چاپگر سه بعدی چیست؟

چاپگر سه بعدی

چاپگر سه بعدی ماشینیست که امکان ساخت قطعات مختلف و متنوع را بدون نیاز به داشتن قالب فراهم می‌کند. در واقع با داشتن طرح سه بعدی از یک قطعه می‌توانید آن را با چاپگر سه بعدی بسازید. با تمام جزئیات! بدون آن که درگیر قالب سازی، تراشکاری و… شوید. چاپگر سه بعدی مانند یک چاپگر معمولی می‌تواند روی میز کار شما قرار گرفته و هر قطعه دلخواه شما را بسازد. شاید فکر کنید تنها قطعات صنعتی و غیر خوراکی را می‌شود با چاپگرهای سه بعدی ساخت اما باید بگوییم که این تصور اشتباه است زیرا با پیشرفت در صنعت چاپگر سه بعدی و یافتن امکانات بیشتر چاپگرها، موادغذایی چون گوشت، شکلات، پیتزا و … را با چاپگرهای سه بعدی می‌سازنند.

تاریخچه پرینتر سه بعدی

چاپگر سه بعدی همانند تکنولوژی‌های روز دنیا دارای تاریخچه‌ای است. در سال 1981 شخصی بنام هایدو کداما گزارشی جالب در مورد سیستم نمونه‌سازی سریع منتشر کرد که در این گزارش مدل بصورت جامد چاپ شده و این فرآیند چاپ سه بعدی بصورت لایه لایه در هر مقطع انجام می‌شود.

بعد از گذشت چند سال از گزارش منتشر شده توسط هایدوکداما، شخضی بنام هال شرکت سیستم‌‌های 3D را تاسیس کرد. در این شرکت که امروزه از برجسته‌ترین مجموعه‌‌ها در زمینه چاپگرسه بعدی به حساب می‌آید از فناوری مرسوم SLA برای اغلب فرآیندهای پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند. می نخستین دستگاه چاپگر سه بعدی چاپ شده، در سال 1992 توسط چارلز هال تولید شد. این فناوری از نوع SLA بوده که قطعات با پیچیدگی بالا را در زمان کم و بصورت لایه لایه انجام میدهد. برای آشنایی بیشتر درمورد انواع فناوری‌های چاپگر سه بعدی، می‌توانید به مقاله معرفی 5 فناوری پرینت سه بعدی در سایت سوبا سربزنید.

انواع فناوری چاپگر سه بعدی

با رشد چشمگیر فناوری چاپگر سه بعدی، خلاقان و تولیدکنندگان علاقه زیادی نسبت به چاپ و تولید پیدا کرده‌اند. سوبا شما را در این مقاله با انواع فناوری‌های چاپگر سه بعدی آشنا خواهید کرد با ما همراه باشید:

1- چاپگر FDM

از مرسوم‌ترین مدل چاپگرهای سه بعدی که در میان طراحان محبوبیت خاصی دارد فناوری قدرتمند FDM است، که اصلی‌ترین خصوصیات این چاپگر قیمت مناسب، هزینه پایین و راحتی در دسترسی به مواد اولیه است. در چاپگر سه بعدی FDM فلامینت‌ها به تدریج گرم شده و بعد از اکسترود شدن فلامینت موجود در چاپگر، بصورت لایه‌های برش خورده مدل را می‌سازند. برای افزایش کیفیت مدل ساخته‌شده توصیه ‌می‌شود از فن‌ استفاده کنید تا قطعات تولید شده بسرعت خشک شوند.

2- چاپگر SLA

دومین مورد از فناوری چاپگر سه بعدی که قرار است برای شما عزیزان معرفی کنیم چاپگر سه بعدی SLA است. رزین ماده اصلی این فناوری است که بعد از تابیدن نور فرابنفش به آن مدل ساخته شده سفت و محکم می‌شود. این فناوری بصورت لایه‌ای مدل را چاپ می‌کند که برای این چاپگر دو نوع مکانیزم وجود دارد:

1- مکانیزم بالا به پایین: لیزر مورد استفاده در چاپگر سه بعدی در قسمت بالا قرار دارد بنابراین ساخت قطعه از بالا به پایین است.

