چاپ سه بعدی (3D Printing)؛ فناوری ای که شگفت زده تان می کند!
چاپ سه بعدی؛ از آن دسته اصطلاحات گیج کننده فناوری های نوظهور است که به احتمال قریب به یقین نامش را در گزارشات رسانه ها یا حین وب گردی شنیده اید. نه تنها چاپ 3D، بلکه اصطلاحاتی همچون نمونه سازی سریع، چاپگر سه بعدی، ساخت دیجیتالی اجسام و… همه و همه واژه هایی هستند که می توانند مغزتان را برای لحظاتی به چالش بکشند. همه شخصیت های سرشناس دنیای فناوری از مهندسان گرفته تا معماران و مخترعان و طراحان درباره این فناوری پیچیده بحث می کنند. به عقیده خیلی از کسانی که ما و شما از آن ها به عنوان الگوهایی موفق یاد می کنیم، این نوع چاپ یک انقلاب صنعتی جدید است!
اگر چشمانتان را ببندید و یک جسم سه بعدی چاپ شده را تصور کنید؛ خواهید یافت که قضیه کمی تا قسمتی عجیب و غریب است. فکرش را بکنید که با استفاده از چاپ سه بعدی می توانید یک اسباب بازی جالب را به کمک متریال پلاستیکی پرینت بگیرید. حتی می توانید وسیله ای را که اکنون به آن نیاز دارید، اما به آن دسترسی ندارید؛ پرینت گرفته و مورد استفاده قرار دهید. فوق العاده است. نه؟!
بیایید بیشتر در موردش صحبت کنیم!
چاپ سه بعدی به چه معناست؟!
چاپ سه بعدی که لاکچری ترها از آن تحت عنوان 3D Printing یاد می کنند؛ یک فرآیند عجیب و در عین حال جذاب است. فرآیندی که در طی آن از یک فایل دیجیتال موجود در یک گجت الکترونیکی نظیر لپ تاپ، یک شی کامل می سازند. البته ماجرا به این سادگی ها هم نیست. برای این که بتوانید پرینت سه بعدی را با موفقیت انجام دهید؛ کلی دم و دستگاه و وسیله نیاز دارید. اولین دستگاهی که حضورش الزامی است و بدون وجودش هیچ کاری پیش نمی رود، چاپگر سه بعدی است. از چاپگر گذشته، شما برای این که یک طرح دیجیتالی تحویل بدهید و یک وسیله سه بعدی تحویل بگیرید، به مجموعه ای از متریال های گوناگون نیاز دارید. پرکاربردترین این متریال عبارتند از:
- رشته ترموپلاستیک
- پودر پلیمر
- پودر فلز
- مایع فتوپلیمری رزین
- سرامیک
- …
لازم به ذکر است که ساخت اشیاء در پرینت سه بعدی به شکل لایه گذاری میکرونی در مختصات سه بعدی قابل انجام است. صدها لایه میکرونی که هر کدام از آن ها نمادی از یک برش سه بعدی از هندسه جسم مورد نظر هستند، به شکل عمودی و با دقتی شگفت انگیز بر روی هم مستقر می شوند. در نتیجه این کار شی ای فیزیکی حاصل می شود که بی شک از دیدنش حیرت زده خواهید شد!
شاید با خودتان بگویید دیگر چه کاری است که پول بدهیم و وسایل مورد نیازمان را بخریم؟! همه آن ها را با این چاپگرهای کاربردی چاپ می کنیم و تمام!
اگر فکر می کنید پرینت سه بعدی جایگزینی قطعی برای روش های سنتی ساخت اشیاء فیزیکی است، سخت در اشتباهید. این ابزار نه تنها علیه روش های امروزی به پا نخاسته، بلکه قصد دارد به عنوان مکمل آن ها عمل کرده و بدین ترتیب هزینه ها را تا حد چشمگیری کاهش دهد. تکنولوژی شگفت انگیز مذکور می تواند قطعات زیادی را در مدت زمانی کوتاه با دقتی فوق العاده بالا چاپ کند یا اصطلاحا بسازد. اگر بگوییم این فناوری نوین دنیای پزشکی را با تحولاتی حیرت انگیز رو به رو نموده، گزاف نگفته ایم.
مزایای چاپ سه بعدی
یکی از مهم ترین مزایای استفاده از چاپ سه بعدی در مقایسه با روش های سنتی، افزایش باورنکردنی سرعت تولید قطعات است. اگر در جریان باشید، در روش سنتی تنها فرآیند قالبسازی یک قطعه روزها و حتی هفته ها به طول می انجامد. این در حالی است که در فناوری نوین طراحی قطعه مورد نظر را از طریق یک برنامه CAD آپلود کرده و در کمتر از چند ساعت پرینت سه بعدی آن را تحویل می گیرید!
اگر تجربه تولید قطعه با روش های سنتی را داشته باشید، به خوبی در جریان چند مرحله ای بودن فرآیند تولید و ضروری بودن وجود ابزارهای جانبی هستید. هرکدام از این مراحل دشواری خاص خود را دارند، اما هرچه از پیچیدگی مرحله مدلسازی سه بعدی در روش سنتی برایتان بگوییم، حق مطلب را ادا نکرده ایم. این در حالی است که فرآیند چاپ سه بعدی هیچ مرحله دستی ای نداشته و نیازی به ابزارسازی اضافه ندارد؛ یک فایل آپلود کردن است و چند ساعتی انتظار برای دریافت یک پرینت سه بعدی باکیفیت. آنان که موهایشان را در آسیاب قالب سازی سفید کرده اند، خوب می دانند که با وجود این روش احتمال بروز خطا در فرآیند قالب سازی به صفر می رسد. صفر حدی نه ها، صفر مطلق!
