بنام خدا
چاپگر سه بعدی
مقدمه
چاپ سه بعدی روش نوین و در عین حال کهن، در صنعت چاپ و تبلیــغات است. در این نوع از چاپ ،بیننده با حرکت دادن تصاویر ویا عبور از مقابل آن
عمق عناصر تصویری را کاملاْ احساس کرده و یا حرکت تصاویر و تبدیل آنها به یکدیگر را شاهد خواهد بود. امروزه تصاویر سه بعدی بخاطر جذابیت آن
.برای بیننده جایـگاه ویژه ای در صنعت تبلیــغات یافته است. برای آشنائی بیشتر بافرآیند چاپ، به بخش تکنولوژی مراجعه کنید
.تنها در سایه این نوع از تبلیغ قادریم تا تمامی محصولات خود را در یک ورق چاپی متـحرک و جذاب به نمایش بگذاریم
.بیننده با مشاهده حرکت و یا بُعد، ناخودآگاه جذب آن شده و مدتی به آن خیره می شود طوریکه لبخندی در چهره اش قابل مشاهده است.
صفحه 1
تاریخچه
فرایند استریولیتوگرافی برای نخستین بار در سال 1986 توسط یک تاجر و مخترع آمریکایی بنام چارلز هال (Charles Hull) و به عنوان راهی برای تبدیل لایه های مواد به یک شی جامد اختراع شد. در حقیقت او موفق شد با استفاده از یک محفظه محتوای پلیمر مایع حساس به نور ماوراءبنفش و یک لیزر ماوراءبنفش2 ، ساختار مواد را به صورت لایه های جامد در آورد. یکی از مزایای روش استریولیتوگرافی سرعت آن است. یک قطعه می تواند در مدت زمان کوتاهی ساخته شود. زمان ساخت قطعات معمولاً به ابعاد قطعه و پیچیدگی جزئیات آن بستگی دارد که می تواند چند ساعت و یا بیشتر از یک روز به طول بی انجامد.
صفحه 2
انواع
امروزه استریولیتوگرافی مدرن امکان ایجاد مدل های سه بعدی با مواد متنوعی را فراهم می کند. لایه های ورقه ای نازک پوشیده شده از پلاستیک می توانند با استفاده از یک لیزر ذوب شده ، به لایه ی زیرین خود متصل و در نهایت یک حجم کامل سه بعدی به وجود آورند. این لیزر می تواند قطعات اضافی را از شی جدا کند.
این در حالی است که هنوز هم می توان از روش فوتوپلیمر3 هال یا همان تابش پرتو لیزر فرابنفش به یک فوتوپلیمر (محلول حساس به نور) حساس به اشعه ماورای بنفش برای ایجاد شدن شی بر روی سطح استفاده کرد
صفحه 3
طرز کار
در روند استریولیتوگرافی، یک لیزر برای فراهم آوردن پرتوهای کنترلی انرژی که مستقیماً بر لایه های نازک مواد اعمال می شوند، مورد استفاده قرار می گیرد. این انرژی منجر به اتصال لایه ها به یکدیگر یا واکنش شیمیایی مایع فتو ری اکتیو، سپس مستحکم شدن و اتصال آن با لایه ی زیرین مواد می گردد. لازم به ذکر است، به دلیل پیچیدگی این فرایند، اشعه ی لیزر همواره به صورت کامپیوتری کنترل می شود.
صفحه 4
طرز کار پرینتر 3 بعدی
نرخ زمان
فرایند چاپ اشیا سه بعدی به اندازی چاپ اسناد معمولی سریع نیست. طراحی مدلهای سه بعدی با استفاده از مایع فتو ری اکتیو یا اشعه ی ماوراءبنفش بطورمعمول بین 6 تا 12 ساعت به طول می انجامد، اگر چه باید گفت برای طراحی این اشیا با استفاده از کامپیوتر به صرف مدت زمانی حتی بیش از این ، بسته به پیچیدگی مدل، احتیاج خواهید داشت.
صفحه 6
اهمیت
استریولیتوگرافی امکان ایجاد قطعات، مدلها یا دیگر اشیاء پیچیده را با سرعت و قیمت کمتر فراهم می آورد. این فرایند همچنین، ساخت قطعات منحصر بفرد یا نمونه های اولیه ی یک شی را باهدف تست و پیش از تولید انبوه آن ، البته بدون نیاز به قالب ها ، الگوهای خاص یا دیگر مواد و موارد مورد نیاز برای ساخت وساز، امکان پذیر می نماید.
