تعریف چاپ سه‌بعدی
چاپ سه‌بعدی که با نام ساخت افزایشی نیز شناخته می‌شود، فرایندی است که از یک فایل دیجیتال برای ساخت اشیاء سه‌بعدی استفاده می‌کند. این فرآیند با استفاده از مواد افزایشی انجام می‌شود. در فرایند افزایشی، شیء مورد نظر با قرار دادن لایه‌های متوالی از ماده ساخته می‌شود تا شیء نهایی شکل بگیرد. هر یک از این لایه‌ها می‌توانند به عنوان یک برش نازک از عرض شیء در نظر گرفته شوند.
یک استثنا در این زمینه، چاپ سه‌بعدی حجمی (Volumetric Printing) است. در این نوع چاپ، تمام ساختارها به صورت یک‌جا ساخته می‌شوند بدون اینکه نیاز به ساخت لایه‌به‌لایه وجود داشته باشد. شایان ذکر است که این تکنولوژی در حال حاضر در مرحله تحقیقاتی است.
چاپ سه‌بعدی برخلاف تولیدهای کاهشی است که در آن مواد از یک بلوک برش داده شده یا خالی می‌شوند، مانند دستگاه‌های فرز. این نوع چاپ به شما این امکان را می‌دهد تا اشکال پیچیده‌تری را با استفاده از مواد کمتر از روش‌های تولید سنتی بسازید.
چگونه چاپ سه‌بعدی کار می‌کند؟
فرایند چاپ سه‌بعدی از مدل‌های سه‌بعدی شروع می‌شود. شما می‌توانید این مدل‌ها را از صفر بسازید یا آن‌ها را از کتابخانه‌های 3D دانلود کنید.
نرم‌افزار 3D
برای طراحی مدل‌های سه‌بعدی ابزارهای مختلفی وجود دارد. ما به مبتدیان توصیه می‌کنیم که از نرم‌افزار Tinkercad استفاده کنند. این نرم‌افزار رایگان است و در مرورگر شما کار می‌کند، بنابراین نیازی به نصب آن روی کامپیوتر ندارید. Tinkercad دروس مبتدی دارد و ویژگی‌ای برای صادرات مدل به فرمت‌های چاپی مانند .STL یا .OBJ فراهم می‌کند.
حالا که شما فایل قابل چاپ خود را دارید، گام بعدی آماده‌سازی آن برای چاپگر سه‌بعدی شما است. این فرآیند به نام “برش” یا Slicing شناخته می‌شود.
برش: از فایل به چاپگر سه‌بعدی
برش به معنای تقسیم مدل سه‌بعدی به صدها یا هزاران لایه است که با استفاده از نرم‌افزارهای برش انجام می‌شود.
هنگامی که فایل شما برش داده شد، آماده است تا به چاپگر سه‌بعدی ارسال شود. انتقال فایل به چاپگر از طریق USB، SD یا Wi-Fi انجام می‌شود. فایل برش‌خورده اکنون آماده است تا به صورت لایه به لایه چاپ شود.
صنعت چاپ سه‌بعدی
پذیرش چاپ سه‌بعدی به نقطه بحرانی رسیده است، به طوری که کسانی که هنوز این فناوری را در زنجیره تأمین خود ادغام نکرده‌اند، اکنون به اقلیتی کوچک تبدیل شده‌اند. جایی که چاپ سه‌بعدی در مراحل ابتدایی فقط مناسب نمونه‌سازی و تولید یک‌بار مصرف بود، اکنون به سرعت به فناوری تولیدی تبدیل شده است.
اکنون بیشترین تقاضا برای چاپ سه‌بعدی صنعتی است. تحقیقات آکومین پیش‌بینی کرده است که بازار جهانی چاپ سه‌بعدی تا سال 2026 به 41 میلیارد دلار خواهد رسید.
مثال‌های چاپ سه‌بعدی
چاپ سه‌بعدی شامل بسیاری از انواع تکنولوژی‌ها و مواد است زیرا از این فناوری در تقریباً تمام صنایع می‌توان استفاده کرد. این مهم است که آن را به عنوان یک خوشه از صنایع مختلف با کاربردهای متنوع ببینیم.
چند نمونه از کاربردهای چاپ سه‌بعدی:
– محصولات مصرفی (عینک، کفش، طراحی، مبلمان) – محصولات صنعتی (ابزارهای تولیدی، نمونه‌سازی، قطعات پایانی عملکردی) – محصولات دندانپزشکی – پروتزها – مدل‌های مقیاس معماری – بازسازی فسیل‌ها – بازسازی آثار باستانی – بازسازی شواهد در علم پزشکی قانونی – دکوراسیون فیلم
نمونه‌سازی سریع و تولید سریع
شرکت‌ها از چاپگرهای سه‌بعدی برای ایجاد نمونه اولیه از اوایل دهه هفتاد میلادی استفاده کرده‌اند. استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی برای این مقاصد به نام نمونه‌سازی سریع شناخته می‌شود.
چرا از چاپگر سه‌بعدی برای نمونه‌سازی سریع استفاده کنیم؟
به طور خلاصه، این فرآیند سریع و نسبتاً ارزان است. از ایده تا مدل سه‌بعدی و سپس به دست آوردن یک نمونه اولیه در دست، تنها چند روز طول می‌کشد به جای هفته‌ها. ایجاد نسخه‌های جدید راحت‌تر و ارزان‌تر است و نیاز به قالب‌ها یا ابزارهای گران‌قیمت نیست.
علاوه بر نمونه‌سازی سریع، چاپ سه‌بعدی همچنین برای تولید سریع استفاده می‌شود. تولید سریع یک روش جدید از تولید است که در آن کسب‌وکارها از چاپگرهای سه‌بعدی برای تولید سفارشی و کوتاه‌مدت استفاده می‌کنند.
صنعت خودروسازی
شرکت‌های خودروسازی مدت‌هاست که از چاپ سه‌بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودروسازی قطعات یدکی، ابزارآلات، جیگ‌ها و فیکسچرها را چاپ می‌کنند و همچنین قطعات عملکردی نهایی را تولید می‌کنند. چاپ سه‌بعدی امکان تولید درخواستی را فراهم کرده است که منجر به کاهش موجودی قطعات و کوتاه شدن چرخه‌های طراحی و تولید شده است.
صنعت هوافضا
صنعت هوافضا به چاپ سه‌بعدی علاقه زیادی دارد، عمدتاً به دلیل وعده ساختارهای سبک‌تر و قوی‌تر که چاپ سه‌بعدی ارائه می‌دهد. اخیراً شاهد نوآوری‌های زیادی در این حوزه بوده‌ایم، با ظهور قطعات بیشتر و مهم‌تر که به‌طور مستقیم چاپ می‌شوند.
آینده چاپ سه‌بعدی
با پیشرفت‌های مداوم در این فناوری، پیش‌بینی می‌شود که چاپ سه‌بعدی تقریباً تمامی صنایع بزرگ را دگرگون کند. تکنولوژی چاپ سه‌بعدی در حال تبدیل شدن به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های تولیدی در دنیای مدرن است.
منبع: 3D Printing.com