در این که هزینه تولید قطعات با پرینت سه بعدی به کمترین میزان ممکن می رسد، هیچ شکی نیست. با این حال لازم است این نکته را در نظر داشته باشید که هزینه ساخت بدین روش شامل هزینه کارکرد دستگاه، هزینه متریال مورد استفاده و هزینه نیروی کار می باشد.
اگر قرار باشد هزینه تولید به روش سنتی و چاپ سه بعدی را در حجم کم مقایسه کنیم، با تفاوت های بسیاری مواجه خواهیم شد. چرا که برخی فرآیندهای استفاده شده در روش ساخت سنتی نظیر قالب تزریقی تنها در صورتی که تولید در تعداد انبوه صورت بپذیرد، اقتصادی هستند. در غیر این صورت تنها چیزی که عاید تولید کننده نمی شود؛ سود است. پس اگر تولید در حجم کم مدنظرتان است، لحظه ای در برتری چاپ سه بعدی بر روش های سنتی درنگ نکنید!
آیا با روش سنتی می توان ارگان های بدن را ساخت؟ شما تا به حال دیده اید که دست یا پا و یا حتی پوست بدن را به روش سنتی ساخته و در اختیار بیمارانی که به این اعضا احتیاج مبرم دارند، قرار دهند؟!
با وجود چاپ سه بعدی محققان می توانند خیلی ساده و سریع بافت ها و ارگان های بدن را پرینت گرفته و مورد استفاده قرار دهند. این موضوع دردسرهای ناشی از اهدا و پیوند عضو را تا حد قابل توجهی کاهش داده است!
این رشته سر دراز دارد…
به این فکر کنید که یک قالب سازی معیوب در روش ساخت سنتی چقدر هزینه روی دستتان می گذارد. از هزینه های مالی گذشته، با هزینه های زمانی این اشتباه ناخواسته چگونه کنار می آیید؟! حتی ایجاد یک تغییر کوچک در این روش نیز می تواند کلی کاروبارتان را عقب بیندازد. پس اگر وقتتان طلاست و پولتان برایتان ارزشمند است به دنبال روشی عاری از خطا بگردید. چه روشی بهتر و دقیق تر از چاپ سه بعدی؟!
از هدر رفت متریال در روش های سنتی نگوییم برایتان که حسابی به هم می ریزید. فکرش را بکنید که فرزکاری و تراشکاری یک قطعه چقدر از مواد اولیه آن را به قهقرا می کشد. هر چه جسم پیچیده تر؛ متریال از بین رفته بیشتر و این مساوی است با تیشه زدن به ریشه کار! همه این ها در حالی است که در روش چاپ سه بعدی ذره ای هدر رفت متریال نداریم. حتی دیده شده که در برخی فرآیندها برای میسرسازی امکان بازیافت دوباره متریال، از مواد خام استفاده می کنند!
به نظرتان کلیه طرح ها در روش سنتی قابل پیاده سازی و اجرا هستند؟!
مسلما خیر. کافیست کمی زاویه تند یا طرح پیچیده شود. آن وقت خواهید دید که تولید کنندگان به مشکل برخورده و حتی گاها از ادامه کار سر باز می زنند. اما در چاپ سه بعدی دست طراح برای طراحی هندسه های پیچیده باز است. از آن جا که ساخت قطعات در این روش لایه لایه انجام می شود، طرح زاویه ها و پیاده سازی طرح های پیچیده مشکل ساز نخواهند شد.
اشتباه نکنید!
بسیاری از افراد بر این باورند که چاپ سه بعدی تنها مختص صنایع است و کاربران آماتور از مزایای منحصر به فرد این روش بی نصیبند. اگر شما هم جزء این دسته از افراد هستید؛ باید خدمتتان عرض کنیم که سخت در اشتباهید. صدها مدل پرینتر سه بعدی رومیزی و خانگی در بازار یافت می شوند که می توانید آن ها را خریداری کرده و لذت چاپ سه بعدی در منزل را تجربه کنید. حتی می توانید از این ابزارهای کاربردی در راستای کارآفرینی نیز استفاده کرده و از این طریق به درآمد برسید. یک دستگاه و هزار و یک مزیت باورنکردنی!
کاربردهای پرینت سه بعدی
کاربردهای پرینت سه بعدی بسیار گسترده تر از چیزی هستند که فکرش را می کنید. به عنوان نمونه ای از مهم ترین این کاربردها می توان به استفاده از آن ها در حوزه بیو اشاره کرد. مایلید به اتفاق با برخی از موارد استفاده چاپ سه بعدی در حوزه بیو آشنا شویم؟
- استفاده در مهندسی معکوس
- استفاده در پروژه های قالب سازی در تعداد محدود
- استفاده در نمونه سازی سریع
- استفاده در کاهش مراحل ماشینکاری
- استفاده در ساخت قطعات پیچیده
- استفاده در پروژه های خانگی برای کاربران آماتور
- استفاده در زمینه کارآفرینی و درآمدزایی
- …
- توسعه بافت ها به منظور آزمایشات دارویی
- شناسایی عوارض داروها
- جراحی زیبایی، جراحی پلاستیک و پیوند پوست
- بازسازی بافت استخوان
- پروتز
- کاربردهای دندانپزشکی
- تولید بافت غضروف
- بازسازی و بازتولید بافت غضروف
- پوند بافت
- …