2- مکانیزم پایین به بالا: در این نوع مکانیزم لیزر در قسمت پایین چاپگر قرار داشته بنابراین ساخت قطعه از پایین به بالا است.

3- چاپگر DLP

چاپگرهای DLP بسیار شبیه چاپگرهای SLA عمل میکنند تنها تفاوت در میان این دو چاپگر این است که در DLP، نور UV توسط ویدئو پروژکتور به قطعه تابیده می‌شود اما در SLA نور UV، توسط لیزر به مدل تابانده می‌شود. هزینه‌های نگهداری و تعمیرات به علت سادگی اجزای این فناوری کاهش می‌یابد که بزرگترین مزیت رقابتی این چاپگر در میان دیگر چاپگرها است.

4- چاپگرSLS

قطعات در چاپگر SLS توسط ذوب ذرات پودر پلیمر و متصل شدن آن‌ها بهم ساخته می‌شوند. قطعات بصورت لایه‌ای ساخته می‌شوند و از استحکام بالایی برخوردار هستند. پیچیدگی در این نوع چاپگر معنایی ندارد و کاربر می‌تواند با هر هندسه‌ای آزادانه طرح‌هایی ایجاد و به مرحله تولید برساند.

5- چاپگر DMLS

چاپگر DMLS دارای فرآیند ساخت لایه‌ای است یعنی بصورت لایه به لایه مدل انتخابی شما تولید می‌شود. بطوری که پودر مخصوص بصورت لایه‌ای نازک بر روی سطح مخصوص قرار می‌گیرد و لیزر بر روی پودر تابانده شده و ذرات بعد از پخته‌شدن و متصل شدن بصورت لایه‌ای در می‌آیند، به همین روش با روی هم آمدن لایه‌های متعدد مدل ساخته‌ می‌شود. این چاپگر مورد استفاده کاربرانی قرار می‌گیرد که میخواهند فرآیند ذوب آلیاز توسط لیزر انجام شود. مزیت این چاپگر این است که قطعات بزرگ با دقت بالا به خوبی پرینت خواهند شد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع چاپگر سه بعدی به مقاله معرفی 5 فناوری پرینت سه بعدی در سایت سوبا مراجعه کنید.

چاپگر سه بعدی FDM صنعتی

چاپگر سه بعدی FDM از متداول‌ترین نوع فناوری پرینت سه بعدی است که در میان طراحان و تولیدکنندگان بسیار شناخته‌شده‌است. چاپگر سه بعدی صنعتی FDM دارای ابعاد بزرگی است و کاربردهای فراوانی در زمینه طراحی سه بعدی بسیاری از تجهیزات صنعتی دارد. برای مثال کاربرد این دستگاه را در دیوارکشی، آجر زنی و بلوک زنی ساختمان‌ها می‌توانیم به خوبی مشاهده کنیم بطوری که دستگاه مواد اولیه موردنیاز را تا حد بالایی ذوب می‌کند و لایه لایه روی هم دیگر سوار می‌شوند تا در نهایت دیوارکشی ساختمان صورت می‌گیرد.

دستگاه چاپگر سه بعدی صنعتی FDM شبیه دستگاهچاپگرسه بعدی خانگی فرآیند چاپ را انجام می‌دهد با این تفاوت که در چاپگر صنعتی جهت افزایش دقت اکسترودر در محور Z دیگر پایین نرفته و هم سطح میز جابجا می‌شود و تنها در دو محور Y , X جابجا می‌شود. ابعاد چاپگر سه بعدی صنعتی FDM حدود 70*70*90 می‌باشد که قطعاتی را در اندازه‌ 60*60*80 سانتی‌متر را پرینت می‌کند.

می‌توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر راجب پرینت سه بعدی خانه و معرفی سازه‌های ساخته شده با پرینت سه بعدی ساختمان به مقاله پرینت سه بعدی خانه در سایت سوبا مراجعه کنید.

چاپگرهای سه بعدی چگونه کار می‌کنند؟

با داشتن یک طرح سه بعدی، می‌توان فرایند ساخت آن با چاپگر سه بعدی را طی نمود. در اولین قدم، طرح سه بعدی توسط یک نرم‌افزار ساده به یک کُد کامپیوتری تبدیل می‌شود و با اجرای کُد بر روی چاپگر سه بعدی فرایند ساخت قطعه به همان شکل اصلی و با همه جزئیات تنظیم شده آغاز می‌شود. چاپگر سه بعدی قطعات را به صورت لایه لایه می‌سازد.

به عنوان مثال فرض کنید قصد ساخت یک استوانه تو پر به ارتفاع ۱۰ سانت با استفاده از چاپگر سه بعدی را دارید. بعد از اجرای فایل بر روی دستگاه، چاپگر ابتدا یک دایره به ارتفاع کم (فرض کنید به ارتفاع ۰.۱ میلیمتر) روی میز کار دستگاه رسم می‌کند. پس از رسم این لایه، لایه بعدی به شکل مشابه بر روی لایه قبلی رسم شده و بدین ترتیب ضخامت دایره به ۰.۲ میل می‌رسد. با تکرار این فرایند، دایره‌ها روی هم قرار داده شده و استوانه مورد نظر تشکیل می‌شود.

اما این فقط یک مثال ساده بود. چاپگر سه بعدی با توجه به دقت بالای خود می‌تواند پیچیده‌ترین قطعات را تولید کند. از مجسمه‌ها و اکشن‌فیگورهای پیچیده تا قطعات صنعتی مختلف. (برای سفارش پرینت سه بعدی قطعات اینجا کلیک کنید)

بعد از چاپ سه بعدی محصول مورد نظر، نیاز هست مرحله‌ای بنام پس پردازش برای محصول انجام شود. این مرحله برای هر فناوری پرینت سه بعدی متفاوت است. ودر بعضی از فناوری‌ها نیاز به پس پردازش محصولات چاپ شده نیست.

قطعات از چه جنسی ساخته می‌شوند؟

فناوری‌های مختلفی برای پرینت سه بعدی وجود دارند. فناوری FDM رایج‌ترین و محبوب‌ترین فناوری در بین چاپگرهای سه بعدیست. چاپگر fdm چاپگریست که ماده مصرفی آن شامل انواع فیلامنت‌های پلاستیکی می‌شود. پلاستیک‌هایی مانند پلاستیک abs، pla، tpu، petg و… (در مورد فیلامنت ها بخوانید) . تصاویر بالا همگی مربوط به چاپگرهای fdm هستند.

اما چاپگرهای دیگری مثل چاپگرهای رزینی (DLP) و چاپگرهای تولید قطعات فلزی (SLM) نیز وجود دارند. چاپگرهای رزینی نیز مانند چاپگرهای FDM ماده اولیه پلیمری دارند. اما پلیمر آن‌ها به شکل مایع است و با تابش نور دستگاه خشک می‌شود. این چاپگرها هرچند ظرافت بیشتری در ساخت دارند اما به دلیل قیمت بالای رزین چندان در تولید به صرفه نیستند (مگر قطعات بسیار کوچک). همچنین ساخت قطعات بزرگ با این چاپگرها کار دشواریست.

از طرفی چاپگرهای SLM که برای ساخت قطعات فلزی استفاده می‌شوند نیز بسیار گران قیمت و کم یاب هستند. این چاپگرهای چند میلیارد تومنی مواد مصرفی گران قیمتی نیز دارند. معمولا از این چاپگرها در ساخت قطعات خاص موتورهای جت، قطعات نیروگاهی و قطعات آلیاژی استفاده می‌شود (به پرینت قطعات آلومینیومی و آهنی فکر نکنید).

اما آیا پرینترهای سه بعدی در ساخت قطعات فلزی کمکی نمی‌کنند؟ قطعا کمک می‌کنند. و حتی صرفه اقتصادی ایجاد می‌کنند. برای آشنایی با این موضوع مقاله‌ای دیگر از سوبا را در زمینه ساخت و تولید بخوانید. همچنین جهت مشاهده و خرید پرینتر سه بعدی حرفه‌ای f302 می‌توانید از اینجا اقدام کنید.

چرا چاپگرهای سه بعدی

همانطور که ذکر شد چاپگرهای سه بعدی برای ساخت قطعات بدون نیاز به وجود قالب و اپراتور عمل می کنند. چاپگر سه بعدی می‌تواند طرح مورد نظر را در کمترین زمان و با کمترین هزینه تولید کند (اگر تیراژ پایین باشه). در واقع شما برای ساخت قطعات با تیراژ پایین نمیتوانید چند ده و چند صد میلیون تومان برای ساخت قالب تزریق پلاستیک هزینه کنید.

پرینتر سه بعدی می‌تواند از اولین دقیقه پس از طراحی، ساخت قطعات را آغاز کند. به این واسطه از چاپگرهای سه بعدی به عنوان محصولاتی برای ساخت سریع نمونه اولیه نیز یاد می‌شود. این ویژگی در اصطلاح مهندسی Rapid prototyping نام دارد.

در صنایع تولیدی مختلف اغلب افراد و تولیدکنندگان در طراحی و تولید بعضی قطعات با اشکال هندسی پیچیده مشکل دارد که یا زمان زیادی را از طراحان میگیرد و یا در آخر به نتیجه نخواهد رسید. پرینتر های سه بعدی این امکان را به شما می‌دهند که آزادانه انواع طرح‌ها با پیچیدگی‌های مختلف، را به راحتی پیاده‌سازی کنید.

مهم‌ترین نکات برای خرید چاپگر سه بعدی

هنگام خرید چاپگر سه بعدی با رعایت نکاتی که در قسمت ذیل آمده‌است بهترین استفاده را از تکنولوژی پرینت سه بعدی خواهید کرد:

1- سرعت پرینت سه بعدی: از مهم‌ترین نکاتی که حین خرید چاپگر سه بعدی باید به آن توجه کنید سرعت پرینت است که بستگی به حرکت نازل بر روی صفحه اصلی چاپگر سه بعدی دارد. اگر به پارامتر سرعت در فرآیند پرینت سه بعدی توجه زیادی دارید پس باید دستگاهی خریداری کنید که نازل آن به سرعت فرآیند پرینت را انجام دهد.

2- اندازه محصول پرینت شده: دومین نکته‌ای که لازم است مورد توجه خریداران چاپگر سه بعدی، قرار بگیرد حجم قطعات پرینت شده با چاپگر سه بعدی است به این صورت که اگر قطعاتی که می‌خواهید با روش پرینت سه بعدی تولید شوند از حجم و اندازه بزرگی برخوردارند باید چاپگر سه بعدی تهیه کنید که محور طول، عرض و ارتفاع آن هم بزرگتر از حد معمول باشد.

3- تعداد نازل: اگر در حین فرآیند پرینت سه بعدی قصد دارید همزمان بین لایه‌ها ماده‌ای جز ماده اصلی هم پرینت شود، نیازمند چندین نازل هستید پس توصیه می‌شود از چاپگرهای سه بعدی استفاده کنید که تعداد نازل‌های آن بیش از یک است که مطمئنا از قیمت بالایی هم برخوردارند.

کاربردهای پرینتر سه بعدی

با پیشرفت فناوری‌های چاپگر سه بعدی، تکنولوژی های نوینی در این زمینه نمایان شد. چاپگر سه بعدی کاربردهای متعددی را دارا است. در قسمت ذیل تعدادی از کاربردهای معروف و جذاب پرینت سه بعدی آمده‌است.

1- جایگاه پرینتر سه بعدی در مدارس جهت افزایش خلاقیت دانش‌آموزان

2- تولید پای مصنوعی هوشمند توسط چاپگر سه بعدی

3- تولید انواع کامپوزیت‌های با کیفیت با پرینتر سه بعدی

4- چاپ بافت نانو

5- چاپ سه بعدی چوب و سفال

6- چاپ سه بعدی اعضای بدن انسان

7- تولید ماکت و مجسمه با چاپگر سه بعدی

8- طراحی انیمیشن با چاپگر سه بعدی

9- قطعه‌سازی با چاپگر سه بعدی

10- کاربرد پرینتر سه بعدی در معماری

11- کاربرد در تولید ربات و کامپیوتر

12- ساخت ماشین با چاپگر سه بعدی

13- چاپگر سه بعدی در اسلحه سازی

14- چاپگر سه بعدی در پزشکی

15- ساخت عملگرهای نرم با چاپگر سه بعدی

16- نقش پرینت سه بعدی در صنعت مد و لباس

چگونه طرح سه بعدی پیدا کنیم؟

طرح سه بعدی طرحیست که همه جزییات و جوانب قطعه را در بر می‌گیرد. دقیقا مانند یک قطعه واقعی اما در فضای دیجیتال. طرح سه بعدی به شکل‌های مختلفی به دست می‌آید.

طراحی سه بعدی

اولین راه برای داشتن یک طرح سه بعدی طراحی سه بعدیست. نرم افزارهای مختلفی برای طراحی سه بعدی قطعات وجود دارند. به عنوان مثال نرم‌افزار Solidworks برای ایجاد طرح‌های سه بعدی مهندسی مناسب است و نرم افزار 3dmax برای طرح‌های هنری و معماری. نرم‌افزار zbrush نیز در طراحی سه بعدی چهره و انیمیشن بسیار کاربردیست. همچنین می‌توانید طرح سه بعدی مورد نظر خود را از اینجا به سوبا سفارش دهید.

اسکن سه بعدی

اسکنرهای سه بعدی نیز برای دستیابی به طرح سه بعدی استفاده می‌شوند. اما اسکنر سه بعدی زمانی کاربرد دارد که قطعه اولیه‌ای وجود داشته باشد و بخواهیم بدون ورود به طراحی، طرح سه بعدی آن‌را استخراج کنیم. اسکنرهای مختلف با دقت‌های مختلفی در بازار وجود دارند. اما لازم است بدانید که کاربرد اسکنرها خیلی فراگیر و عام نیست و معمولا در زمینه‌های تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استفاده از طرح‌های اینترنتی

طرح‌های سه بعدی رایگان و از پیش آماده نیز از طریق اینترنت قابل دسترسی هستند. سایت‌های مختلفی وجود دارند که طرح‌های رایگان را بر اساس دسته‌بندی در اختیار شما قرار می‌توانید طرح مورد نظر خود را به خصوص در زمینه‌های هنری، تزئینی و سرگرمی از فضای مجازی دانلود کرده و با چاپگر بسازید. در بانک مدل سوبا نیز طرح‌های مختلفی به شکل رایگان و خریدنی وجود دارد که می‌توانید طرح دلخواهتان را دانلود کنید.

سخن پایانی

فناوری توانمند پرینت سه بعدی همانند دیگر فناوری‌های جذاب ساخته بشر نیاز به این داد بیشتر روی آن‌ها تحقیق شود تا از امکانات بیشتر این فناوری‌ها مطلع شویم. شرکت سوبا به عنوان یکی از مجموعه‌های فعال در حوزه پرینت سه بعدی توانسته‌است دستگاه‌های چاپگر سه بعدی با کیفیت و خدماتی چون تولید محصول را به شما مشتریان علاقه‌مند ارائه دهد. شرکت سوبا با گذراندن فعالیت‌های مستمر و شبانه‌روزی جهت کسب اطلاعات درمورد فرآیند پرینت سه بعدی توانسته است امروزه در بهترین جایگاه از حوزه صنعتی پرینت سه بعدی قرار بگیرد. در این مقاله به معرفی جامعی از چاپگر سه بعدی پرداختیم، امیدواریم به تمام سوالات ایجاد شده در ذهنتان پاسخ داده‌باشیم.