پرینتر سه بعدی چیست و چگونه کار می کند؟

وجود یک پرینتر سه بعدی که می تواند تصاویر را به عنوان اشیا سه بعدی چاپ کند، در دنیای فناوری هیچ چیز عجیبی نیست.
اما چگونه این پرینترهای سه بعدی کار می کنند؟

۲۰ سال گذشته از عرضه اولین پرینتر سه بعدی می‌گذرد و در این مدت، این وسیله‌ی جذاب پیشرفت‌های چشمگیری کرده است.
هم اکنون، با استفاده از پرینترهای سه بعدی، ما می‌توانیم طرح‌های خلاقانه‌ای را به صورت اشیاء فیزیکی تبدیل کنیم.
در این هنگام، شما ممکن است از نحوه کار این پرینترها کنجکاو شوید.
پرینتر سه بعدی وسایلی هستند که با کمک آن‌ها می‌توان یک طرح را به صورت یک جسم جامد چاپ کرد، اما نحوه انجام این کار با تکنولوژی‌های پیچیده‌ای همراه است.
برای شروع، طرح مورد نظر را به کمک نرم‌افزاری طراحی می‌کنیم.
سپس نرم‌افزار اقدام به تقسیم طرح به لایه‌های باریک می‌کند.
در این مرحله، از تکنولوژی نمایش چند لایه استفاده می‌شود که امکان سه‌بعدی کردن طرح را به ما می‌دهد.
هر لایه از طرح به ترتیب به پرینتر سه بعدی ارسال می‌شود.
پرینتر سه بعدی، پس از دریافت هر لایه، شروع به ساختن قطعه‌ای می‌کند.
این کار توسط متریالی انجام می‌شود که به طور خاص برای این ماشین طراحی شده است.
متریال از مخزن به مقدار دقیقی بر روی سطح کار، به صورت گلوبول‌های کوچک تزریق می‌شود.
پس از آن، پرینتر با استفاده از یک لیزر یا یک عامل دیگر، مواد را به صورتی که در طرح مشخص شده است، سخت می‌کند.
این فرآیند لایه به لایه ادامه می‌یابد تا قطعه چاپ شده کامل شود.
پرینتر سه بعدی برای تأمین پایداری و استحکام قطعات، لایه بندی‌ها را با هم ترکیب می‌کند و به صورت محکم به هم متصل می‌کند.
در نهایت، پس از اتمام فرآیند پرینت، قطعه آماده استفاده و نمایش است.
استفاده از پرینترهای سه بعدی در بسیاری از صنایع، از جمله علمی، پزشکی، معماری و حتی صنایع خانگی، به عنوان یک فناوری نوین شناخته می‌شود.
این وسیله فراگیر، نقش مهمی در ایجاد اشیاء نوآورانه و ارزان قیمت، و همچنین تسهیل در فرآیند طراحی و تولید بازی می‌کند.
با توجه به رشد روزافزون این فناوری، آینده‌ی پرنتر‌های سه بعدی نمی‌تواند جز مسیر رو به پیشرفت باشد.

در اینجا می‌خواهیم درباره چیستی و کاربردهای پرینتر سه بعدی صحبت کنیم.
در این مقاله به مزایا و فواید این تکنولوژی نیز اشاره خواهیم کرد.
لطفاً با ما همراه باشید.

پرینتر سه بعدی یک دستگاه تکنولوژیک است که قادر به تولید اشیاء فیزیکی سه بعدی با استفاده از مواد مختلف مانند پلاستیک، فلز و سرامیک می‌باشد.
این دستگاه به صورت لایه‌ای کار می‌کند و با استفاده از طرح‌های سه بعدی، اشیاء را به صورت برخاسته از صفحه پرینت می‌کند.

