راهنمای جامع پرینت سه بعدی – اصول پرینت سه بعدی

قسمت اول : اصول پرینت سه بعدی

خواه در تکنولوژی پرینت سه بعدی مبتدی باشید یا فقط به دنبال از بین بردن معدود شکاف‌های دانایی باشید خوشحالیم که در اینجا درنگ کرده‌اید. در حال حاضر بسیاری از ما از برخی جهات درباره‌ی پتانسیل پرینت سه‌ بعدی چیزهایی شنیده‌ایم. اما با این راهنما اطلاعاتی را راجع به تاریخ و واقعیت پرینت سه‌ بعدی – فرایندها، مواد و کاربردها- و نیز عقایدی را راجع به این که این تکنولوژی ممکن است تا کجا پیش رود ارائه می‌کنیم.
امیدواریم این راهنما را یکی از جامع‌ترین منابع پرینت سه‌ بعدی موجود بیابید . صرف نظر از سطح مهارتتان در این‌جا اطلاعات فراوانی وجود دارد که نیازهایتان را برآورده می‌کنند. حاضرید؟ پس بیایید شروع کنیم!
پرینت سه‌ بعدی – که به تولید افزایشی نیز معروف است- به نقل از فاینشال تایمز و دیگر منابع بصورت بالقوه بزرگ‌تر از اینترنت است. برخی بر این باورند که این امر درست است. بسیاری دیگر استدلال می‌کنند که پرینت سه‌ بعدی بخشی از تبلیغات زیاد و فوق العاده‌ی پیرامون این حوزه‌ی تکنولوژِی‌ بسیار هیجان انگیز است. پس پرینت سه بعدی که بطور کلی از پرینترهای سه‌ بعدی استفاده می‌کند واقعا چه چیزی است و به چه دردی می‌خورد؟

بررسی اجمالی

اصطلاح پرینت سه‌ بعدی گروهی از فرایندها و تکنولوژی‌هایی را پوشش می دهد که طیف تمام و کمالی از قابلیت‌های تولید قطعات و محصولاتی با جنس‌های متفاوت را ارائه می‌کنند. اساسا، فصل مشترک همه‌ی این فرایندها و تکنولوژی‌ها روشی است که با آن تولید (لایه به لایه در فرایندی افزایشی) انجام می‌شود که با روش‌های تولید سنتی درگیر با روش‌های کاهشی و یا فرایندهای قالب‌ریزی و ریخته‌گری در تضاد است. کاربردهای پرینت سه بعدی تقریبا بصورت روزانه در حال ظهور هستند و نظر به این که این تکنولوژی به نفوذ گسترده‌تر و عمیق‌تر در بخش‌های صنعتی، بازار و مصرف‌کننده ادامه می‌دهد بر آن است که رشد کند. اکثر مفسران مشهورِ این بخش تکنولوژی بر این امر توافق دارند که از امروز تنها شروع به درک پتانسیل پرینت سه‌ بعدی کرده‌ایم. نیکانو که یک سرویس خدماتیست سعی دارد منبع رسانه‌ای قابل اطمینان پرینت سه‌ بعدی باشد و آخرین اخبار، دیدگاه‌ها، توسعه‌ی فرایندها و برنامه‌های کاربردی را به محض ظهورشان در این عرصه‌ مهیج ارائه کند. این مقاله‌ی بررسی اجمالی، اطلاعاتی قابل اطمینان از سابقه‌ی پرینت سه‌ بعدی راجع به چیستی چاپ سه‌ بعدی (تکنولوژی‌ها، فرایندها و مواد)، تاریخ آن، حوزه های کاربرد و منافع آن را در اختیار مخاطبان قرار می دهد.

مقدمه: پرینت سه بعدی چیست؟

تکنولوژی احتمالا بیش از هر عرصه‌ی دیگری زندگی اخیر بشر را تحت تاثیر قرار داده است. چراغ برق، موتور بخار و یا حتی اخیرتر ماشین‌ها و هواپیماها و علاوه بر این ظهور اینترنت را در نظر بگیرید. این تکنولوژی ها زندگیمان را از بسیاری جهات بهتر کرده اند، راه‌ها و امکانات جدیدی را گشوده‌اند ولیکن معمولا گاهی دهه‌ها وقت می‌برد تا ماهیت مخرب این تکنولوژی ها آشکار شود.
در بسیاری موارد اعتقاد بر این است که پرینت سه بعدی و یا تولید افزایشی (AM) جهت تبدیل شدن به یکی از این تکنولوژی‌ها دارای پتانسیل زیادی است. چاپ سه‌ بعدی هم اکنون در بسیاری شبکه‌های تلویزیونی، در روزنامه‌های متداول درمیان منابع آنلاین پوشش داده شده است. آیا آنطور که برخی افراد راجع به ماهیت واقعی چاپ سه‌ بعدی ادعا می‌کنند، این تکنولوژی به تولید سنتی آنطور که آن را می‌شناسیم پایان خواهد داد، آیا طراحی را منقلب خواهد کرد و پیامدهای ژئوپلیتیکی، اقتصادی، اجتماعی، جمعیت‌شناسی، محیطی و امنیتی را بر زندگی روزانه‌یمان تحمیل خواهد کرد؟
اصلی‌ترین و متمایزکننده ترین اصل پشتیبان پرینت سه بعدی این است که این تکنولوژی فرایند تولید افزایشی و در واقع کلیدی است زیرا چاپ سه‌ بعدی روش تولیدی اساسا متفاوتی است که مبتنی بر تکنولوژی پیشرفته‌ای است که قطعات را به صورت افزایشی، در لایه‌هایی با مقیاس کم‌تر از میلی‌متر روی هم می‌سازد. این تکنیک اساسا با هر نوع تکنیک تولید سنتی دیگری متفاوت است.
تولید سنتی محدودیت‌هایی دارد که در بسیاری موارد مبتنی بر نیروی کار و ایدئولوژی «دست‌ساز» است که به خاستگاه‌های لغت کلمه‌ی فرانسوی « Manufacturing به معنی تولید» بر می‌گردد. به هر حال، دنیای تولید تغییر یافته است و فرایندهای خودکاری نظیر براده‌ برداری، ریخته‌گیری، شکل‌دهی و قالب ریزی همگی فرایندهای (نسبتا) جدید و پیچیده‌‌ای هستند که نیازمند ماشین، کامپیوتر و تکنولوژی روبوت هستند.
به هر حال کلیه‌ی این تکنولوژی‌ها خواه جهت بدست آوردن خود محصول و یا تولید ابزاری برای فرایندهای قالب‌گیری یا ریخته‌گری باشند نیازمند کاستن ماده از بلوکی بزرگ تر هستند و این امر در کل فرایند تولید، محدودیتی جدی ایجاد می کند.
طراحی سنتی و فرایندهای تولید برای بسیاری کاربردها، محدودیت‌های غیرقابل قبولی از جمله ابزارسازی گران همانطور که در بالا به آن اشاره شد، تجهیزات و نیاز به مونتاژ کردن قسمت‌های پیچیده را تحمیل می‌کند. بعلاوه، فرایندهای کاهشی نظیر برداه برداری، می‌توانند تا 90 درصد باعث هدررفت بلوک ماده‌ی اولیه شوند. در مقابل، پرینت سه بعدی فرایند ایجاد مستقیم اشیاء با اضافه کردن لایه به لایه‌ی ماده به شیوه‌های گوناگون است که این شیوه‌ها به تکنولوژی مورد استفاده بستگی دارند. برای ساده‌سازی ایده‌ی پرینت سه بعدی برای هر کسی که هنوز دارد جهت درک این مفهوم تلاش می کند (و افراد زیادی از این دست هستند) می‌توان آن را به فرایند ساختن خودکار چیزی با بلوک‌های لگو ربط داد.
پرینت سه بعدی تکنولوژی را قادر می سازد تا با آزادی بی سابقه‌ی طراحی ، ابتکارات را ترویج و استنتاج کند و درعین حال فرایندی کم ابزار باشد که هزینه‌های سنگین و زمان فراوری را کاهش می‌دهد. بویژه جهت جلوگیری از شرایط مونتاژ کردن با هندسه‌ ی بغرنج می‌توان اجزا را طراحی کرد و ویژگی‌های پیچیده را بدون هزینه‌ی اضافی درست کرد. پرینت سه بعدی همچنین بصورت تکنولوژی انرژی بهره‌وری ظاهر می‌شود که می‌تواند با استفاده از 90درصد مواد استاندارد، هم از لحاظ خود فرایند تولید و هم در سرتا سر زندگی عملیاتی محصول از طراحی‌های سبک‌تر تا سخت‌تر، سودمندی‌های زیست محیطی ارائه کند.
در سال های اخیر، با دسترسی بیش‌تر شرکت‌های کوچک و حتی افراد به تکنولوژی‌ها، پرینت سه‌ بعدی از مرز فرایندی تولیدی و نمونه سازی گذشته است.
سابقا بعلت‌های اقتصادی و مقیاسی تنها حوزه‌ی شرکت‌های عظیم و چند ملیتی صاحب پرینتر سه بعدی بودند اما اکنون می‌توان پرینترهای سه بعدی کوچک‌تر (پرینترهایی با قابلیت کم‌تر) را تا زیر 4 میلیون تومان (1000 دلار) خریداری کرد.
این امر درهای تکنولوژی را به روی مخاطبان بسیار وسیع‌تری گشود و از آنجایی که نرخ پذیرش تصاعدی از تمام جهات همچنان با شتاب پیش می‌رود، سیستم‌ها، مواد، برنامه‌های کاربردی، سرویس‌ها و وسایل جانبی بیش‌تر و بیش‌تری در حال ظهورند.
با نیکانو همراه باشید در بخش بعدی با تاریخچه مفصل پرینت سه بعدی آشنا شوید.