سرفصل‌های مقاله:
- تاریخچه پرینتر سه‌بعدی
- پرینتر سه‌بعدی چیست؟
- کاربرد پرینتر سه بعد
- مراحل چاپ سه‌بعدی
- مزایا و معایب پرینتر سه بعدی
تاریخچه پرینتر سه‌بعدی
اولین فناوری چاپ سه‌بعدی در سال ۱۹۸۰ میلادی مشاهده شد. دکتر کودامای ژاپنی اولین بار این فناوری را به نام خود ثبت کرد. در آن زمان این فناوری نمونه‌سازی فوری خوانده می‌شد، این نام‌گذاری به این دلیل بود که این فناوری درواقع برای ساخت سریع و کم‌هزینهٔ نمونهٔ اولیه برای یک تولید انبوه طراحی‌شده بود.
پرینتر سه‌بعدی چیست؟
تاکنون با انواع پرینترهای لیزری، جوهرافشان و سوزنی آشنا شدید، کاربرد و مزایا و معایب هریک را نیز بررسی کردیم.
امروز به بررسی نسل جدیدتری از انواع پرینترها می‌پردازیم.
اساس کار پرینترهای سه‌بعدی تهیه‌ی یک شی سه‌بعدی از یک فایل دیجیتال است. به این صورت که مواد و متر یال به‌صورت لایه‌لایه طبق طرح ارائه‌شده توسط سیستم روی یکدیگر قرار می‌گیرد و جسم سه‌بعدی موردنظر را می‌سازد. اصطلاحاً به این فرایند تولید افزایشی می‌گویند.
کاربرد پرینتر سه‌بعدی
پرینترهای سه‌بعدی به سبب خاص بودن کاربرد و فنّاوری مورداستفاده برای مقاصد خاص و کاربری‌های مشخصی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
ازجمله کاربردهای پرینترهای سه‌بعدی طراحی ماکت‌ها معماری یا قطعات پیش‌ساخته صنایع می‌باشد.
مراحل چاپ سه‌بعدی
بااینکه روش‌های مختلفی برای چاپ سه‌بعدی وجود دارد، اما مراحل اصلی همهٔ 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 قابل‌خواندن 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 قطعهٔ مدل را چاپ می‌کنند.
۴. جدا کردن قطعهٔ چاپ‌شده: در بعضی دستگاه‌ها جدا کردن قطعهٔ کاملاً ساده و بدون مشکل انجام می‌شود. در بعضی مدل‌های صنعتی‌تر، این کار یک فرایند کاملاً فنی و دقیق است.
۵. پس پردازش (Post-Processing): پس پردازش یا مرحلهٔ پس‌تولید در فناوری‌های مختلف متفاوت است. در بعضی موارد قطعه باید زیر اشعهٔ فرابنفش به عمل آید.
مزایا و معایب پرینترهای سه‌بعدی
تمامی روش‌های چاپ سه‌بعدی ـ که به‌اصطلاح «تولید افزایشی» یا «ساخت افزایشی» نامیده می‌شوند ـ وجه مشترکشان این است که پردازش در آن‌ها به‌صورت پی رفتی یا مرحله انجام می‌شود ـ برخلاف آنچه در ریخته‌گری یا قالب‌گیری به‌صورت تک‌مرحله‌ای رخ می‌دهد، که فرایندی تحکیمی دارند؛ یا آنچه در برش‌کاری یا براده از یک تودهٔ مکعبی حاصل می‌شود، که فرایندی کاهشی را طی می‌کنند. ساخت به روش‌های چاپ سه‌بعدی نسبت به شیوه‌های رایجِ پیشین امتیازات مهمی دارد، ازجمله:
- عدم نیاز به تجهیزات گران‌قیمتی که در کارخانه‌ها ذوب فلزات و برای فرایند فرزکاری به کار گرفته می‌شود؛
- قابلیت ساخت قطعاتی با ساختار پیچیده و نامتعارف سفارشی، در مدتی کوتاه؛
- تولید ضایعات کمتر.
از طرف دیگر، اشکالاتی هم در قیاس با شیوه‌های سنتی ساخت و تولید بر آن وارد است:
- امکان تولید در تعداد و سرعت کم؛
- استحکام، دقت و جلای کمتر سطوح؛
- مواد به‌نوبت محدودی که می‌توانند پردازش کنند و جنس محصولات خروجی را تشکیل دهند؛
- محدودیت بسیار در خصوص ابعاد سازه‌ای که می‌توان باقیمتی متعادل و بدون اعوجاج از این طریق ساخت.
دانلود مقاله پرینتر سه بعدی