با توجه به امکانات و ابزارهای پرینتر سه بعدی، کاربردهای آن بسیار گسترده است.
این دستگاه در حوزه‌های مختلفی نظیر صنعت، پزشکی، معماری و هنر استفاده می‌شود.
با استفاده از پرینتر سه بعدی، امکان ساخت قطعات پیشرفته، پروتوتایپ‌ها، مدل‌ها و حتی اعضای بدن انسان فراهم می‌شود.

از مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی می‌توان به سرعت بالا در تولید، امکان تولید قطعات درخواستی و سفارشی، صرفه‌جویی در هزینه و استفاده بهینه از مواد اشاره کرد.
علاوه بر این، این تکنولوژی به کاربران امکان می‌دهد تا خلاقیت خود را در طراحی و ساخت اشیاء به نمایش بگذارند.

با اینکه پرینتر سه بعدی هنوز در مقیاس وسیعی استفاده نمی‌شود، اما پیشرفت‌های چشمگیری در این حوزه صورت گرفته است و امیدواریم که در آینده‌ای نه چندان دور، این تکنولوژی به طور گسترده‌تری در زندگی روزمره ما حضور یابد.

محتوای این مقاله عبارت است از:

توضیحات مقاله: در این مقاله به بررسی موضوعی خاص پرداخته می‌شود.

نکات کلیدی: در این بخش به بیان نکات مهم و حائز اهمیت مقاله پرداخته می‌شود.

نتیجه‌گیری: در این قسمت به خلاصه‌بخشی از مطالب مقاله و ارائه نتیجه‌های حاصل از تحقیقات می‌پردازیم.

undefined

پرینتر سه بعدی چیست؟

پرینت سه بعدی به نوعی فرآیند است که با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری یا اسکن سه بعدی، مواد را به صورت لایه به لایه بر روی هم چیده و یک شی سه بعدی ایجاد می کند.
این فرآیند به عنوان پرینت سه بعدی و یا ساخت افزایشی شناخته می شود.

چاپگر‌های سه بعدی، انواع مختلفی دارند که در ساخت آن‌ها از موادی مانند پلاستیک یا فلز استفاده شده است.
آن‌ها با کمک تکنیک‌های متفاوتی، توانایی تبدیل فایل‌های دیجیتالی به داده‌های سه بعدی را کسب کرده‌اند.
فرقی نمی‌کند که این فایل‌ها همان لحظه به کمک کامپیوتر طراحی شده باشند یا یک فایل آماده در کامپیوترتان داشته باشید و یا حتی با کمک یک دستگاه اسکنر سه بعدی، اسکن شده باشند؛ در هر صورت چاپگر‌های سه بعدی، این فایل‌ها را به اجسام فیزیکی تبدیل خواهند کرد.

در زمان حاضر، استفاده از چاپ سه‌بعدی برای ساخت انواع آثار هنری مانند مجسمه، ماکت، سردیس و همچنین تجهیزات پزشکی و طلاسازی رایج است.
در ادامه به طور مفصل درباره این موارد خواهیم پرداخت.

undefined

طرز کار پرینتر سه بعدی

طرز کار پرینتر سه بعدی یکم پیچیده است؛ اما این چاپگر‌های سه بعدی دقیقاً مثل پرینتر‌های سنتی، از تکنولوژی‌ها و فناوری‌های متنوعی استفاده می‌کنند.
اما تفاوت اصلی این دستگاه‌ها در استفاده از روش‌های مختلفی برای ساخت لایه‌ها به منظور شکل گیری جسم نهایی است.
برای ایجاد یک جسم سه بعدی، پرینتر‌های سه بعدی از تکنولوژی‌ها و مدل‌سازی‌های مختلفی استفاده می‌کنند؛ اما یک مشترک در همه آن‌ها وجود دارد.
این فناوری‌ها و مدل‌سازی‌ها با استفاده از یک منبع تغذیه، رسوبات ذوب‌شده را به شکل لایه به لایه بر روی هم می‌چینند و جسم مورد نظر را شکل می‌دهند.

