اگر شما یک قطعه خاص طراحی کرده باشید، یا به دنبال ساخت یک قطعه منحصر به فرد باشید، آن را چگونه میسازید؟
تا سالها پیش اگر تصمیم به ساخت یک نمونه از یک طرح دیجیتال را داشتید باید از روش های سنتی استفاده می کردید که با هزینه بالا و زمان آماده شدن طولانی آن مواجه می شدید اما امروزه با تکنولوژی پرینت سه بعدی دیگر خبری از هزینه های بالا و زمان اماده شدن طولانی نیست.
اگر به دنبال راهی برای پرینت سه بعدی قطعات خود هستید با ما در ارتباط باشید و خدمات پرینت سه بعدی خود را با خیال راحت به ما بسپارید.
پرینت سه بعدی یا تولید افزایشی، فرآیند ساخت اشیاء سه بعدی از یک فایل دیجیتال است.
ساخت یک قطعه از طریق پرینت سه بعدی با استفاده از روش های افزایشی به دست می آید. در یک فرایند افزایشی، دستگاه با قرار دادن لایه های متوالی از مواد تا زمانی که یک قطعه به وجود بیاید ادامه پیدا می کند. هر یک از این لایه ها می توانند یک برش نازک از آن جسم باشند.
با این حال یک استثنا وجود دارد و به آن پرینت سه بعدی حجمی می گویند. با پرینت حجمی می توان کل ساختارها را به یکباره و بدون نیاز به ساخت لایه به لایه شکل داد. با این حال، شایان ذکر است که در حال حاضر، فناوری حجمی عمدتاً در مرحله تحقیقاتی است.
پرینت سه بعدی برعکس تولید کاهشی است. به عنوان مثال یک دستگاه فرز، یک بلوک از مواد را برش می دهد یا خالی می کند.
پرینت سه بعدی شما را قادر می سازد تا با استفاده از مواد کمتر نسبت به روش های سنتی، اشکال پیچیده تولید کنید.
پرینت سه بعدی چگونه انجام می شود؟
همه چیز با یک مدل سه بعدی شروع می شود. می توانید انتخاب کنید که یک طرح سه بعدی ایجاد کنید یا آن را از یک سایت فایل های سه بعدی آماده دانلود کنید.
نرم افزار طراحی سه بعدی
برای طراحی یک فایل سه بعدی نرم افزار های مختلفی وجود دارند از جمله:
- سالیدورک(SolidWorks)
- کتیا(Catia)
- اتوکد(AutoCAD)
- زیبراش(ZBrush)
اکنون یک فایل سه بعدی قابل پرینت دارید، گام بعدی این است که آن را برای پرینتر سه بعدی خود آماده کنید. به این کار اسلایس می گویند.
اسلایس فایل برای پرینتر سه بعدی
اسلایس اساساً به معنای برش دادن یک طرح سه بعدی به صدها یا هزاران لایه است و با نرم افزار اسلایسر انجام می شود.
وقتی فایل شما اسلایس شد، برای پرینتر سه بعدی شما آماده است. انتقال فایل به پرینتر شما می تواند از طریق USB، SD یا Wi-Fi انجام شود. فایل اسلایس شده شما هم اکنون آماده پرینت لایه به لایه است.
پرینت سه بعدی در صنعت
پرینت سه بعدی تمام صنایع را متحول کرده است و کسانی که تابحال روش تولید افزایشی را در زنجیره تامین خود ادغام نکرده اند، روز به روز کمتر می شوند. روزگاری پرینت سه بعدی در مراحل اولیه فقط برای نمونه سازی و تولید یکباره مناسب بود، اما امروزه به سرعت در حال تبدیل شدن به یک فناوری تولید است.
بیشتر تقاضای فعلی برای پرینت سه بعدی ماهیت صنعتی دارد. تحقیقات و مشاوره Acumen پیش بینی می کند که بازار جهانی پرینت سه بعدی تا سال 2026 به 41 میلیارد دلار برسد.
فناوری پرینت سه بعدی با پیشرفت و تکامل خود تقریباً هر صنعت بزرگ را متحول می کند.
پرینت سه بعدی در کجا استفاده می شود؟
- محصولات مصرفی (عینک، کفش، طراحی، مبلمان)
- محصولات صنعتی (ابزار ساخت، نمونه های اولیه، قطعات کاربردی نهایی)
- محصولات دندانپزشکی
- اعضای مصنوعی بدن
- مدل‌های مقیاس معماری و ماکت ها
- بازسازی فسیل ها
- تکرار آثار باستانی
- بازسازی شواهد در آسیب شناسی قانونی
- وسایل فیلم
پرینت سه بعدی در نمونه سازی و تولید سریع
شرکت ها از اواخر دهه هفتاد از پرینترهای سه بعدی در فرآیند طراحی خود برای ایجاد نمونه های اولیه استفاده کرده اند. استفاده از پرینترهای سه بعدی برای این اهداف، نمونه سازی سریع نامیده می شود.
پرینت سه بعدی برای نمونه سازی سریع
به طور خلاصه: سریع و نسبتا ارزان است. زمان مورد نیاز از ایده تا مدل سه بعدی و درنتیجه نگه داشتن نمونه اولیه در دستانتان به جای هفته ها، چند روز است. ساخت قطعات مختلف ساده و ارزان تر هستند و به قالب یا ابزار گران قیمت نیاز ندارند.
علاوه بر نمونه سازی سریع، پرینت سه بعدی برای تولید سریع نیز استفاده می شود. تولید سریع یک روش جدید تولید است که در آن کسب‌وکارها از پرینترهای سه بعدی برای تولید سفارشی کوتاه‌مدت / دسته‌ای کوچک استفاده می‌کنند.
پرینت سه بعدی در صنعت خودرو سازی
شرکت های خودروسازی مدت‌هاست که از پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودرو قطعات یدکی، ابزار، یراق آلات و مدل های اولیه و همچنین قطعات مصرفی نهایی را پرینت می‌کنند. پرینت سه بعدی تولید بر اساس تقاضا را فعال کرده است که منجر به کاهش سطح موجودی شده و چرخه های طراحی و تولید را کوتاه کرده است.
علاقه مندان به خودرو در سراسر جهان از قطعات پرینت سه بعدی برای بازسازی خودروهای قدیمی استفاده می کنند. یکی از این نمونه ها زمانی است که مهندسان استرالیایی قطعاتی را پرینت کردند تا Delage Type-C را به زندگی برگردانند. در انجام این کار، آنها مجبور بودند قطعاتی را پرینت کنند که برای چندین دهه از تولید خارج شده بود.
پرینت سه بعدی در صنعت هوانوردی
هوانوردی عاشق تولید مواد افزایشی است، که عمدتاً به دلیل وعده سازه های سبک وزن و قوی تر ارائه شده توسط پرینت سه بعدی است. ما اخیراً تعداد زیادی از نوآوری ها را در حوزه حمل و نقل هوایی مشاهده کرده ایم که ظاهراً بخش های مهم تری در حال پرینت هستند.
پرینت سه بعدی قاب مرکزی توربین
یکی از اجزای بزرگی که امسال پرینت شد، قاب مرکزی توربین بود که توسط جنرال الکتریک به عنوان بخشی از ابتکار EU Clean Sky 2 پرینت شد.قاب مرکزی توربین یکپارچه افزایشی پیشرفته (TCF) قطعه ای به قطر 1 متر است که توسط GE و کنسرسیومی از دانشگاه فناوری هامبورگ (TUHH)، TU Dresden (TUD) و Autodesk در آلیاژ نیکل 718 پرینت شده است. این یکی از بزرگترین قطعات تک فلزی است که برای هوانوردی پرینت شده است.
معمولاً قطعاتی مانند این با استفاده از ریخته‌گری تولید می‌شوند و از چندین بخش تشکیل شده‌اند. در مورد نسخه پرینت سه بعدی، از مجموعه 150 قطعه ای به تنها 1 تکه کاهش یافت. نسخه پرینتی همچنین از کاهش 30 درصدی هزینه و جرم و کاهش زمان تحویل از 9 ماه به تنها 10 هفته بهره می برد.
پرینت سه بعدی قطعات فلزی دارای گواهینامه EASA
در ژوئن 2022 گزارش شد که Lufthansa Technik و Premium AEROTEC اولین قطعه فلزی باربر را ساخته اند که برای استفاده در هوانوردی تایید شده است.
A-link جدید با استفاده از LPBF تولید شد و استحکام کششی بالاتری را در مقایسه با نسخه آهنگری سنتی نشان داد.
این قطعه در تأسیسات Premium AEROTEC در Varel، آلمان ساخته شد و تعداد زیادی از قطعات آزمایشی پرینت و آزمایش شدند تا از کیفیت و تکرارپذیری برای صدور گواهی اطمینان حاصل شود.
پرینت قطعه نشان دهنده صرفه جویی در هزینه برای قطعه است و زمینه را برای استفاده از این روش ساخت برای ایجاد قطعات فلزی مهم ساختاری در آینده فراهم می کند. همچنین برای آزمایش فرآیند و نشان دادن فرآیند صدور گواهینامه قطعات باربر AM مورد استفاده قرار گرفت.
پرینت سه بعدی انژکتور جنگنده هایپرسونیک
این مورد پرینت سه بعدی هرگز قرار نبود در هواپیما نصب شود، بلکه برای نصب در یک مرکز برای آزمایش شرایط جریان در سرعت های مافوق صوت طراحی شده بود.
هنگام پرواز با سرعت مافوق صوت (5 ماخ)، هوای عبوری از اطراف وسیله نقلیه فوق العاده داغ می شود و فشار به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این شرایط می تواند باعث واکنش شیمیایی خود هوا شود که باعث ایجاد مشکلاتی برای سوخت جنگنده می شود.
شبیه سازی شرایط جریان با تشخیص جریان محاسباتی (CFD) از نظر محاسباتی گران است (اگر غیرممکن نباشد)، و بنابراین برای تکرار شرایط جریان، محققان در پوردو یک مشعل غول پیکر ساختند تا فشار داغ، سریع و بالای تجربه شده در پرواز مافوق صوت را بازسازی کند. به طور خلاصه، آنها اساسا یک نازل موشک ساختند و اجزای آزمایشی را در لوله اگزوز قرار دادند تا ببینند عملکرد آنها چگونه است.
انژکتورهایی که پرینت کردند، سوخت و هوا را وارد محفظه احتراق می‌کنند تا میدان‌های جریان آشفته خاص و شعله‌ای پایدار ایجاد کنند.
انژکتورها با Hastelloy X پرینت شدند که یک سوپرآلیاژ با مقاومت دمایی بالاتر است. این تیم چندین انژکتور مختلف را در زمان سریع پرینت کردند و همه آنها را در مشعل آزمایش کردند تا ببینند کدامیک بهترین عملکرد را دارند.
اکنون آنها می توانند شرایط مافوق صوت را برای پرواز روی زمین با کسری از هزینه (و خطر) مرتبط با انجام آن مایل ها بالاتر از سطح زمین تکرار کنند. این می تواند برای هواپیماهای سریع مانند scramjet وسایل نقلیه موتوردار و همچنین وسایل نقلیه فضایی مفید باشد.
پرینت سه بعدی در موشک
شرکت پرینت موشک Relativity Space مستقر در ایالات متحده یک پرینتر فلزی فوق العاده بزرگ دارد که “Stargate” نامیده می شود. پرینتر سه بعدی نسل چهارم Stargate قادر به پرینت اجسامی به طول 36.5 متر و قطر 7 متر است.
این پرینتر رباتیک با کمک هوش مصنوعی به لطف سر پرینت چند سیمه خلاقانه خود توانسته است به سرعت پرینت سریع دست یابد. این هد پرینت به چندین سیم فلزی اجازه می دهد تا به طور همزمان به آن وارد شود و در نتیجه نرخ رسوب بالاتری را به همراه دارد.
این شرکت اولین پرواز آزمایشی LEO خود را از موشک پرینتی Terran-1 در سال 2023 انجام داده است، بنابراین فکر کردیم که در این مقاله به عنوان یادآوری به آنها تجلیل کنیم.
پرینت سه بعدی در ساختمان
آیا امکان پرینت سه بعدی دیوار وجود دارد؟
– بله همینطور است. خانه های پرینت سه بعدی در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس هستند. برخی از شرکت ها قطعات پیش ساخته را پرینت می کنند و برخی دیگر این کار را در محل انجام می دهند.
بیشتر داستان‌های پرینت بتن که در این وب‌سایت مشاهده می‌کنیم، بر روی سیستم‌های پرینت بتن در مقیاس بزرگ با نازل‌های نسبتاً بزرگ برای سرعت جریان بالا متمرکز هستند. برای چیدن لایه های بتنی به روشی نسبتاً سریع و قابل تکرار عالی است. اما برای کارهای بتنی واقعاً پیچیده که از قابلیت‌های پرینت سه بعدی استفاده کامل می‌کند، به چیزی کمی زیرک‌تر و با لمس ظریف‌تر نیاز دارد.