صفحه 7
مضرات
تحقیقات دانشمندان موسسه فناوری ایلینویز نشان می دهد چاپگرهای سه بعدی در صورتی که در محیط مناسب قرار نگیرند، می توانند برای سلامتی انسان مضر باشند. اگر چه پرینترهای سه بعدی جدید تقریباً به همه افراد اجازه می دهند به خلق اشیا سه بعدی بپردازند اما نباید از این حقیقت غافل شد که فرآیندهای صورت گرفته برای نیل به این هدف نظیر: ذوب مواد اولیه ، منجر به پراکنده شدن ذرات فوق العاده ریز در هوا می شود و از آنجایی که این پرینترها برای کاربردهای خانگی فاقد هرگونه تهویه یا فیلتر هستند، این ذرات می توانند مستقیماً وارد ریه ها و یا حتی جریان خون شده و نهایتا باعث بروز مشکلات قلبی – تنفسی شوند. لازم به ذکر است ،غلظت بالای این ذرات حتی می تواند، منجر به سرطان ریه یا آسم شود.
همان طور که گفته شد، پرینترهای سه بعدی دارای مزایا و مضراتی هستند. این پرینترها حتی در دانش پزشکی نیز کاربرد دارند. با استفاده از تکنولوژی پرینترهای سه بعدی شاید در آینده دور دیگر مجبور به خرید کالا از فروشگاه نباشید و بتوانید هر آنچه را نیاز دارید، از غذا گرفته تا پوشاک مورد نظر خود، را بسازید! اما به راستی این تکنولوژی تا چه اندازه می تواند خود را با واقعیت الگوهای طبیعی وفق دهد؟ آیا این تکنولوژی باعث رفع مشکلاتی که بشر سال هاست با آن ها دست و پنجه نرم می کند خواهد بود؟
صفحه 8
چاپ سه بعدی چرا؟
چاپگرهای سه بعدی وسیله هایی هستند که با استفاده از آنها می توانید از فایل های سه بعدی که در کامپیوتر خود دارید نمونه سه بعدی واقعی بسازید. رپرپ اولین دستگاه های چاپ سه بعدی خانگی را ارائه داده است.
در چاپگرهای سه بعدی خانگی، برای تولید محصولات از ذوب پلاستیک بهره می برند. چاپگرهای سه بعدی صنعتی با قابلیت پرینت با استفاده از فلزات، رزین های مایع، خمیر سرامیک و حتی مواد خوراکی ساخته شده اند.
صفحه 9
کاربردها
امروزه مدلسازی سه بعدی در رشته های گوناگونی همچون قطعه سازی، معماری، طراحی صنعتی، روباتیک، صنایع هوافضا و…رایج است. این مدلسازیها تا پیش از این به شکل تصاویر دو بعدی روی صفحه های نمایشگر یا روی کاغذ ارائه می شدند تا افراد با دیدن آنها درکی از آنچه طراحان در ذهنشان دارند بدست آورند. این فناوری ارزشمند در ابتدا، به دلیل قیمت بالا و فرایندهای پیچیده ای که با خود به همراه داشت، تنها در انحصار گروه کوچکی از تولید کنندگان بزرگ صنعتی علاقه مند قرار داشت. اما امروزه، با کاهش بها و افزایش میزان دسترسی افراد، حتی تا سطح مصرف کنندگان شخصی و خانگی، چاپ سه بعدی این زمان را به لحظه ای تاریخی و عمیق در تاریخ صنعت بدل کرده و ابعاد این پدیده، هنوز حتی برای خود صنعت گران بزرگ و مراکز تحقیقاتی عظیم، مشخص و قابل پیش بینی نیست.
صفحه 10
همه گیر شدن پرینترهای سه بعدی و آثار آن
مشخص است که چاپ سه بعدی، ابعاد گوناگونی از زندگی ما را تحت تاثیر قرار داده و این تازه اول راه است. همانطور که پیش تر اشاره شد، صنایع گوناگونی درگیر این محصولات شده اند. یکی مزایای بسیار جالب این پرینترها، این است که به ایالات متحده اجازه داده بسیاری از کالاها را در خاک خود تولید کند (نه کشورهای در حال توسعه مانند بنگلادش و تایلند یا کشور پرجمعیتی مانند چین) و این موضوع می تواند در مورد کشورهای صنعتی یا غیر صنعتی دیگر هم صادق باشد. از طرق دیگر، امکان اعمال شخصی سازی های بسیار ایجاد شده که تا پیش از این، چه برای صنایع بزرگ و چه برای مصرف کنندگان خرد (خصوصا برای این دسته) ممکن نبود.
صفحه 11
کاربردهای جالب و باورنکردنی چاپ سه بعدی
از کاربردهای این فناوری به راستی شگفت آور است. بیرون آمدن اشیا از خروجی چاپگر به خودی خود جالب است اما برخی از کاربردهای چاپ سه بعدی به عقل جن هم نمی رسد.
به گزارش عصر ارتباط، در چاپگرهای سه بعدی را با مواد خام( معمولا پلاستیک) پر می کنند و اشیای سه بعدی را آهسته آهسته بر اساس داده های قرار گرفته درون رایانه می سازند. هر چیزی را می توان با آنها چاپ سه بعدی کرد و هزینه های این کار به سرعت در حال کاهش است.
چاپگر سه بعدی همانند چاپگر دو بعدی محدودیت های خاص خودش را دارد. به طوری که برای محصولات تولید انبوه تک اندازه مثل قاشق و چنگال هنوز هم تولید انبوه متعارف به صرفه تر از چاپ سه بعدی است. فقط در مورد برخی چیزها که تولید متعارف مقرون به صرفه نیست چاپگری سه بعدی می تواند کارساز باشد.
صفحه 12
پرینت سه بعدی کبد انسان در سال 2014
تولید ایمپلنت و اعضای مصنوعی بدن انسان، از جمله پیشرفت هایی در علم پزشکی است که به کمک پرنترهای سه بعدی بدست آمده است. تا به مروز، نمونه های موفقی مانند ساخت استخوان لگن خاسره تیتانیومی برای یک بیمار بریتانیایی، فک پایینی (باز هم از جنس تیتانیوم) برای یک فرد هلندی، یک نای پلاستیکی برای بیمار آمریکایی، جمجمه مصنوعی برای زنی 22 ساله، پرینت سه بعدی تومورها برای مقابله با سرطان، ساخت فیلتر برای پاک سازی خون از سموم و تولید رگ های خونی وجود داشته اند.
صفحه 13
قالب گیری استخوان شکسته
بسیاری در کودکی به علت ندانم کاری دچار شکستگی استخوان شده اند و درد شدید آن را تجربه کرده اند.گاهی هم ماه های آزگار لازم بود که استخوان در قالب گچ بماند تا جوش بخورد.
اکنون پزشکان می توانند به جای قالب های گچی یغور از چاپگر سه بعدی استفاده کنند و قالب هایی متناسب با اندام و از جنس هایی دیگر و نفوذناپذیر بسازند. در واقع با استفاده از پویش گری(اسکن) سه بعدی می توان قالبی کامل و بی نقص درست کرد. می توان شکاف هایی هم در قالب تعبیه کرد تا به اندام استخوان شکسته هوا و نور هم برسد، قابل شست وشو باشند و کثیف نشوند.
به چنین قالب هایی می توان روزی 20 دقیقه تراگذار فراصوتی(ultrasonic transducer) وصل کرد تا درمان را به میزان 80 درصد تسریع کرد.
صفحه 14
اسلحه های پلاستیکی
بدا به حال مقاماتی که متولی نظارت بر کاربری سلاح های گرم و سرد هستند چون با چاپ سه بعدی می توان اسلحه هایی از جنس پلاستیک ای بی اس تولید کرد و به راحتی با آن گلوله های واقعی را شلیک کرد. حتی ارتش آمریکا هم به صرافت آن افتاده است که با چاپ سه بعدی کلاهک برای موشک ها تولید کند تا هم بتواند رفتار مواد منفجره را دقیق تر تحت واپایش(control) قرار دهد و هم سریع تر پیش نمونه تولید کند.
صفحه 15
گوشت آزمایشگاهی
ساخت اندام ها دشوار است زیرا دارای ساختارهای ظریف و پیچیده ای هستند که چاپ سه بعدی شان با فناوری کنونی دشوار است. خوشبختانه تولیدکنندگان غذا می توانند با همین فناوری چیزهایی تولید کنند که رواداری خطایی شان بیشتر است؛ مثل تولید گوشت. متاسفانه تولید گوشت به این صورت هم گران تمام می شود و به نظر برخی غیراخلاقی و ناهمساز با طبیعت است.
صفحه 16
پایان