پرینتر سه بعدی یک دستگاه قدرتمند است که قابلیت حرکت در سه محور آزاد را دارا می‌باشد.
این دستگاه قادر است در طول، عرض و ارتفاع حرکت کند و عملکرد خود را انجام دهد.
در ابتدا، پرینتر سه بعدی رسوبات یا مواد مصرفی مورد نیاز خود را ذوب می‌کند.
سپس، با استفاده از نازل خود، این مواد را به صورت لایه‌هایی که در کنار هم قرار دارند، به خروجی می‌دهد.
این لایه‌های ذوب شده به یکدیگر متصل می‌شوند و پس از اتصال، شروع به ساختاردهی و ایجاد شکل و طرح موردنظر می‌کنند.
پرینتر سه بعدی در ادامه به صورت مرحله به مرحله در طول محور ارتفاع حرکت می‌کند تا نهایتاً به پایان برسد و شکل نهایی را تکمیل کند.
این فرآیند باعث تولید شی بسیار دقیق و با جزئیات بسیار کوچک می‌شود.
استفاده از پرینتر سه بعدی در صنعت، طراحی، پزشکی و سایر حوزه‌ها باعث شده است تا تولید شکل‌ها و قطعات پیچیده به سادگی و با کیفیت بالا امکان‌پذیر شود.
این تکنولوژی نوین با استفاده از قابلیت حرکت در سه محور، به صورت لایه‌لایه و دقیق قطعات را تولید می‌کند که در انجام وظایف مختلف بسیار مفید واقع می‌شود.

می‌توان تنظیمات CSS را با سفر به جنگلتان تخیلی تشبیه کرد.
همانند انتخاب درخت‌ها، کاشت گل‌ها، و قرار دهی ذخایر در جاهای مختلف، همه درخت‌ها و گیاهان با استفاده از سبک‌های مختلف CSS متفاوت از یکدیگر و قرار داده می‌شوند.
گاهی اوقات نیاز است که تغییراتی در طرح بدهیم، همانند تغییر رنگ یک پس‌زمینه یا افزودن انیمیشن به یک المان.
با استفاده از برچسب‌های HTML و تگ‌های CSS، می‌توان بسیاری از این تغییرات را اعمال کرد و زیبایی و جذابیتی به صفحات وب خود بخشید.
برای ایجاد تنوع در طراحی، می‌توانید از تگ‌هایواستفاده کنید.
همچنین، با استفاده از تگ‌های dt و li، می‌توانید متن‌ها را به صورت لیست یا تعریف بندی شده نمایش دهید.
استفاده از تگ‌های HTML و تگ‌های CSS بسیار کارآمد است و به شما امکان می‌دهد تا در طراحی وب خلاقانه و حرفه‌ای تری ایجاد تغییرات نمایید.
با دقت و توجه به جزئیات، می‌توانید صفحات وبی فوق‌العاده زیبا و جذاب بسازید.

undefined

انواع چاپگر‌های سه بعدی

تکنیک‌های پرینت سه بعدی به مدت چندین دهه در حال استفاده بودند.
اما در سال 2009 تغییرات بزرگی در این عرصه رخ داد.
به طوری که با ظهور یک فناوری جدید، امکان چاپ نسخه‌هایی قابل استفاده برای مصرف‌کننده فراهم شد.
در ادامه، چند نوع پرینتر سه بعدی را به طور خلاصه معرفی می‌کنیم:

پرینتر‌های فوق‌قابل حمل:

این نوع پرینترها کوچکترین اندازه و وزن را دارند و برای استفاده در سفرها و مکان‌های محدود مناسب هستند.

پرینتر‌های رومیزی:

این پرینترها مناسب برای استفاده در محیط‌های داخلی و حجم بالا هستند و قادر به چاپ اشیاء بزرگ و پیچیده هستند.