پرینت سه بعدی محصولات مصرفی
در گذشته پرینت سه بعدی آماده استفاده به عنوان یک روش تولید برای حجم های زیاد نبود. امروزه نمونه های متعددی از محصولات مصرفی پرینت سه بعدی استفاده نهایی وجود دارد.
پرینت سه بعدی در کفش
مجموعه 4 بعدی آدیداس دارای یک زیره کاملاً سه بعدی پرینت شده است و در حجم های بزرگ پرینت می شود. ما یک مقاله در آن زمان تهیه کردیم و توضیح دادیم که چگونه آدیداس در ابتدا فقط 5000 جفت کفش را در اختیار عموم قرار داد و قصد داشت 100000 جفت از آن را بفروشد. طرح های AM-infused تا سال 2018.
به نظر می رسد با آخرین تولید خود از این کفش، آنها از این هدف فراتر رفته اند یا در راه پیشی گرفتن از آن هستند. این کفش‌ها در سراسر جهان از فروشگاه‌های محلی آدیداس و همچنین از فروشگاه‌های آنلاین شخص ثالث در دسترس هستند.
پرینت سه بعدی در عینک
پیش‌بینی می‌شود که بازار عینک‌های پرینت سه‌بعدی تا سال 2028 به 3.4 میلیارد دلار برسد. بخشی که به سرعت در حال افزایش است، قاب‌های استفاده نهایی است. پرینت سه بعدی یک روش تولید مناسب برای فریم عینک است زیرا اندازه گیری های یک فرد در محصول نهایی آسان است.
اما آیا می دانستید که امکان پرینت سه بعدی لنزها نیز وجود دارد؟ لنزهای شیشه ای سنتی نازک و سبک ساخته نمی شوند. آنها از یک بلوک بسیار بزرگتر از مواد به نام بلنک بریده شده اند که حدود 80 درصد آن هدر می رود. وقتی در نظر می گیریم که چند نفر از عینک استفاده می کنند و هر چند وقت یکبار نیاز به یک جفت جدید دارند، 80 درصد از این اعداد ضایعات زیادی هستند. علاوه بر این، آزمایشگاه‌ها باید موجودی عظیمی از موارد خالی را برای برآوردن نیازهای دید سفارشی مشتریان خود نگه دارند.
در نهایت، با این حال، فناوری پرینت سه بعدی به اندازه کافی پیشرفت کرده است که لنزهای چشمی با کیفیت بالا و سفارشی ارائه می کند و هزینه های ضایعات و موجودی گذشته را از بین می برد. پرینتر سه بعدی Luxexcel VisionEngine از یک مونومر آکریلات قابل پخت با اشعه ماوراء بنفش برای پرینت دو جفت لنز در ساعت استفاده می کند که به هیچ نوع پرداخت یا پس پردازشی نیاز ندارد. همچنین می‌توان نواحی کانونی را کاملاً سفارشی‌سازی کرد تا ناحیه خاصی از لنز بتواند وضوح بهتری را در فاصله ایجاد کند در حالی که ناحیه متفاوتی از لنز دید بهتری را از نزدیک ارائه می‌کند.
پرینت سه بعدی در جواهر سازی
دو روش برای تولید جواهرات با پرینتر سه بعدی وجود دارد. شما می توانید از فرآیند تولید مستقیم یا غیر مستقیم استفاده کنید روش ساخت مستقیم به ایجاد یک شی مستقیماً از طرح سه بعدی با استفاده از رزین های پرینتر سه بعدی اشاره دارد در حالی که ساخت غیر مستقیم به این معنی است که الگو به صورت سه بعدی پرینت می شود در نهایت برای ایجاد قالبی برای ریخته گری استفاده می شود.
چاپ سه بعدی در مراقبت های بهداشتی
این روزها دیدن سرفصل های مربوط به ایمپلنت های پرینت سه بعدی غیرمعمول نیست. اغلب، این موارد آزمایشی هستند، که می تواند به نظر برسد که پرینت سه بعدی هنوز یک فناوری حاشیه ای در بخش های پزشکی و مراقبت های بهداشتی است، اما دیگر اینطور نیست. در طول دهه گذشته، بیش از 100000 تعویض مفصل ران توسط GE Additive پرینت سه بعدی شده است.
