همه ما با پرینتر های دو بعدی آشنا هستیم پرینتر دو بعدی که تصاویر رنگی یا سیاه و سفید ما را روی کاغذ یا مواد دیگر چاپ میکند و نهایتا یک شکل دو بعدی یعنی روی سطح کاغذ یا مواد دیگر به ما ارائه می کند. اما اینکه آیا میتوان اشکال و تصاویر سه بعدی نیز چاپ کرد سوال مورد نظر ماست. همانطور که میدانید بعد سوم با افزوده شدن ارتفاع به یک صفحه دو بعدی ساخته می شود بنابرین اگر بتوان با استفاده از دستگاهیدقیق پرینت های دو بعدی را به طور متوالی روی هم سوار کرد و تحکیم بخشید آنچه که این دستگاه به ما خواهد داد یک شکل سه بعدی چاپ شده است.پس میتوان برای چاپ یک شکل سه بعدی پرینت های دوبعدی را به دفعات و همراه با ارتفاع دادن چاپ نمود این فناوری که پرینت سه بعدی نام دارد همانند عمل بناها در چیدن آجرها بر روی هم و ایجاد شکل سه بعدی مورد نظر با ابعاد مشخص شده است.
بنابرین تکنولوژی پرینتر سه بعدی به این صورت است که با استفاده از یک نازل لایه ها روی هم قرار میگیرند و با روش های مختلف سفت شده و استحکام می یابند.(استفاده از یک ماده مستحکم کننده میتواند استحکام مدل سه بعدی تولید شده را تضمین کند) این مواد که به صورت لایه به لایه روی هم قرار میگیرند یا از پلاستیک ذوب شده و یا مواد مایع یا پودر های جامد می باشد. پلاستیک ذوب شده توسط نازل با دقت بالا دقیقا روی مختصات مشخص شده پیاده میشود و سفت و مستحکم میگردد اما مواد مایع یا پودر های جامد ممکن است روی هم گذاشته شوند و سپس با استفاده از نور فرابنفش یا لیزر و یا مواد چسبنده به هم چسبیده و مستحکم گردند. پرینتر های سه بعدی بیش از 30 سال هست که در حال پیشرفت هستند و تقریبا هر روز به تکنولوژیشان افزوده میشود. و پیشرفت آنها میتواند در تولید تمامی مواد به کمک انسان بیاید. در حال حاضر این تکنولوژی به کمک هوافضا، معماری، خودروسازی، چاپ تجهیزات نظامی، پزشکی، زیستی و هنر درآمده است
مراحل تولید یک محصول سه بعدی
برای تولید یک محصول سه بعدی ابتدا می بایست شکل سه بعدی مورد نظر خود را آماده کنید برای تهیه مدل سه بعدی از نرم افزار های تهیه مدل سه بعدی مانند CATIA ،SOLIDWORKS و غیره استفاده می شود بعد از اینکه مدل طراحی شد با فرمت STLاز آن خروجی گرفته میشود. توجه شود که زبان دستگاه پرینتر سه بعدی متفاوت است و بنابرین مجددا این فرمت به زبان پرینتر برگردانده میشود زبانی که نحوه حرکت نوک نازل را در فضای سه بعدی برنامه ریزی میکند و حرکات نوک نازل را به صورت دقیق دنبال می نماید. همچنین دستگاه قبل از چاپ شمایلی از مدل ارائه شده را نمایش میدهد که به وسیله آن میتوان اشکالات و اشتباهات مدل را قبل از پرینت دریافت و مانع از صرف هزینه بی نتیجه شد همچنین توجه به حداقل سایز قابل پرینت برای دستگاه نیز حائز اهمیت است زیرا به طور مثال اغلب دستگاه های چاپ سه بعدی موجود در بازار قابلیت چاپ اندازه های زیر 100 میکرون را ندارند. بنابرین با این دستگاه ها امکان چاپ سایزهای کم وجود ندارد.البته امکان ایجاد اشکال سه بعدی بدون برنامه ریزی دستگاه نیز وجود دارد که این حالت با استفاده از قلم پرینت سه بعدی می باشد. در تصویر زیر یک شکل سه بعدی به صورت دستی با استفاده از قلم پرینت سه بعدی ساخته میشود.
مهم ترین مزایای پرینتر سه بعدی
1. امکان تولید اشکال پیچیده: فناوری چاپ سه بعدی امکان چاپ اشکالی را فراهم کرده است که ساخت آنها با دست یا غیرممکن یا نیاز به ظرافت و دقت بالا دارد و در موارد بسیاری همراه با شکست است. به عنوان مثال تولید مدل سه بعدی زیر با توجه به پیچیدگی بالای آن با استفاده از روش های دیگر بسیار دشوار یا غیرممکن است.
2. سرعت بالای تولید: تولید یک مدل سه بعدی با استفاده از پرینتر سه بعدی سریع تر از روش های دیگر ساخت اشکال سه بعدی مانند ریخته گری (که نیازمند قالب گیری برای هر شکل به صورت جداگانه می باشد) ، جوش زنی و چسباندن و برش و پیچ کردن و غیره است.
3.صرفه جویی در مواد: به صورت کلی فرایند های شکل دهی از دو طریق کاستن ماده و یا افزودن ماده انجام می شوند. برای مثال در فرآیند های ماشین کاری در ماشین های CNCبا برداشتن ماده به صورت براده از روی قطعه به شکل دلخواهمان می رسیم ولی در پرینتر های سه بعدی با افزودن تدریجی ماده به قطعه دلخواه می رسیم. از این نظر پرینتر های سه بعدی در مصرف ماده صرفه جویی خواهند کرد.
4. هزینه پایین تر: سرعت بالای تولید و صرفه جویی در مواد مطمئنا میتواند منجر به کاهش هزینه ها گردد.
اشکالات پرینترهای سه بعدی
با تمام این تفاسیر و با وجود ایفای نقشی مهم در تولید اشکال سه بعدی در صنعت با استفاده از پرینترهای سه بعدی از اشکالات این پرینترها میتوان به محدودیت در تولید با تعداد بالا، ناتوانی در تولید اشکال سه بعدی با استفاده از بعضی مواد مانند آلیاژهای فلزی به دلیل نقطه ذوب بالا، محدودیت در ابعاد محصولات (محصولات با سایز بزرگتر نیازمند پرینتر های غول پیکر هستند)، و نیاز به مهارت بالا در تولید مدل های سه بعدی به دلیل ظرافت بسیار بالای کار در سه بعد اشاره کرد.
