پرینترهای سه بعدی در ایران

روشهای تولید چاپگر سه بعدی یا دستگاه مدلسازی سریع (Rapid Prototyping) در دنیا به عنوان مباحث روز در مجامع علمی مطرح می باشد. جمعی از متخصصین کشورمان در قالب شرکت چاپگرهای سه بعدی ایران با عنایت خداوند متعال موفق به تولید یک دستگاه چاپگر سه بعدی یا دستگاه مدلسازی سریع (Rapid Prototyping) در داخل کشورمان شده اند. این طرح در سازمان ثبت علائم و طرحهای صنعتی نیز به ثبت رسیده است. از این پس هدف اصلی ما ارائه خدمات مربوط به مدلسازی سریع (Rapid Prototyping) و تولید انبوه این دستگاه و برآورده کردن نیاز داخلی کشور و همچنین صادرات این دستگاه به سایر کشورهای جهان میباشد. ما توانسته ایم در زمینه تولید دستگاه چاپگر سه بعدی یا دستگاه مدلسازی سریع (Rapid Prototyping) به خود کفایی برسیم و امروز کشور عزیز ما می تواند جز معدود کشورهای دارای این تکنولوژی در جهان باشد.

پرینت سه بعدی برای نمونه سازی قطعات صنعتی (هوا فضا-خودروسازی-الکترونیک-لوازم خانگی- اسباب بازی-معماری وماکت سازی-صنایع نظامی-طراحی صنعتی-قالب سازی-ریخته گری-مجسمه سازی و هنر- صنعت مد پزشکی و … در ایرن کاربرد دارد

طرز کار پرینترهای سه بعدی

دستگاه چاپگر سه بعدی شامل چهار بخش اصلی می باشد:

1-    بخش الکترونیک

2-    بخش مکانیکی

3-    بخش نرم افزاری

4-    بخش ماده اولیه جهت ساخت اجسام و هد سازنده

 مراحل تولید اجسام توسط دستگاه چاپگر سه بعدی به شرح زیر می باشد:

ابتدا باید فایل نرم افزاری جسم سه بعدی در یک محیط نرم افزاری تولید شود در مرحله بعد فایل تولید شده باید توسط نرم افزار مخصوص دستگاه به قالب قابل شناسایی توسط دستگاه چاپگر سه بعدی تبدیل شود.

بعد از تبدیل فایل نام فایل را به Print  تغییر داده و بر روی  SD RAMکپی کرده و داخل دستگاه قرار می دهیم.

دستگاه چاپگر سه بعدی بدون نیاز  اتصال به کامپیوتر  بعد از روشن شدن با استفاده از قسمت الکترونیک محتوای حافظه جانبی خود را جستجو کرده و به دنبال فایل Print می گردد بعد از پیداکردن فایل محتوای فایل را بررسی کرده و مسیر حرکت بازوهای متحرک را شناسایی می کندسپس این مسیرهارا به مرکز کنترل بخش مکانیکی منتقل می کتد. مرکز کنترل بخش مکانیکی دستگاه چاپگر سه بعدی بازوهای متحرک را  حرکت میدهد.

همزمان با حرکت بازوهای متحرک سیگنالهایی جهت کنترل هد دستگاه نیز ارسال شده و  میزان و ضخامت و دمای هد دستگاه را تنظیم می کند.این مراحل به تعداد لایه های جسم مورد نظر تکرار شده و تا زمان پایان ساخت ادامه پیدا می کند.

کلیه مراحل تولید نیز توسط نرم افزار مانیتورینگ دستگاه مانیتور شده و جهت بررسی های بعدی ذخیره می شود.

مواد تخصصی درچاپ 3 بعدی

چاپ 3 بعدی درجه مصرف­ کننده منجر به تولید موادی جدید شد که به طور خاص برای پرینترهای 3 بعدی تولید شده بودند. برای مثال، مواد نخی تکامل پیدا کردند تا ، چه به لحاظ ظاهری و چه به لحاظ بافتی شبیه به چوب شوند. گذشته از این، فناوری‌های جدید مانند همجوشی فیبر کربنی در پلاستیکهای قابل چاپ، امکان تولید موادی قوی تر و سبک تر را میداد. گذشته از مواد ساختاری جدیدی که به علت چاپ 3 بعدی تولید شدند، فناوریهای جدید امکان تولید الگوهایی را میداد که به طور مستقیم در قسمتهایی که به شکل 3 بعدی چاپ میشد به کار برده میشد. پودر سیمان بدون آهن اکسیده پورتلند برای تولید ساختارهای معماری تا 90 فوت ارتفاع استفاده شده است.