جام Delta-TT طراحی شده توسط دکتر Guido Grappiolo و LimaCorporate از تیتانیوم ترابکولار ساخته شده است که با ساختار سلولی منظم، سه بعدی و شش ضلعی مشخص می شود که مورفولوژی استخوان ترابکولار را تقلید می کند. ساختار ترابکولار با تشویق رشد استخوان در ایمپلنت، زیست سازگاری تیتانیوم را افزایش می دهد. برخی از اولین ایمپلنت‌های Delta-TT پس از گذشت یک دهه هنوز قوی هستند.
یکی دیگر از اجزای مراقبت بهداشتی پرینت سه بعدی که به خوبی غیرقابل تشخیص است، سمعک است. تخمین زده می شود که 99 درصد از سمعک های تولید شده با استفاده از مواد افزایشی ساخته می شوند و واضح است که چرا.
فناوی پرینت سه بعدی در دندانپزشکی
در صنعت دندانپزشکی، ما می‌بینیم که قالب‌هایی برای ترازهای شفاف که احتمالاً سه بعدی‌ترین اشیاء پرینت شده در جهان هستند. در حال حاضر، قالب ها با هر دو روش پرینت رزین و پودر پرینت سه بعدی و همچنین از طریق جت مواد، پرینت سه بعدی می شوند. روکش‌ها و دندان‌های مصنوعی در حال حاضر به‌طور مستقیم به همراه راهنماهای جراحی پرینت شده‌اند.
پرینت زیستی
از اوایل دو هزار فناوری پرینت سه بعدی توسط شرکت های بیوتکنولوژی و دانشگاه ها برای استفاده احتمالی در برنامه های مهندسی بافت که در آن اندام ها و اعضای بدن با استفاده از تکنیک های جوهرافشان ساخته می شوند، مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه هایی از سلول های زنده بر روی یک محیط ژل قرار می گیرند و به آرامی ساخته می شوند تا ساختارهای سه بعدی را تشکیل دهند. ما به این حوزه تحقیقاتی با این اصطلاح اشاره می کنیم: پرینت زیستی.
پرینت سه بعدی در صنعت غذا
تولید مواد افزایشی مدتها پیش به صنایع غذایی هجوم آورد. رستوران‌هایی مانند Food Ink و Melisse از این به عنوان یک نقطه فروش منحصر به فرد برای جذب مشتریان از سراسر جهان استفاده می‌کنند.
پرینت سه بعدی در آموزش و پرورش
معلمان و دانش آموزان مدت هاست که از پرینترهای سه بعدی در کلاس درس استفاده می کنند. پرینت سه بعدی دانش آموزان را قادر می سازد تا ایده های خود را به روشی سریع و مقرون به صرفه تحقق بخشند.
در حالی که مدارک تحصیلی مخصوص تولید افزایشی نسبتاً جدید هستند، دانشگاه‌ها مدت‌هاست که از پرینترهای سه بعدی در رشته‌های دیگر استفاده می‌کنند. دوره های آموزشی زیادی وجود دارد که می توان برای یادگیری پرینت سه بعدی شرکت کرد. دانشگاه ها دوره هایی را در مورد چیزهایی که در مجاورت پرینت سه بعدی هستند مانند طراحی CAD و سه بعدی ارائه می دهند که می تواند در مرحله خاصی برای پرینت سه بعدی اعمال شود.
از نظر نمونه سازی، بسیاری از برنامه های دانشگاهی به پرینترها روی می آورند. تخصص هایی در تولید مواد افزایشی وجود دارد که می توان از طریق مدرک معماری یا طراحی صنعتی به آن دست یافت. نمونه های اولیه پرینتی نیز در هنر، انیمیشن و مطالعات مد بسیار رایج هستند.
امروزه پرینت سه بعدی و پرینتر های سه بعدی درحال دگرگون سازی صنایع کوچک و بزرگ هستند. این صنعت بسیار مهم و کاربردی با استفاده از تکنولوژی و نوآوری درحال یک انقلاب در صنعت می باشد.
دکتر پرینتر امیدوار است شما از این مطلب لذت برده باشید.
منبع: 3dprinting.com