پرینتر‌های صنعتی:

این نوع پرینترها به عنوان یکی از بزرگ‌ترین و قوی‌ترین انواع پرینتر سه بعدی شناخته می‌شوند.
آنها معمولاً در صنایع سنگین و تولید جزئیات دقیق استفاده می‌شوند.

پرینتر‌های صحرایی:

این پرینترها برای استفاده در فضاهای بزرگ و باز توسعه یافته‌اند و قابلیت چاپ اشیاء بزرگ را دارند، مانند قطعات ساختمانی و تزئینات معماری.

پرینتر‌های پزشکی:

این نوع پرینترها از مواد مرغوب به طور ویژه برای استفاده در صنایع پزشکی و تولید قطعات پزشکی بهره می‌برند، به عنوان مثال: جراحی ترمیمی و ساخت قطعات پروتزی.

undefined

پرینتر سه بعدی با مدل‌ سازی انباشت فیوژن (FDM)

این فناوری که به تکنولوژی FDM یا (Fused Deposition Modeling) معروف است، یکی از پرکاربردترین روش‌ها در زمینه چاپ سه بعدی است.
در این روش، از مواد قابل ذوب برای ساخت لایه‌های مختلف استفاده می‌شود.
به طور ساده، در این روش، مواد پلاستیکی با استفاده از نازل‌ها، ذوب شده و به صورت لایه‌هایی بر روی هم اعمال می‌شوند تا شکل نهایی مدل سه بعدی شکل گیرد.
با پیدایش این روش، دستگاه‌های چاپ سه بعدی برای عموم قابل دسترسی شدن و با قیمت‌های مقرون‌به‌صرفه‌تری عرضه شدند.
انواع مختلفی از این چاپگرها در اندازه‌ها و ابعاد مختلفی عرضه می‌شوند.

undefined

پرینتر سه بعدی استریولیتوگرافی (SLA)

پرینتر‌های سه بعدی، از لحاظ فنی، از دستگاه‌هایی هستند که از دهه ۱۹۸۰ به کار افتادند.
این فناوری برای تولید شی‌های جامد، از مواد واکنش‌پذیر مانند رزین استفاده می‌کند.
تکنولوژی SLA در ساخت لایه‌های شی از اشعه لیزر فرابنفش و ماورای بنفش در مایع استفاده می‌کند.
SLA نسبت به FDM، به طور کلی بیشتر از جزئیات پوشش می‌دهد.
اما روند کار آن نیز پیچیده‌تر است.

undefined

پرینتر سه بعدی لیزر انتخابی (SLS)

برخی از پرینتر‌های سه بعدی از فناوری SLS استفاده می‌کنند.
این پرینتر‌ها از یک منبع تغذیه خاص، مانند یک لیزر قدرتمند، برای ترکیب مواد اولیه استفاده می‌کنندتا شی صلب و سه بعدی تولید کنند.
مواد اولیه برای پرینتر سه بعدی SLS معمولاً از ترکیبی از ذرات و پودرهای سرامیک، فلز، شیشه و پلیمرها تشکیل شده‌اند.

پودر‌ها به سرعت در هم ریخته و به لایه‌های مناسب تبدیل می‌شوند تا شکل مورد نظر را ایجاد کند.

تکنولوژی پرینتر سه بعدی SLS:

این فناوری یکی از مدل‌های پرکاربرد در صنعت پرینتر سه بعدی است.
با استفاده از پرینتر سه بعدی SLS، اشیاء متنوعی تولید می‌شوند که معمولاً دارای استحکام فوق‌العاده‌ای هستند و می‌توانند اشکال هندسی پیچیده‌ای را نیز به وجود آورند.

کاربردهای پرینتر سه بعدی SLS:

این نوع پرینتر سه بعدی در تولید قطعات کاربردی بزرگتر و همچنین نمونه‌های اولیه بسیار مفید است.
با استفاده از این تکنولوژی، تولید انبوه قطعات با استحکام بالا و پیچیدگی‌های متفاوت امکان‌پذیر است.

