات یدکی هواپیما از آنها کمک می‌گیرند. با استفاده از چاپگرهای سه بعدی می‌توان اختراعات محققان را نمونه‌سازی و قالب‌های آنها را چاپ کرد. حتی با استفاده از آن می‌توان در تعمییر قطعات هواپیما سرعت بیشتر به خرج داد، وزن هواپیما را کاهش داد و راندمان موتور را بالاتر برد.

معماری

در معماری با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی می‌توان از طراحی‌های مختلف، مدل‌ها و ماکت‌های بادوام همراه با جزئیات ساخت.

خودروسازی

در صنعت خودروسازی با استفاده از این چاپگرها می‌توان از بروز خطا در تولید قطعات جلوگیری کرد. همچنین به طراحی دقیق‌تر تجهیزات کمک خواهد کرد.

 قطعات صنعتی

می‌توان از چاپگرهای سه بعدی استفاده کرد و قطعات با ساختار پیچیده را با تمام جزئیات بررسی و نواقص احتمالی آن را رفع کرد.

 تجهیزات نظامی

بیشترین کاربرد چاپگرهای سه بعدی در این زمینه است. در این مورد از چاپگر سه‌بعدی برای پیش‌ساز قطعات و یا مدلسازی و ماکت‌سازی طرح اولیه استفاده می‌کنند.

تجهیزات پزشکی

با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی، می‌توان تجهیزات پزشکی، اندام‌های مصنوعی، قالب‌های مرتبط با ابعاد مشخص و متریال بادوام نظیر سمعک، براکت ارتودنسی، تاج دندان، جایگزاری مفاصل ران طراحی کرد و ساخت.

 چاپ زیستی

فناوری چاپ زیستی سه‌بعدی، اندام‌های زنده را به کمک سلول‌های بنیادی و مواد زیستی چاپ کرده و از این طریق مشکلات بیماران نیازمند به پیوند عضو را حل می‌کند.

هنر

چاپگرهای سه‌بعدی، توانایی ارائه کالاهایی نظیر قاب‌های موبایل دلخواه، عروسک، مجسمه و شکلات‌های سه‌بعدی را دارند.

مزایای چاپگرهای سه‌ بعدی

  •  این امکان را دارد تا پیش از تولید، کارایی محصول را ارزیابی و طراحی آن را بررسی کنند.
  •  کاهش زمان ساخت نمونه اولیه از چندماه به چند روز یا حتی چند ساعت
  •  کاهش هزینه مواد و تجهیزات و افزایش گستره مواد قابل بکارگیری مانند فلزات و سرامیک
  • ساخت طرح‌های پیچیده‌تر
  •  شخصی‌سازی همه آیتم‌ها

همچنین ببینید

رجیستری چیست؟ و نحوه ثبت آن

رجیستری چیست؟ و نحوه ثبت آن

احتمالا این روزها نام رجیستری را زیاد شنیده باشید، رجیستری که به اشتباه آن را  …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *