پرینتر سه بعدی چگونه رشته های مهندسی را تغییر می دهد!

تکنولوژی پرینتر سه بعدی در سال های اخیر سبب شکوفایی خلاقیت اقشار زیادی از جامعه شده است. پرینترهای ارزان قیمت شخصی برای هنرمندان علاقمند و طراحان مشتاق امکان ایجاد اشیاء طراحی شده در نرم افزار CAD را روی میز هایشان فراهم کرده است و دارای خدمات پرینت سه بعدی متفاوتی است.پرینتر سه بعدی هم چنین در روشی که کسب و کارهای کوچک و غول های صنعت محصولات خود را طراحی کرده و می سازند، تغییر ایجاد کرده است. این شروعی است که در رشته های مهندسی امروز منعکس می شود و با تغییر و تکامل این تکنولوژی، آینده مهندسی و رشته های مهندسی نیز تغییر خواهد کرد. به نظر شما در ده سال آینده پرینتر سه بعدی چه تغییراتی می تواند در مهندسی ایجاد کند؟ و این تغییرات برای شما و رشته مهندسی شما در آینده چیست؟

آینده پرینتر سه بعدی

عکس پرینت سه بعدی قطعه

پرینتر سه بعدی یا تولید افزودنی فراتر از توانایی چاپ در پرینترهای سنتی با قابلیت چاپ جوهر بر روی کاغذ است و اجازه می دهد که اشیاء سه بعدی به صورت فیزیکی چاپ شوند. خدمات پرینت سه بعدی امکان ساخت نمونه های اولیه، مدل ها و محصولات را از موادی مانند پلاستیک ها و فلزات برای شما ایجاد می کند. پرینتر های سه بعدی برای ساخت طراحی شما به صورت ایجاد لایه ای بر روی لایه دیگر با مواد انتخابی عمل کرده و این فرایند تا زمان تشکیل محصول نهایی ادامه می یابد. پرینتر سه بعدی به شرکت ها و افراد اجازه می دهد تا به سرعت نمونه های اولیه ای از ایده های خود برای تولید قطعات یا محصولات جدید ساخته و همچنین وعده کاهش هزینه های تولید محصولات را از طریق کم کردن زنجیره های عرضه، ضایعات محصول و ذخیره سازی ایجاد می کند.

مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی به احتمال زیاد انقلابی در بسیاری از صنایع به وجود می آورد. استفاده از این تکنولوژی در صنایع خودروسازی و هوافضا در مقایسه با روشهای سنتی تولید مانند ریخته گری یا ماشینکاری، سبب کاهش زمان تولید وتوسعه و تست سریعتر قطعات می شود. در آینده، حتی ممکن است قطعات بزرگ یا حتی خودروها به طور کامل پرینت سه بعدی شوند، که توسط شرکت Local Motors در نمایشگاه بین المللی تولید صنعتی ۲۰۱۴ در شیکاگو ایالات متحده آمریکا نشان داده شده است.

توانایی چاپ مدارهای الکترونیکی نشان دهنده این موضوع است که مصرف کنندگان در آینده می توانند محصولات الکترونیکی مانند تلفن های همراه را چاپ کنند یا امکان تولید محصولات بسیار سفارشی را بر اساس تقاضاهای مصرف کننده فراهم می کند. گوگل اخیرا با شرکت ۳D Systems به منظور ایجاد یک تلفن مدولار که اجازه ویژگی های سفارشی سازس شده را ایجاد می کند به نام Project ARA همکاری کرده است.

عکس پرینت سه بعدی شکلات و کیک!

به لطف پرینتر سه بعدی، در صنایع غذایی نیز انقلابی ایجاد شده است. ناسا در این تکنولوژی سرمایه گذاری کرده و امیدوار است که یک روز فضانوردان بتوانند مواد غذایی خود را در فضا چاپ کنند. اگر چه در حال حاضر پرینترهایی موجود هستند که امکان ایجاد مواد غذایی  پرینت سه بعدی شده مانند شکلات و پاستا ها را فراهم می کنند، پرینتر سه بعدی ممکن است در آینده امکان کنترل دقیق محتوای غذایی بسیاری از انواع خوراکی ها را فراهم کند که به نوبه خود می تواند به حل چند مشکل بهداشتی مانند چاقی و دیابت و حتی گرسنگی جهانی کمک کند.

بهداشت و درمان نیز از پیشرفت پرینتر سه بعدی سود می برد. پرینتر سه بعدی در تهیه پروتزهای دندانی، سمعک ها و داربست های سفارشی برای جایگزینی مفاصل و جراحی های زیبایی مورد استفاده قرار می گیرد. چاپ بافت های انسانی کاربردی می تواند سبب تولید اندام های پرینت سه بعدی شده مانند کلیه ها را برای کمک به تست داروهای جدید و حتی جایگزینی مستقیم اندام های آسیب دیده شود.

رشته هایی که سبب پیشرفت پرینتر سه بعدی می شوند

از آنجایی که پرینتر سه بعدی خود یک تکنولوژی نسبتاَ جدید است، به خودی خود، هنوز تعداد رشته هایی که صرفاً بر روی پرینت سه بعدی متمرکز هستند کم می باشد.

یکی از این رشته ها کارشناسی ارشد در پرینت سه بعدی زیستی است که برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی علاقه مند به پزشکی ترمیمی مناسب می باشد. این رشته با همکاری دانشگاه کوئینزلند، دانشگاه وولونگونگ (هر دو در استرالیا هستند)، مرکز پزشکی دانشگاه اوترخت هلند و دانشگاه ورسبورگ در آلمان، به منظور تمرکز بر ساخت زیستی اجزای بدن جدید ارائه شده است.

عکس پرینت سه بعدی مدل های فانتوم پزشکی

انواع مختلفی از رشته های های مهندسی وجود دارد که برای شما یک پیش زمینه با کاربرد مستقیم برای پرینت سه بعدی و حتی برخی حوزه های مختلف که به شما امکان دسترسی مستقیم به تکنیک های استفاده شده در فرایندهای ساخت افزایشی را می دهد، فراهم می سازد. برخی از این رشته ها عبارتند از:

علوم مواد و شیمیایی

مهندسی مکانیک

مهندسی الکترونیک / مکاترونیک

مهندسی عمران

مدل سازی سه بعدی / طراحی صنعتی

پرینتر سه بعدی دنیا را تغییر خواهد داد!

پرینتر سه بعدی و علوم مواد و شیمیایی

علم مواد یکی از مهمترین زمینه های ایجاد نوآوری در پرینت سه بعدی است. در حال حاضر فرآیندهای ساخت افزایشی برای طیف وسیعی از مواد مختلف مانند پلاستیک ها، فلزات، مواد غذایی، چوب و بتن وجود دارد. برای تحقق بخشیدن به پتانسیل های ساخت افزایشی برای ایجاد انقلاب در صنایع مختلف، علم مواد باید موادی با قابلیت پرینت سه بعدی توسعه دهد.

تحصیل در یک رشته تلفیقی از علم مواد و تکنولوژی، به شما کمک خواهد کرد تا موادی را تولید کنید که پایدار تر، سبک تر، ایمن تر و دوستدار طبیعت باشد.

نیاز به مواد چاپی مدرن، کم هزینه و با دوام نیز با استفاده از علوم شیمیایی به دست می آید. امید است که پیشرفت در صنعت پرینت سه بعدی و فرآیندهای شیمیایی منجر به ساخت چاپگرهای سه بعدی در سطح مولکولی برای پرینت داروها بر اساس تقاضا در صنعت بهداشت و درمان شود.

پرینتر سه بعدی و مهندسی مکانیک

عکس یک پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی امکان تولید اشیاء با ساختارهای پیچیده تر نسب به قطعات ساخته شده به روش های تولید سنتی را فراهم کرده است.

با تحصیل در رشته مهندسی مکانیک، شما قادر خواهید بود تا به آخرین پیشرفت های صنعت مجهز شده و شما می توانید حرفه خود را در انقلاب فرایندهای تولید قرار دهید.

پرینتر سه بعدی و مهندسی الکترونیک / مکاترونیک

تحصیل در رشته ی مهندسی الکترونیک و یا مکاترونیک  به شما اجازه می دهد تا انرژی خود را صرف تلفیق قطعات الکترونیکی و مدارهای الکترونیکی با اجزای پرینت سه بعدی شده و یا حتی مطالعه الکترونیک و روباتیک که فرایند تولید را در آینده کنترل خواهد کرد کنید.

پرینتر سه بعدی و مهندسی عمران

پرینت سه بعدی تاثیرات چشمگیری بر معماری، طراحی ساختمان و ساخت و ساز داشته است. در حال حاظر با استفاده از چاپگرهای سه بعدی عظیم الجثه خانه هایی به صورت کامل در چین ساخته شده اند. پرینت سه بعدی برای طراحان معماری این امکان را فراهم ساخت تا اشکال و هندسه هایی که پیش از این امکان ساختشان با تکنیک های موجود ممکن نبود و از نظر مالی به صرفه نبودند.

با تحصیل در رشته مهندسی عمران، شما نحوه برخورد مهندسان با مشکلات صنعتی و چگونگی استفاده از پرینتر سه بعدی  برای اصلاح راه حل های موجود آشنا می شوید.

پرینتر سه بعدی و مدل سازی سه بعدی / طراحی صنعتی

عکس مدل سازی سه بعدی

اگر شما بیشتر علاقه مند به طراحی اشیاء و ساخت سه بعدی آنها در مقایسه با خود فرایند پرینت سه بعدی هستید، رشته طراحی صنعتی و مدلسازی سه بعدی هر دو به شما مهارت های فنی و خلاقانه مورد نیاز برای ایجاد یک حرفه در راستای طراحی اقلام برای تولید را آموزش می دهد. مدلسازان سه بعدی با استعداد و طراحان صنعتی که می دانند چگونه محصولات را برای استفاده از قابلیت های پرینت سه بعدی طراحی کنند، کمک خواهد کرد تا در تکنولوژی ساخت افزایشی نوآوری ایجاد کنند.

بسیاری از زمینه های مختلف مهندسی وجود دارد که از پیشرفت های خدمات پرینت سه بعدی در آینده سود خواهند برد.
اگز علاقه مند به مجله بپپرینت سه بعدی هستید روی این لینک کلیک کنید.

پرینت سه بعدی ماهی رباتیک

یک ماهی روباتیک الهام گرفته از طبیعت و با مکانیسم دم انعطاف پذیر می تواند در میان همتایان خود با مصرف کمتر و مانور بیشتر در عمقی از آب که زیردریایی نمی تواند به آن دسترسی پیدا کند، شنا می کند. این نوع روبات ها برای اکتشافات زیر آب و اهداف مشاهده و تحقیق مخصوصاَ در مواردی که نیاز به مانور قابل قبول است، ترجیح داده می شوند. گروهی از محققان مهندسی از دانشگاه فرات در ترکیه از طراحی زیستی و پرینت سه بعدی برای ساخت یک ماهی هوشمند رباتیک برای مأموریت های اکتشاف و بررسی در دنیای واقعی استفاده می کنند.

پرینت سه بعدی ماهی

همان طور که می دانید خدمات پرینت سه بعدی متفاوتی داریم. تیم محقق نتیجه کار خود را در مقاله ای با عنوان “طراحی مکاترونیکی و ساخت ماهی هوشمند رباتیکی برای حالت های شناخته شده شنا” توسط مصطفی ای، دنیس کورکماز، گونکا اوزمن کوکا، کفر بال، زوهوهاکان اکپولات و مصطفی کان بیینگول منتشر کرده است.

این مقاله طراحی مکاترونیکی و ساخت یک نمونه اولیه از مدل بیومیمتیک ماهی رباتیکی Carangid  با مکانیزم دم دو میله ای را ارائه می دهد. برای روش طراحی از اندازه و ساختار مکانیزم بیومیمِتیک چند میله ای، که از ویژگی های فیزیکی یک ماهی کپور واقعی اقتباس شده است استفاده کرده اند. سرعت مناسب بدن با توجه به حالت شنا و نوسانات دم کپور تعیین می شود. ویژگی های ماهی های روباتیکی با حرکت رو به جلو، حرکت چرخشی، حرکت رو به بالا و پایین و شنای مستقل در استخر آزمایشی مشخص می شود. حداکثر سرعت رو به جلوی ماهی های روباتیکی می تواند به ۱BLs-8516/0 برسد و عملکرد عالی شنای سه بعدی به دست می آید.

عوامل مهم در طراحی سه بعدی ماهی رباتیکی بیومیمتیک، حالت شنا و ساختار بدن ماهی است. در علم ماهی شناسی، بیش از ۸۵ درصد از ماهی ها با خم شدن بدن و یا باله های دمی (BCF) و حدود ۱۵ درصد ماهی ها با باله های میانی و یا گردنی (MPF) شنا می کنند. این خواص بیولوژیکی نشان می دهد که مدل ربات Carangiform نوع BCF روش مناسب برای طراحی زیردریایی است.

دو روش اساسی در طراحی ماهی های رباتیکی وجود دارد. مورد اول طراحی بیومیمتیک است که دارای الزامات خاصی از قبیل دم با اندازه خاص و تعداد مفصل های معین برای ارائه حرکت موجی بدن و توانایی ماندن در عمق خاص با کنترل مرکز ثقل است. روش دوم طراحی فقط از اثرات جنبش ماهی استفاده می کند اما از لحاظ فیزیکی از ماهی های واقعی الهام گرفته نشده است.

ماهی های روباتیکی نوع BCF دارای یک مکانیزم دم جلوبرنده می باشد که توسط سروو موتور ها هدایت می شود. نمونه اولیه ماهی رباتیکی متشکل از پنج جزء اساسی شامل بدنه اصلی قدامی سلب، مکانیزم دو میله ای دم، واحد کنترل مدل ژنراتور الگوی مرکزی (CPG)، واحد بینایی جلو و باله انعطاف پذیر است. بدنه اژدر شکل قدامی سلب به منظور جای گذاری سیستم  الکترونیکی، سنسورها و مکانیزم کنترل مرکز ثقل (CoG) طراحی شده است. مکانیزم کنترل مرکز ثقل با موفقیت توانایی حرکت به سمت بالا و پایین را فراهم می کند. کنترل کننده حرکت مبتنی بر CPG برای ایجاد الگوهای شنای نوسانی ریتمیک طراحی شده است. لینک های دم توسط موتورهای سروو با قدرت بالا به حرکت در می آیند و یک باله ی وابسته به دم انعطاف پذیر به منظور ایجاد حرکت موجی بدنه نمونه اولیه طراحی شده است. این لینک ها به شکل یک ساختار زنجیره ای سری به یکدیگر متصل هستند و نیروی پرتابی مورد نیاز برای حرکات شنا را تولید می کنند. ماهیان رباتیکی باید بتوانند موانع استاتیکی و دینامیکی محیط را در هنگام حرکت درون آب حس کنند. این تیم سه سنسور فاصله مادون قرمز را در سمت چپ، راست و جلو ماهی های روباتیکی قرار داده است.

مدل های سه بعدی ماهی های روباتیک در SolidWorks طراحی شده اند. سپس فایل های STL به منظور تنظیم لایه ها، پرینت سه بعدی و پشتیبانی، به فرمت Voxel تبدیل می شوند. هر قسمت از نمونه اولیه با فیلامنت PLA پرینت سه بعدی شده و باله انعطاف پذیر با استفاده از قالب سیلیکون ساخته شده است. قالب باله بیرونی نیز با تکنولوژی پرینت سه بعدی طراحی و تولید می شود. تمام قطعات با رزین اپوکسی به منظور جلوگیری از نشت احتمالی از روزنه های ایجاد شده در فرآیند تولید، پوشانده می شوند. پس از مرحله مونتاژ، سطح بیرونی با رنگ مصنوعی پوشش داده می شود تا از نشت هایی که ممکن است در اثر ترک های مویرگی ایجاد شده در هنگام مونتاژ به وجود آید جلوگیری کنند.

نمونه اولیه ماهی رباتیکی حدود ۵۰۰ میلی متر طول، ۷۶ میلی متر عرض و ۲۱۵ میلی متر ارتفاع دارد. جرم این نمونه اولیه حدود ۱/۳ کیلوگرم است.

نمونه اولیه ماهی رباتیکی با توانایی حرکت سه بعدی در سیستم آزمایش واقعی توسعه داده شده است. در این بررسی ها، بیش از ۷۲ مطالعۀ مختلف تجربی برای به دست آوردن خصوصیات نمونه اولیه انجام شده است. برای تست عملکرد آب بندی، قطعات نصب شده به مدت ۶ ساعت در یک استخر پر از آب قرار گرفتند. نتیجه تست های آب بندی موفقیت آمیز بود.

در آینده کنترل حلقه بسته نمونه اولیه مورد آزمایش قرار خواهد گرفت و عملکرد شنای روبات در جریان های مختلف آزمایش خواهد شد.

این طرح ماهی رباتیکی راه حل های متنوعی برای کاربردهای مختلف دریایی مانند بررسی منابع آب زیرزمینی، تعیین آلودگی دریاها، مشاهده فرم های زنده، تشخیص خطا در برق یا خطوط لوله نفت، امنیت سواحل و ماموریت های نظامی را فراهم می کند.

پرینت سه بعدی چند ماده ای

ساخت افزایشی با استفاده از مواد مختلف یک روش هیجان انگیز تحقیق و توسعه در تکنولوژی پرینت سه بعدی است. اگر شما علاقه مند به چاپ سه بعدی تمام رنگی و یا چند ماده ای هستید، در اینجا گزینه های جدید و جالب موجود را مورد بررسی قرار می دهیم.

مرور مقالات پیشین  پرینت سه بعدی چند ماده ای

   

چاپ سه بعدی با استفاده از چندین ماده در یک زمان قابلیت کلیدی تولید افزایشی است که پتانسیل های آن را در برابر سایر روشهای تولید فعلی افزایش می دهد. این روش می تواند نیاز به مونتاژ را حذف کرده، مراحل پس پردازش را از بین برده (به عنوان مثال رنگ آمیزی)، سبب ترقی طراحی کارآمد اشیاء چند منظوره شده و زمان تولید و همچنین هزینه ها را کاهش دهد.

توسعه چاپگر سه بعدی چند ماده ای توسط فناوری FDM هدایت می شود که منجر به ارائه بهتر خدمات پرینت ۳ بعدی می شود.  از آنجایی که FDM معمولاَ بر روی یک تک فیلامنت در هر اکسترودر تکیه می کند، باعث ایجاد مشکلاتی می شود که غلبه بر آنها دشوار است. خوشبختانه طی سالهای اخیر شاهد برخی راه حل های بسیار هوشمندانه بوده ایم که در اینجا به اشتراک می گذاریم.

 پرینت سه بعدی چند ماده ای دستی

چند روش برای پرینت چند ماده ای وجود دارد. در اصلی ترین روش شما حتی نیاز به یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای خاص ندارید. شما می توانید از هر چاپگر FDM استفاده کنید، به این صورت که می توانید فرایند چاپ را متوقف کرده و فیلامنت را در هر مرحله ای از چاپ که بخواهید تعویض کنید. اگر شما این ایده را دوست داشتید، می خواهید بدانید چگونه یک پرینتر تک نازله خود را به یک چاپگر سه بعدی چند رنگه تبدیل کنید.

محدودیت آشکار در این روش این است که قرار دادن مواد در مناطق خاصی از یک لایه XY بسیار مشکل می باشد. اما شما به راحتی می توانید اشیا را با دسته های مختلف رنگ (یا مواد) ایجاد کنید.

عدم کنترل یکی از محدودیت های مهم این روش است که می تواند توسط ویرایش G-code کاهش یابد. این امر می تواند با نوشتن یک اسکریپت در یک برنامه برش (مانند Slic3r یا Cura) که روند چاپ را متوقف می کند تسهیل شود. به این ترتیب شما می توانید فیلامنت ها را در مکان های خاص تغییر دهید.

 پرینتر سه بعدی دو نازله

برای کنترل بهتر مواد در امتداد محورهای X، Y و Z بهترین گزینه بعدی این است که یک چاپگر معمولی دو نازله داشته باشید. چاپگرهای سه بعدی دو نازله را می توان به راحتی از بسیاری از تولید کنندگان خرید.

با یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای مانند این شما می توانید در هر مرحله با دو رنگ چاپ کنید. اغلب مردم دوست دارند از یک اکسترودر برای چاپ پشتیبانی های حل شونده استفاده کنند که می توانند به راحتی پس از چاپ حذف شوند. اما شما همچنین می توانید از این پرینترها برای چاپ در دو رنگ یا دو ماده که استفاده کنید.

توجه داشته باشید که چاپگرهای دو نازله به طور معمول با چند محدودیت روبرو هستند:

وجود یک اکسترودر دوم ممکن است با ناحیه ای که برای چاپ با اکسترودر تک در دسترس است برخورد کند.

احتمال ریزش را افزایش می دهد.

ممکن است یکی از اکسترودرها باعث تاب برداشتن مواد تزریق شده از اکسترودر دیگر شده و در نتیجه شاهد جا به جایی لایه ها باشید.

Palette 2

گزینه دیگر این است که با تجهیزات جانبی چاپگر استاندارد FDM خود را به یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای تبدیل کنید. دستگاه هایی هستند که عملیات سوئیچینگ فیلامنت را همزمان با انجام عملیات چاپ از طریق یک اکسترودر، مدیریت می کنند.

یکی از هیجان انگیزترین گزینه های موجود نمونه ای است که توسط Mosaic Manufacturing که Palette را در سال ۲۰۱۶ عرضه کرد، ارائه شده است. جدیدترین نسخه ها Palette 2  و Palette 2 Pro می باشد.

چیزی که مفهوم Palette را کاملا متمایز می کند این است که بخش هایی از فیلامنت های مختلف را با هم ترکیب و ذوب می کند. به این ترتیب زمانی که آنها به نازل می رسند، نوع صحیح فیلامنت ذوب شده و در جایی که باید قرار می گیرد. شما می توانید تا چهار رشته مختلف را ترکیب کنید و به نظر می رسد هیچ محدودیتی در رابطه با ترکیب رشته های ساخته شده از مواد مختلف وجود ندارد.

با همکاری برخی از تولید کنندگان با Mosaic Manufacturing ترکیب یکپارچه با چاپگر FDM ممکن شد. این تولید کنندگان شامل Raise3D، MakerGear، Robo، gCreate، MAKEiT و Dremel هستند. با این وجود چاپگرهای خارج از این دسته را نباید کنار گذاشت. از آنجا که عملکرد Palette 2  زمانی که با نرم افزار  Chroma ترکیب می شود نسبتاَ ساده است، می توان آن را به هر چاپگری اضافه کرد.

علاوه بر این Canvas نرم افزار برش تازه منتشر شده به شما اجازه می دهد که جسم را با فیلامنت های مختلف رنگ کنید یا مواد مختلف را به نواحی مختلف مدل خود اختصاص دهید.

 پرینتر سه بعدی چند ماده ای Prusa i3   

گزینه جالب دیگر Multi Material 2.0 یا MMU 2.0 از Prusa Research است.  با این دستگاه شما می توانید تا پنج نوع مختلف فیلامنت را ترکیب کنید. دستگاه MMU 2.0 مخالف جریان اکسترودر عمل کرده، به طور همزمان تمام پنج فیلامنت را جمع آوری کرده و اکسترودر را طبق نیاز مدل با فیلامنت صحیح تغذیه می کند.

علیرغم قابلیت هایی که این سیستم ارائه می دهد، یک اثر مهم ایجاد می کند. برای یک شی چند ماده ای، یک بلوک  purgeهمراه وجود خواهد داشت. اندازه و مقدار مواد مورد استفاده برای مونتاژ بلوک purge را نمی توان دست کم گرفت و در بعضی موارد می تواند مواد بیشتری را نسبت به جسم مورد استفاده مصرف کند.

Prusa تلاش می کند با استفاده از infill یک قطعه برای purge این مشکل را حل کند و در نتیجه از این طریق هزینه و زمان چاپ اشیاء چند ماده ای را کاهش می دهد. در حال حاضر MMU 2.0 در آخرین مراحل آزمایش بتا قرار دارد، اما می توان پیش سفارش پرینت سه بعدی آن را ثبت کرد.

پرینتر های سه بعدی تمام رنگی

یکی از جالب ترین پیشنهادهای بازار مدل Da Vinci Color از کمپانی XYZ Printing است که در آن تکنولوژی استاندارد FDM را با چاپ جوهر افشان ترکیب کرده است. با Da Vinci Color فیلامنت های مخصوص تهیه شده رنگدانه هایی که در طول فرایند چاپ تزریق می شود را جذب می کند. طیف رنگی که می توانید اعمال کنید، همانند طیف رنگ در چاپگرهای جوهر افشان استاندارد است.

یک مفهوم مشابه توسط MCOR در ARKe استفاده شده است. ARKe توسط رشته های پلیمری تغذیه نمی شود، بلکه از کاغذ چاپ معمولی استفاده می کند. هر لایه در ARKe یک ورق کاغذ است که به ورق های مجاور با عامل اتصال دهنده متصل می شود. همانطور که می توانید تصور کنید، علاوه بر یک شی چند رنگی، ARKe حجم قابل توجهی از کاغذ را برای سطل بازیافت تولید می کند.

 

سیستم های صنعتی

اگر علاقه شما به پرینت سه بعدی چند ماده ای بیشتر در شاخه تجهیزات صنعتی است، از مدل های هر دو کمپانی   ۳D Systems و Stratasys می توانید استفاده کنید.

ProJet MJP 5600 از فیلامنت های کامپوزیتی چند ماده ای VisiJet استفاده می کند که به شما امکان می دهد مواد سخت و مواد انعطاف پذیر را با هم ترکیب کنید. چاپگر در زمان اجرا پلیمرها را برای رسیدن به خواص مکانیکی برتر و ویژگی های عملکرد سفارشی ترکیب می کند. این به این معنی است که شما ویژگی های مکانیکی ذاتی یک پلیمر یا دیگری را محدود نمی کنید، بلکه یک پلیمر سفت و سخت و یک پلیمر انعطاف پذیر را برای دستیابی به عملکرد مکانیکی مشخص در هر مکان ترکیب کنید.

Stratasys با تکنولوژی پلیجت خود امکان ترکیب مواد متنوع با خواص مکانیکی گوناگون و رنگ های متفاوت را از طریق سیستم Connex3 خود، در هر دو پرینتر Objet500 و Objet350 ارائه می دهد.

تولید قطعات هواپیما توسط پرینتر سه بعدی

تولید قطعات هواپیما توسط پرینتر سه بعدی

طراحی  قطعات به وسیله کامپیوتر و تولید آنها با  پرینتر سه بعدی، در حال تبدیل شدن به امری عادی است و این روش در صنعت هوایی جایگاه جلوتری دارد.

به گزارش گروه دانستنی‌های خبرگزاری فارس و مجله چاپ سه بعدی، در کارخانه ایرباس در «هامبورگ»، چاپگرهای لیزری سه بُعدی می‌توانند قطعات فلزی گوناگونی برای طیف وسیعی از قطعات ایرباس تولید کنند که سبک‌تر، مقاوم‌تر و بسیار ارزان‌تر هستند.

 

 

 

 

 

 

 

 

صدها قطعه با استفاده از چاپگرهای سه بعدی بر روی ایرباس 350 نصب شده است؛ این روش 70 درصد از نظر زمانی و 80 درصد هزینه تولید را کاهش می‌دهد.

«پیتر ساندر»، مدیر تکنولوژی‌های جدید ایرباس گفت: این کار بسیار جالبی است، این قطعه بخشی از سیستم سوخت است که شامل 2 لوله تعبیه شده در یک لوله است و معمولاً از 10 بخش جوش داده شده، ساخته شده است.

با چاپگرهای سه بعدی این امکان را داریم که دو لوله را در یک لوله دیگر جای بدهیم و آن را تولید کنیم؛ در این حالت وزن قطعه کاهش می‌یابد اما جالبترین نکته این است که هزینه‌ها را تا 30 درصد کاهش می‌دهیم.

به گزارش شبکه خبری یورونیوز،‌ چاپگرهای سه بعدی می‌توانند یک شیء سه بعدی را از یک فایل دیجیتال تولید کنند؛ این چاپگرهای سه بعدی می‌توانند فایل‌ها را با استفاده از پودرهای پلاستیک و فلزات مختلف از جمله تیتانیوم و فولاد، به قطعات مکانیکی واقعی تبدیل کنند.

«کورتیس کارسون»، مدیر یکپارچه سازی سیستم‌ها در ایرباس گفت: از نظر من امروزه بیشترین سود برای شرکت‌های هواپیمایی کاهش دادن وزن هواپیماست.

وی افزود: با کاهش وزن، در هزینه‌های تولید هواپیما صرفه جویی می‌کنیم؛ این راهی برای بهبود مصرف سوخت و صرفه جویی در هزینه سوخت هواپیماهاست؛ این کار همچنین به بهبود درآمد شرکت‌های هوایی و همچنین کارآمدی بهتر هواپیما می‌انجامد.

نخستین پرواز یک هواپیمای تجاری با قطعات فلزی سه بعدی در سال 2016 میلادی انجام خواهد شد و تولید انبوه آنها 30 تن قطعات فلزی تولید شده با چاپگرهای سه‌بعدی در سال 2018 خواهد بود.

خدمات پرینتر ۳ بعدی

خدمات پرینتر ۳ بعدی

پرینت ۳ بعدی دارای کاربردها و خدمات فراوانی در صنایع مختلف از جمله  تولید، پزشکی، معماری، هنر و طراحی می باشد. برخی از کاربران از پرینتر ۳ بعدی برای ایجاد پرینترهای ۳ بعدی بیشتر استفاده می کنند. در حال حاضر پرینت ۳ بعدی در صنایع تولیدی، پزشکی، صنعت و صنایع فرهنگی مورد استفاده قرار گرفته است که باعث تبدیل پرینت ۳ بعدی به یک تکنولوژی تجاری موفق می شود. در ادامه می خواهیم انواع خدمات پرینتر 3 بعدی را توضیح دهیم.

خدمات پرینتر ۳ بعدی و کاربردهای تولیدی

پرینت ۳ بعدی باعث می شود که هزینه تولید یک قطعه به اندازه هزینه تولید هزار عدد کم باشد. این امر ممکن است تاثیر بنیادی همانند تاثیرات غیر قابل پیش بینی موتور بخار در سال ۱۷۵۰، چاپ در سال ۱۴۵۰ یا ترانزیستور در سال ۱۹۵۰ را ایجاد کند. بنابراین پیش بینی تاثیرات طولانی مدت پرینت ۳ بعدی غیر ممکن است. اما تکنولوژی در حال پیشرفت است و احتمالا هر زمینه ای را که لمس کند، تحت تأثیر قرار می دهد.

کاربردهای فناوری های ساخت افزایشی از دهه ۱۹۸۰ در زمینه توسعه محصول، مصور سازی اطلاعات، نمونه سازی سریع و تولید تخصصی آغاز شد. از آن زمان گسترش این تکنولوژی در تولید در دهه های اخیر در حال توسعه است. نقش تولید صنعتی در صنایع فلزکاری برای اولین بار در اوایل سال ۲۰۱۰ به مقادیر قابل توجهی رسید. از آغاز قرن بیست و یکم، فروش ماشین آلات تولید افزایشی بسیار افزایش پیدا کرده و قیمت آنها به شدت کاهش یافته است. طبق گفته یک مشاور به نام Wohlers Associates،  بازار پرینترهای ۳ بعدی و خدمات آن ها در سال ۲۰۱۲ به ارزش ۲،۲ میلیارد دلار و ۲۹ درصد نسبت به سال ۲۰۱۱ افزایش یافته است. McKinsey پیش بینی می کند که تولید افزایشی تا سال ۲۰۲۵ می تواند سالانه ۵۵۰ میلیارد دلار بر اقتصاد تاثیر بگذارد. فناوری های ساخت افزایشی صنایع بسیاری کاربرد دارند از جمله در معماری، ساخت و ساز (AEC)، طراحی صنعتی، خودرو سازی، هوا فضا، صنایع نظامی، مهندسی، دندانپزشکی، صنایع پزشکی، بیوتکنولوژی (جایگزینی بافت انسانی)، مد، کفش، جواهرات، عینک، آموزش، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، غذا و بسیاری از زمینه های دیگر.

نخستین کاربرد تولید افزایشی در اتاق ابزار طیف تولید بوده است. به عنوان مثال، نمونه سازی سریع یکی از اولین کاربردهای ساخت افزایشی بوده است و هدف از آن کاهش زمان و هزینه اولیه ساخت نمونه های جدید قطعات و دستگاه ها بوده است، که قبلا تنها با روش های ساخت کاهشی از قبیل فرزکاری CNC و سنگ زنی با دقت بسیار بیشتر از پرینت ۳ بعدی و ایجاد قطعاتی با کیفیت بهتر و سریعتر اما گاهی اوقات برای نمونه سازی با  دقت پایین قطعات بیش از حد پر هزینه است. با پیشرفت های فنی در تولید افزایشی و انتشار این پیشرفت ها در دنیای کسب و کار، روش های افزایشی در حال تبدیل شدن به روش های خلاقانه و گاه غیر منتظره درتولید هستند. بعضی از قطعات که قبلا تنها با روش های کاهشی ساخته می شد در برخی موارد می توانند از طریق ساخت افزایشی سودآورتر شوند.

• ساخت افزایشی مبتنی بر ابر

ساخت افزایشی در ترکیب با فناوری های یارانش ابری امکان تولید پراکنده غیر متمرکز و مستقل جغرافیایی را امکان پذیر می سازد. تولید افزایشی مبتنی بر ابر اشاره به یک مدل تولید خدمات شبکه سرویس گرا دارد که در آن مصرف کنندگان خدمات می توانند قطعات را از طریق زیرساخت خدمات به عنوان یک سرویس (IaaS)، پلت فرم به عنوان یک سرویس (PaaS)، سخت افزار به عنوان یک سرویس (HaaS) و نرم افزار به عنوان یک سرویس (SaaS) می سازند. تولید پراکنده به طور خاص توسط برخی از شرکت ها انجام می شود. همچنین خدماتی نظیر Hubs 3D وجود دارد که افرادی که به پرینت ۳ بعدی نیاز دارند را با صاحبان پرینترها در تماس قرار می دهند.

برخی از شرکت ها خدمات پرینت ۳ بعدی را به مشتریان تجاری و خصوصی ارائه می دهند که بر روی طرح های سه بعدی آپلود شده در سایت شرکت کار می کنند. طرح های پرینت ۳ بعدی برای مشتری ارسال شده و یا مشتریان آن ها را از شرکت دریافت می کنند.

مدل های چهره مینیاتوری (از FaceGen) با استفاده از مواد سرامیکی و پرینتر های تمام رنگی جوهرافشان ساخته می شوند.

• شخصی سازی انبوه

شرکت ها خدماتی را ایجاد کرده اند که در آن مصرف کنندگان می توانند اشیا را با استفاده از نرم افزارهای سفارشی سازی شخصی سازی کرده و اقلام حاصل شده را به عنوان اشیا منحصر به فرد پرینت ۳ بعدی کنند. در حال حاضر این سفارش پرینت ۳ بعدی به مصرف کنندگان اجازه ایجاد قاب های سفارشی برای تلفن های همراه خود می دهد. نوکیا طرح های سه بعدی را برای قاب های خود منتشر کرده است تا صاحبان بتوانند قاب خود را سفارشی کرده و آن را پرینت ۳ بعدی کنند.

• تولید سریع

• نمونه سازی سریع

• پژوهش

پرینت ۳ بعدی به علت توانایی آن در ساخت هندسه های سفارشی و منحصر بفرد برای استفاده در آزمایشگاه های تحقیقاتی بسیار مفید است. در سال ۲۰۱۲ پژوهشی در دانشگاه گلاسکو انگلستان نشان داد که امکان استفاده از تکنیک های پرینت ۳ بعدی برای کمک به تولید ترکیبات شیمیایی امکان پذیر است. آنها ابتدا لوله واکنش شیمیایی را چاپ کردند، سپس از پرینتر ۳ بعدی برای تزریق واکنش دهنده ها روی آن استفاده کردند. آنها ترکیبات جدیدی را برای اعتبارسنجی فرآیند تولید کرده اند.

علاوه بر این، پرینت ۳ بعدی در آزمایشگاههای تحقیقاتی به عنوان روش جایگزین برای ساخت قطعات مورد استفاده در آزمایشها مانند حافظت مغناطیسی و قطعات خلاء با عملکرد نشان داده شده نسبت به قطعات تولید شده به طور سنتی مورد استفاده قرار گرفته است.

• غذا

پرینت سه بعدی غذا با قرار دادن مواد به صورت لایه به لایه و تشکیل شکل سه بعدی  انجام می شود.

• Agile tooling

Agile tooling فرایند استفاده از ابزارهای مدولار برای طراحی ابزاری است که از طریق ساخت افزایشی یا پرینت ۳ بعدی برای ایجاد نمونه سازی سریع و پاسخ به نیازهای ابزار و تجهیزات، تولید می شوند. ابزار سریع با استفاده از یک روش کم هزینه و با کیفیت بالا نیازهای مشتری و بازار را به سرعت رفع می کند و می توان آن را در شکل دهی هیدرولیکی ، پانچ زنی، قالب گیری تزریقی و سایر فرآیندهای تولید استفاده کرد.

خدمات پرینتر ۳ بعدی و  کاربردهای پزشکی

• پرینت ۳ بعدی زیستی

• پرینت ۳ بعدی وسایل پزشکی

به عنوان مثال : چاپ سه بعدی پل و تاج موقت دندانپزشکی و  پرینت سه بعدی ایمپلنت استخوان قابل رشد و اسکن سه بعدی و پرینت سه بعدی ربات پوشیدنی

• پرینت ۳ بعدی قرص ها

خدمات پرینتر ۳ بعدی و  کاربردهای صنعتی

رینت ۳ بعدی پوشاک

• پرینت ۳ بعدی هنر صنعتی و جواهرات

• پرینت ۳ بعدی در صنعت خودروسازی

• پرینت ۳ بعدی در ساخت و ساز

به عنوان مثال: پرینت سه بعدی خانه و پرینت سه بعدی دکوراسیون منزل

• پرینت ۳ بعدی اسلحه گرم

• پرینت ۳ بعدی کامپیوترها و روبات ها

به عنوان مثال: پرینت سه بعدی ربات ماهی هوشمند و پرینت سه بعدی ربات مخلوقات هستی

• پرینت ۳ بعدی سنسورها و عملگرها

به عنوان مثال: پرینت سه بعدی سنسور روی پوست

• پرینت ۳ بعدی در فضا

خدمات پرینتر ۳ بعدی و  کاربردهای اجتماعی فرهنگی

• پرینت ۳ بعدی در جواهرسازی

• پرینت ۳ بعدی سلفی های سه بعدی

• پرینت ۳ بعدی در ارتباطات

• استفاده داخلی (پرینتر ۳ بعدی در منزل)

• پرینت ۳ بعدی در آموزش و پژوهش

• پرینتر ۳ بعدی و استفاده محیط زیستی

• پرینت ۳ بعدی میراث فرهنگی

• پرینت ۳ بعدی مواد تخصصی

انواع مواد اولیه پرینتر سه بعدی چیست ؟

انواع مواد اولیه برای انواع پرینتر سه بعدی 

 

برای دهه ها، صنعت ساخت و تولید بر روی قالب گیری و تزریق پلاستیک استوار بود اما با ظهور فناوری ساخت افزودنی یا تولید افزایشی همه چیز متحول شد. اختراع اولین نوع پرینتر سه بعدی با روش رسوب دهی مواد گرمانرم، که به نام FDM معرفی شد به مرور زمان متخصصان به محسنات و سود استفاده از فناوری تولید افزایشی پی بردند و ادامه تحقیقات متخصصان و دانشگاهیان منجر به ارائه آرایه ای بزرگ از مواد اولیه برای انواع پرینتر های سه بعدی گردید.

یکی از مزایای فناوری پرینت سه بعدی این است که شما مجبور نیستید این کار را خودتان انجام دهید. شرکت های متعددی وجود دارند که طرح های سه بعدی شما را به صورت حرفه ای برایتان توسط پرینتر سه بعدی تولید سه بعدی می نمایند . شما فقط نوع مواد اولیه را انتخاب می نمایید. انواع مواد اولیه برای پرینتر سه بعدی در طی این سالها، همسان با انواع پرینتر سه بعدی ابداع و همسان سازی شده اند و برای انتخاب مواد اولیه، بازه وسیعی از پلاستیک های معمولی تا سخت ترین آلیاژهای صنعتی وجود دارد که بر اساس نوع فناوری پرینتر سه بعدی و نیاز شما انتخاب می شوند.

اما ... چه نوع مواد اولیه را باید برای تولید سه بعدی انتخاب کنید؟
همه چیز بستگی به نیاز شما از تولید سه بعدی دارد. 
به عنوان مثال : هنگامی که شما می خواهید یک ظرف غذا را توسط پرینتر سه بعدی تولید نمایید و سالم ماندن غذا و همچنین سازگاری مواد اولیه با محیط زیست برایتان مهم است، بهترین انتخاب مواد اولیه PETG می باشد اما اگر می خواهید طراحی سه بعدی محصول خود را برای ارائه و معرفی ، در مقیاسی کوچکتر تولید نمایید بهتر است از مواد پلاستیکی گرمانرمی همچون نایلون Nylon استفاده نمایید البته PLA  هم انتخاب خوبیست و حتی ABS  ....
در حال حاضر حتی صنعت داروسازی نیز از فناوری تولید افزایشی و طیف وسیعی از مواد اولیه سازگار با محیط زیست استفاده می نماید.
حتی انواع دیگر پرینتر سه بعدی مانند Binder Jetting ، SLA ، SLS و SLM هم با رشد قابل توجهی در طیف مواد اولیه رو به رو هستند و بسیاری از سخت ترین قسمت های ساخت و تولید را که برای قرنها در اختیار صنعت گران و متخصصان ماهر بوده و به صورت دست ساز تولید می شدند را به صورت اتوماتیک انجام داده و با بالاترین دقت و سرعت تولید سه بعدی می نمایند. 

انواع پرینتر سه بعدی ، با اینکه توانایی تولید پیچیده ترین قطعات صنعتی را که تا به امروز توان تولیدشان وجود نداشته را دارا می باشد اما آموزش و یادگیری آنها سخت و پیجیده نیست.
در حال حاضر هرکسی می تواند با آموزش مناسب در مدل سازی سه بعدی و دوره آموزشی پرینتر سه بعدی، بهترین قطعات و محصولات را تولید سه بعدی نماید. و از طیف وسیعی از مواد اولیه در انواع پرینتر سه بعدی استفاده نماید.
 

در حال حاضر حتی مواد اولیه فلزی برای تولید قطعات نهایی برای استفاده در هواپیمای بوئینگ، توربینهای بزرگ جنرال موتورز، خودرو BMW و بسیاری دیگر از صنایع مادر در کارخانه های بزرگ و جهانی در حالی استفاده می باشد.

خوب دوستان، 
با این مقدمه کوتاه به قسمت انواع مواد اولیه برای انواع فناوری پرینتر سه بعدی می رسیم.
باز هم تآکید می کنم که این مطالب به صورت هفتگی به روز رسانی می شوند و قسمتهای جدیدی به آن اضافه می گردد.
برای دریافت فایل PDF ، لطفا ابتدا در سایت ثبت نام نمایید.
انواع مواد اولیه پرینتر سه بعدی چیست؟
در این قسمت، مواد اولیه را بر اساس انواع پرینتر سه بعدی معرفی می نماییم.

 

مواد اولیه پرینتر سه بعدی FDM چیست ؟

به یاد داشته باشیم که پرینتر سه بعدی FDM چه در مدل دسکتاپ و خانگی و چه در مدل حرفه ای، پرمصرف ترین نوع پرینتر سه بعدی در فناوری تولید افزایشی یا ساخت افزودنی می باشد.
   
    ABS
    
   PLA
   
   PVA
    
   PETG 
    
   HIPC
    
    FLEXIBLE
    

مواد اولیه پرینتر سه بعدی DLP و SLA چیست ؟
    RESINE

مواد اولیه پرینتر سه بعدی SLS چیست ؟

 

    NYLON P12 (White
   
    Nylon P11 (Black
   
    Nylon P11 / 12 (Gray
    
    Nylon 3200(Glass
    
    Alumide
    
    Carbonmide
    
    peba

مواد اولیه پرینتر سه بعدیPolyjet  چیست ؟

    polyjet (resin
    
    vero white resin
    
vero clear resin

مواد اولیه پرینتر سه بعدیClip  چیست ؟

    clip (resin
    
    prototyping acrylate
    
   Elastromeric polyurthane
    
    flexible polyurthane
    
   rigid polyurthane 70
    

مواد اولیه پرینتر سه بعدیcolerjet  چیست ؟

   colorjet
multi color

مواد اولیه پرینتر سه بعدیSLM  چیست ؟

    slm (metal)
   aluminium alsi7mg0.6
    

مواد اولیه پرینتر سه بعدیDMLS  چیست ؟

   dmls (metal)
    
    stainless steel 316 l
    
    titanium 6ai-4v
    

مواد اولیه پرینتر سه بعدیBinderJet  چیست ؟

   binder jet (metal)
    
    stainless steel 420 br
    
    stainless steel 316ss