کاربرد پرینتر سه بعدی چیست؟

چاپگر سه بعدی چیست؟

تولید اجسام در پرینت سه بعدی به صورت لایه‌گذاری میکرونی (لایه افزایشی) انجام می شود؛ این روش برتری و معایب خاص خود را نسبت به روشهای تولید سنتی (لایه کاهشی) مانند ماشینکاری CNC دارد.

درک صحیح مزایای پرینتر سه بعدی باعث می شود که طراحان در انتخاب فرآیند تولید تصمیم بهتری بگیرند و همچنین محصولی بهینه عرضه کنند.

مزیت اول:

کاربرد چاپگر3بعدی در مهندسی معکوس

یکی از نکات مثبت تولید افزایشی (3D Printing) نسبت به روشهای تولید سنتی، سرعت تولید قطعات است. در این روش میتوان طراحیهای پیچیده را از طریق یک برنامه CAD بارگذاری و در عرض چند ساعت پرینت کرد. این مزیت باعث می شود که توسعه ایده‌های طراحی سرعت بیشتری داشته باشد (قبلا برای دریافت یک قطعه کانسپت پیش از فرآیند قالبسازی باید چند روز یا حتی چند هفته صبر می کردید ولی در روش تولید افزایشی تنها در عرض چند ساعت قطعه کانسپت را تحویل میگیرد که باعث صرفه جویی در هزینه ها، زمان میگردد).

با توجه به تحریمهای سنگین علیه کشور و مشکلات واردسازی قطعات، وقتی یک قطعه ضروری در ماشین آلات معیوب میگردد امکان خرید قطعه سالم و جدید جایگزین را ندارید زیرا بسیار گران خواهد بود یا اصلا سازنده به ایران خدماتی نمیدهد. بنابراین تنها راهکار مهندسی معکوس است؛ مثلا قطعه معیوب اسکن سه بعدی و مدلسازی گردد و سپس با پرینتر سه بعدی ساخته شود.

مزیت دوم:

کاربرد در پروژه‌های قالب‌سازی کم تعداد

اگرچه 3D Printer قادر به تولید اشیاء شگفت‌انگیزی می‌باشد، اما هنگامیکه این تکنولوژی برای کمک به تولید دیگر اشیاء بجای روشهای قدیمی بکار رود، قدرت و انعطاف استفاده از آن در روند R&D به نمایش گذاشته میشود. در این بین قالبسازی پلاستیک یکی از رایج‌ترین روشهای تولید اجسام است که از انواع مواد مرسوم بکار رفته در پرینتر سه بعدی نیز استفاده میکند.

فرایند ریخته‌گری و ترزیق پلاستیک برای صنعتگران این حوزه که چندین‌بار آنرا انجام داده‌اند و نیاز دارند قطعاتشان در حجم بسیار زیادی ساخته شود؛ فرایندی نسبتا ساده و کاملا منطقی است، اما برای سایر مشاغل که تازه شروع به این کار میکنند و قطعاتشان در حجم کم میباشد؛ فرآیند تزریق پلاستیک توجیه اقتصادی ندارد. اینجاست که 3DPrinter بعنوان روش جدید و جایگزین میدرخشد. افراد زیادی سراسر دنیا بدین روش پروژه‌های جالب و کوچک را به انجام رسانده‌اند.

مزیت سوم:

کاربرد در نمونه‌سازی سریع (Rapid Prototype)

در روشهای سنتی برای تولید یک قطعه انجام چند مرحله تولید و ابزارهای جانبی ضروری است و این مراحل (مخصوصا مرحله مدلسازی سه بعدی) در کیفیت قطعه تاثیر می گذارد. دستگاههای تولید افزایشی فرآیند ساخت را در یک مرحله و بدون فرآیند دستی و ابزارسازی اضافی انجام می دهند. یعنی به محض آماده شدن فایل CAD، آنرا بارگذاری می کنند و دستگاه در یک مرحله آنرا پرینت میکند؛ این مزیت باعث میشود که از خطاهای احتمالی در فرآیند قالبسازی جلوگیری شود زیرا می توان سریع و ارزان چند قطعه کانسپت فیزیکی داشت تا طراحی سه بعدی بدقت بررسی و تایید نهایی شود و سپس عملیات قالبسازی برای تولید انبوه انجام گردد. مزیت چهارم:

کاربرد پرینت سه بعدی در کاهش مراحل ماشینکاری

قابلیت تولید تک مرحله‌ای همچنین باعث می‌شود که وابستگی به مراحلی مانند ماشینکاری، جوشکاری و رنگ‌آمیزی کاهش پیدا کند و طراح بتواند روی محصول نهایی کنترل بیشتری داشته باشد (البته قطعات پرینت شده در روشهای متریال فلزی یا پلیمری مراحل سبک ماشینکاری داشته و قابلیت پرداخت و رنگ را هم دارند). مزیت پنجم:

کاربرد در کاهش هزینه‌ها

هزینه‌های تولید با پرینتر سه بعدی را می توان به سه گروه تقسیم‌بندی کرد: هزینه کارکرد دستگاه، هزینه متریال و هزینه نیروی کار: در سری‌سازیهای کوچک قطعات یا ساخت قطعه پروتوتایپ مرتبط با تولید انبوه، هزینه‌های تولید افزایشی منطقی و ارزان خواهند بود.

• هزینه تولید افزایشی و تولید سنتی در حجم کوچک بسیار متفاوت است؛ فرآیندهای ساخت سنتی مثل قالب تزریقی تنها در تعداد انبوه اقتصادی میشوند در حالیکه اگر یک قطعه ابتکاری دارید و میخواهید با هزینه و زمان کمتری از آن یک سری سازی کوچک و دقیق داشته باشید، بهترین کار تولید آن با پرینتر سه بعدی است.
• ساخت یک نمونه معیوب قالبسازی می تواند برای طراح هزینه های مالی و زمانی داشته باشد. حتی کوچکترین تغییرات در روش های سنتی می تواند تاثیر زیادی در هزینه ها ایجاد کند.
• در روشهای تولید کاهشی مانند فرزکاری CNC یا تراشکاری، مقدار زیادی متریال از یک بلوک اولیه حذف میشود تا جسم اصلی ساخته شود و این باعث هدر رفتن این متریال می شود. روشهای تولید افزایشی عموما تنها از متریالی که برای ساخت قطعه لازم است استفاده می کنند. در اکثر فرآیندها از مواد خام استفاده می شود تا بتوان آن را دوباره بازیافت کرد و در تولید مجدد از آن بهره گرفت. در نتیجه، فرآیند تولید افزایشی متریال کمتری را هدر می دهد.

مزیت ششم:

کاربرد در ساخت قطعات پیچیده

محدودیت‌هایی که در تولیدهای سنتی وجود دارند اغلب در تولید افزایشی مسئله ساز نیستند. از آنجا که ساخت جسم به صورت لایه به لایه انجام می شود طرح زاویه ها، برشهای زیرین و عدم دسترسی به ابزار مشکل ساز نخواهند شد. در پرینت سه بعدی دست طراحان کاملا باز است و می توانند هندسه های پیچیده را حتی در حالت مونتاژ نهایی طراحی و پرینت کنند. پرینت سه بعدی نه تنها دست طراحان را باز می گذارد بلکه امکان تغییر و اصلاح در طراحی را فراهم می کند. از آنجا که تکنولوژیهای تولید افزایشی در ساخت قطعات به صورت اسمبل شده بهتر عمل می کنند، برای تولید محصولات کانسپت با سری سازی کم مناسب باشند. مزیت هفتم:

کاربردهای خانگی برای کاربران آماتور

کاربردهای چاپگر سه بعدی منحصر به صنایع نیست و صدها مدل دستگاههای رومیزی (خانگی) برای کاربران آماتور در سراسر دنیا عرضه شده است (انواع متریال ترموپلاستیک که در بالا توضیح دادیم). کاربران آماتور با پرینترهای سه بعدی خانگی میتوانند وسایل خلاقانه و هنری بسیار جالبی بسازند. مزیت هشتم:

کاربرد بمنظور درآمدزایی و کارآفرینی

در ایران و سایر نقاط دنیا، چاپگرهای سه بعدی یک ابزار کارآفرینی نیز محسوب میشوند.

«پرینترهای سه بعدی» تکنولوژی که در ابتدا تنها برای گروهی از صنعتگران قابل دسترسی بود، حالا در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و حتی روشی مقرون‌بصرفه محسوب می شود. در داخل کشور نیز شرکتهای زیادی تولید چاپگرهای ایرانی را شروع کرده اند.