چاپ فلز

در این انواع پرینترهای سه بعدی، از روش‌های متنوعی مانند ذوب با استفاده از لیزر انتخابی (SLM) یا ذوب با استفاده از پرتو الکترونی (EBM) و حتی جوش‌زنی برای ساخت اشیاء استفاده می‌شود.
پرینتر سه بعدی با افزودن لایه‌هایی از پودر فلزی، با دقت بسیار بالا، قادر است هر طرحی را به واقعیت بپیونداند.
این نوع از پرینترهای سه بعدی به لیزرهای قدرتمند و محیطی کاملاً کنترل شده نیازمندند؛ بنابراین معمولاً در جاهایی به جز کارگاه‌های تولید صنعتی یافت می‌شوند.

undefined

پرینتر سه بعدی چه کاربردی دارد؟

قید استفاده از خدمات پرینتر سه بعدی به راحتی در جایی که شرایط مناسبی برای آن فراهم نشده اخیراً بسیار پیچیده شده است.
تقریباً تمام فرآیندهای تولید سراسر جهان از تکنولوژی چاپ سه بعدی برای حل مسائل و افزایش بهره‌وری استفاده می‌کنند.
پرینترهای سه بعدی می‌توانند به آسانی به کارگاه‌ها و خطوط تولیدی کمک کنند تا مشکلات خود را رفع کنند.
همچنین در صورت استفاده از چاپ سه بعدی در تولید انبوه، قیمت‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد یافت.
در ادامه، تعدادی از موارد منحصر به فرد که در آن‌ها از چاپ سه بعدی استفاده می‌شود را بررسی خواهیم کرد.

undefined

کفش

شرکت‌های Feetz و 3D Shoes با استفاده از امکانات پیشرفته‌ی پرینتر سه‌بعدی، قادر به ساخت کفش‌های شخصی‌سازی شده هستند.
این تکنولوژی در آینده‌ی نزدیک توسط برندهای معروف نیز بهره‌گیری خواهد شد.

undefined

خانه‌ها

بله، حقیقت دارد.
دنیای فناوری به‌قدری وسعت یافته که امروزه شاهد ساختن خانه‌ها به وسیله پرینتر‌های سه بعدی هستیم.
Apis Ctor خانه‌ای را ساخته که در عرض 24 ساعت قابلیت چاپ دارد.
در این

مقاله

می‌توانید در مورد خانواده‌ای که در یک خانه ساخته شده با پرینتر سه بعدی زندگی می‌کنند بیشتر بخوانید.
در این

مقاله

هم می‌توانید با ربات پرینتری که در 8 ساعت یک خانه می‌سازد آشنا شوید.
undefined

وسایل مربوط به خدمات درمانی

تولید مصنوعات بهداشتی یکبار مصرف و پروتزهای سفارشی با استفاده از پرینترهای سه بعدی

بسیاری از مصنوعات مورد استفاده در مراقبت‌های بهداشتی که بعد از یکبار مصرف متلاشی میشوند، مانند لیوان‌های نمونه‌برداری، با استفاده از سیستم‌های پرینتر سه بعدی ساخته میشوند.
این سیستم‌ها نیز در صنعت پروتز به منظور ساخت پروتزهای سفارشی برای اندام و نیازهای یکتا استفاده میشوند.
حتی برخی از سیستم‌های پیشرفته، قادر به ساخت پیوندهای سه بعدی پوستی با استفاده از جوهر بیولوژیکی هستند.

undefined

‌‌سفارش‌های شخصی

تفاوتی ندارد که شما در خانه باشید یا در محل کار؛ همیشه شرکت‌هایی وجود دارند که در زمینه پرینت سه بعدی فعالیت می‌کنند و شما می‌توانید به صورت آنلاین، اشیاء مورد نیاز خود را از آن‌ها سفارش دهید.

undefined

مجموعه طراحی صحنه‌ های تئاتر