چاپگر سه بعدی یا همان چاپگرهای سه بعدی (3D printers) ابزارهای پیشرفته‌ای هستند که قادرند اشیاء سه بعدی را به صورت لایه‌لایه بسازند.در ادامه به معرفی فناوری چاپگر سه بعدی، کاربردهای آن در صنایع مختلف و تحولات اخیر در این حوزه می‌پردازیم.
چاپگر سه بعدی چیست؟
چاپگر سه بعدی به عنوان یک فناوری تولید اشیاء سه بعدی به شمار می‌رود. در این فناوری، شیء مورد نظر به صورت لایه‌لایه ساخته می‌شود، به طوری که هر لایه به طور مستقل ایجاد می‌شود و به لایه‌های قبلی متصل می‌شود. این فرآیند سه بعدی سازی (3D printing) نامیده می‌شود.
عملکرد چاپگر سه بعدی
عملکرد چاپگر سه بعدی بر اساس فناوری‌های مختلفی از جمله چاپ سه بعدی با استفاده از پلاستیک، متالوژی، سرامیک و حتی بیولوژیک استوار است. این فناوری از فایل‌های سه بعدی با فرمت‌هایی مانند STL یا OBJ استفاده می‌کند و با استفاده از اطلاعات این فایل‌ها، شیء مورد نظر را لایه به لایه ساخته و خروجی می‌دهد.چاپگرهای سه بعدی می توانند این لایه ها را در ضخامت های مختلف چاپ کنند که به عنوان ارتفاع لایه شناخته می شود.
انواع پرینترهای سه بعدی
پرینترهای سه بعدی (3D) به صورت گسترده‌ای توسط صنایع مختلف استفاده می‌شوند. این پرینترها از روش‌ها و تکنولوژی‌های مختلفی برای ساخت اشیاء سه بعدی استفاده می‌کنند. در زیر، چند نوع از پرینترهای سه بعدی رایج ذکر شده است:
Fused Deposition Modeling (FDM) یا Fused Filament Fabrication (FFF)
این تکنولوژی از یک نخ پلاستیکی (فیلامنت) استفاده می‌کند که از طریق یک نازل گرم کننده مذاب می‌شود و لایه به لایه بر روی یک پلتفرم ساخت می‌دهد. این نوع پرینتر سه بعدی بسیار رایج و قابل دسترس است.
Stereolithography (SLA)
در این تکنولوژی، اشیاء سه بعدی از طریق جوهری خاص که قابل انعطاف نیست ساخته می‌شوند. یک لایه نازک از جوهر روی یک پلتفرم قرار می‌گیرد و سپس با استفاده از یک لیزر یا نور مرئی به طور انتخابی تشدید می‌شود تا جوهر مذاب شود و لایه بعدی را شکل دهد.
Selective Laser Sintering (SLS)
در این تکنولوژی، از یک پودر (مانند پودر پلیمری یا متال) استفاده می‌شود که با استفاده از یک لیزر به طور قطعی ساخته می‌شود. لیزر پودر را مذاب می‌کند و به طور تدریجی لایه‌ها را ایجاد می‌کند تا شیء سه بعدی نهایی شکل گیرد.
Digital Light Processing (DLP)
این تکنولوژی مشابه SLA است، با این تفاوت که به جای استفاده از لیزر، از یک سیستم نورپردازی دیجیتال برای تشدید مواد استفاده می‌شود. نور مرئی از منبع نوری به موادی مانند رزینها تابیده می‌شود و لایه به لایه ایجاد می‌شود.
Multi Jet Fusion (MJF)
در این تکنولوژی، از یک پودر پلیمری استفاده می‌شود که با استفاده از جت‌های چندگانه و چندمنظوره (multi-jet) به طور همزمان مذاب می‌شود و لایه به لایه ساخته می‌شود.
کاربرد چاپگرهای سه بعدی
طراحان از چاپگرهای سه بعدی برای ایجاد سریع مدل‌ها و نمونه‌های اولیه محصول استفاده می‌کنند، اما به طور فزاینده‌ای از آنها برای ساخت محصولات نهایی نیز استفاده می‌شود.چاپگر سه بعدی در حوزه‌های مختلفی کاربرد دارد و برای انواع صنایع و برنامه‌ها قابل استفاده است. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی چاپگر سه بعدی اشاره می‌کنیم:
1. صنعت ساخت و تولید: در صنعت، چاپگرهای سه بعدی به عنوان ابزاری برای تولید قطعات و قالب‌های سفارشی استفاده می‌شوند. این فناوری می‌تواند هزینه تولید را کاهش داده و زمان توسعه محصولات را بهبود بخشد.
2. پزشکی: چاپگرهای سه بعدی در حوزه پزشکی نقش مهمی ایفا می‌کنند. آنها قادرند قطعات پزشکی سفارشی مانند پروتزها، ایمپلنت‌ها و مدل‌های سازمان دهنده را تولید کنند. همچنین، از طریق چاپ سلولی، امکان ساخت بافت‌ها و اعضا در آینده قابل تصور است.
3. طراحی محصول و معماری: چاپگرهای سه بعدی به طراحان محصول و معماران امکان می‌دهند تا مدل‌ها و نمونه‌های فیزیکی را به سرعت و با دقت بالا تولید کنند. این ابزارها به آنها امکان می‌دهند تا ایده‌ها را زودتر به واقعیت تبدیل کنند و از اشتباهات طراحی در مراحل پیشروی جلوگیری کنند.
4. آموزش و پژوهش: چاپگرهای سه بعدی در حوزه آموزش و پژوهش نقش مهمی دارند. آنها به دانشجویان و محققان امکان می‌دهند تا مدل‌ها و نمونه‌های آموزشی را به صورت فیزیکی تولید کنند و بهترین فرصت برای یادگیری و آزمایش فراهم کنند.
5. هنر و طراحی: هنرمندان و طراحان می‌توانند از چاپگرهای سه بعدی برای خلق اثرهای هنری و طراحی‌های منحصر به فرد استفاده کنند. این فناوری به آنها امکان می‌دهد تا ایده‌های خلاقانه خود را به شکل‌های فیزیکی تبدیل و به نمایش بگذارند.
آینده پرینترهای سه بعدی
آینده پرینترهای سه بعدی روشن و امیدوارکننده به نظر می‌رسد. این فناوری پیشرفته به شدت در حال توسعه و بهبود است و بازدهی بالا و کاربردهای گسترده‌تری را در آینده نزدیک به ارمغان خواهد آورد. در زیر به برخی از جنبه‌های آینده پرینترهای سه بعدی اشاره می‌کنیم:
سرعت و دقت بیشتر: تحقیقات و توسعه در زمینه فناوری پرینترهای سه بعدی، بهبود سرعت و دقت این دستگاه‌ها را هدف قرار داده است. در آینده، انتظار می‌رود که پرینترهای سه بعدی با سرعت بیشتری قادر به تولید اشیاء با جزئیات دقیق تر و کیفیت بهتری باشند.
استفاده از مواد متنوع: در حال حاضر، بسیاری از پرینترهای سه بعدی از مواد مانند پلاستیک استفاده می‌کنند. اما در آینده، پرینترهای سه بعدی قادر خواهند بود از مواد متنوع‌تری مانند فلزات، سرامیک‌ها، مواد بیولوژیکی و حتی غذا استفاده کنند. این امکان به تولید قطعات و محصولات با ویژگی‌های خاص و کاربردهای گسترده‌تر در صنایع مختلف را فراهم می‌کند.
تکنولوژی‌های پیشرفته‌تر: آینده پرینترهای سه بعدی شامل استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری مانند پرینترهای نانو، پرینترهای چندرنگ و پرینترهای ترکیبی خواهد بود. این تکنولوژی‌ها قابلیت تولید ساختارها و محصولات با خواص و عملکردهای منحصر به فرد را فراهم می‌کنند.
کاربردهای پیشرفته‌تر: با پیشرفت فناوری پرینترهای سه بعدی، کاربردهای آن نیز به صورت گسترده‌تری گسترش خواهد یافت. از جمله کاربردهای آینده می‌توان به تولید اعضا و بافت‌های بیولوژیکی، ساخت قطعات پوشیدنی هوشمند، تولید خانه‌های ساخته شده با پرینترهای سه بعدی و حتی تولید غذاهای چاپ شده اشاره کرد.
دسترسی آسان‌تر: همچنین، با پیشرفت تکنولوژی و رشد صنعت پرینترهای سه بعدی، قیمت و دسترسی به این دستگاه‌ها نیز بهبود خواهد یافت. انتظار می‌رود که با پیشرفت تکنولوژی و افزایش رقابت در بازار، قیمت‌های پرینترهای سه بعدی کاهش یابد و برای افراد و کسب‌وکارها به صورت قابل قبولی قابل دسترس باشد.
نتیجه گیری
انتظار می رود فناوری چاپ سه بعدی به عنوان یک روند فناوری در سال های آینده نقش مهمی ایفا کند. با پتانسیل تولید هر نمونه اولیه و حتی ساخت اشیا برای استفاده عملی، تقاضای صنعتی برای چاپگرهای سه بعدی در سطح جهانی در حال افزایش است. همه‌گیری مداوم همچنین به فشار برای دسترسی به فناوری چاپ سه بعدی کمک کرده است، زیرا مردم به دنبال تجهیزات شخصی و زنجیره تامین کارآمدتر هستند، راه حلی که چاپگرهای سه بعدی می‌توانند ارائه دهند.
تولید پرینترهای سه بعدی صنعتی به سرعت در حال تحول است و پتانسیل های هیجان انگیز زیادی برای آینده دارد. به همین منظور مجموعه boxitwell با در اختیارداشتن بروزترین دستگاه‌های پرینت سه بعدی در ایران اقدام به ارائه خدمات چاپ سه بعدی با دقت و کیفیت مناسب به مخاطبان عزیز خود می‌کند. این مجموعه به عنوان یکی از زیرمجموعه‌های شرکت تراشه مدار سامانه از سال 1400 اقدام به ارائه خدمات متنوع در حوزه پک باتری،شارژر،BMS،طراحی و ساخت باکس الکترونیک، خدمات چاپ سه بعدی و …. کرده است.