در 24 اکتبر سال 2014، دختری پنج ساله که با انگشتان ناقص دست چپش متولد شد اولین کودک در انگلیس بود که از دست مصنوعی که با فناوری چاپ 3 بعدی ساخته شده بود برخوردار شد. دست او را سازمان توانمندی مستقر در ایالات متحده طراحی کرد که سازمانی باطراحی منبع آزاد است و از شبکه داوطلبان طراحی و ساخت اندام مصنوعی بیشتر برای کودکان استفاده میکند. این دست مصنوعی بر مبنای یک قالب گچی بود که والدین او ساخته بودند. پسری به نام الکس نیز با دستی که بازو از بالای آرنج نداشت متولد شد. این گروه قادر بودند که از چاپ 3 بعدی برای ذخیره کردن بازوی توانمندکننده ماهیچه الکتریکی استفاده کنند که این ماهیچه با موتور و باتری که با برق نگار ماهیچه حرکت میکند کار میکند. با استفاده از پرینترهای 3 بعدی توانمندکننده تا به حال بیش از 400 دست پلاستیکی را برای کودکان تولید کرده است.

اندام‌های مصنوعی چاپی در توانمندسازی حیوانات چلاق استفاده شده است. در سال 2013، یک پای چاپی 3 بعدی به یک اردک چلاق امکان داد که دوباره راه برود. در سال 2014 نوعی سگ کوچک که بدون پاهای جلویی متولد شده بود با چاپ 3 بعدی از بند و چرخ برخوردار شد. پوسته‌های 3 بعدی خرچنگ استوایی به این خرچنگها امکان داد که در خانه ای با سبک جدید سکونت کنند. یک نوک مصنوعی ابزار دیگری بود که با استفاده از چاپ 3 بعدی برای کمک به یک عقاب بی نوک به نام بیوتی، که نوکش به شدت در اثر تیراندازی از جا کنده شده بود ساخته شد. از سال 214، زانوی تیانیومی قابل خرید که با پرینتر 3 بعدی برای سگها ساخته شده است برای بازتوانی حیوانات مورد استفاده قرار گرفت. بیش از 10 هزار سگ در اروپا و ایالات متحده پس از فقط یک سال درمان شدند.

در فوریه سال 2015، اف. دی. ای بازاریابی بولت جراحی را که جراحی پای با ایجاد زخم کمتر را تسهیل می‌کند و نیاز به سوراخ کردن استخوان را از بین می‌برد تایید کرد. این ابزار تیتانیومی چاپی 3بعدی، صفحه تِتِر استخوانی پیشروی سریع، برای استفاده در جراحی ترمیم در درمان پینه شست پا تایید شده است. از اواخر دهه 1970 فرایندهای چاپ 3 بعدی متعدد و متفاوتی ابداع شده است. پرینترها در ابتدا بزرگ، گران و در آن چه که میتوانستند تولید کنند بسیار محدود بودند.

تعداد بزرگی از فرایندهای افزاینده امروزه موجود است. تفاوت اصلی بین این فرایندها در روش چیدن لایه‌ها برای ایجاد اندامها و در مواد مورد استفاده است. بعضی روشها ماده را ذوب و یا نرم میکنند تا لایه‌ها را تولید کنند، برای مثال، روشهای ذوب لیزری گزینشی یا همجوشی لیزری گزینشی، مدلسازی ته نشینی همجوشی، یا فرآورده نخی همجوشی؛ در حالی که، بقیه از مواد مایع و از فناوری‌های پیچیده مختلف، برای مثال استرولیتوگرافی استفاده میکنند. در تولید شیء لایه لایه، لایه‌های نازک بریده میشوند تا شکل پیدا کرده و به یکدیگر بپیوندند (برای مثال، کاغذ، پلیمر، فلز). هر یک از این روشها مزایا و معایب خود را دارد، که در نتیجه بعضی شرکتها بین پودر و پلیمر برای مواد مورد استفاده در ساخت شیء یکی را انتخاب می‌کنند. شرکتهای دیگر گاهی از کاغذ کسب و کاری قفسه ای استاندارد در ساخت مواد برای تولید پیش نمونه با دوام استفاده میکنند. ملاحظات اصلی در انتخاب دستگاه عموما سرعت، هزینه پرینتر 3 بعدی، هزینه پیش نمونه چاپی، هزینه و انتخاب مواد، و توانایی‌های رنگی است.

 

مواد

فناوریها

نوع

ترموپلاستیک (برای مثال پی ال ای، ای بی اس، اچ آی پی اس، نایلون)، اچ دی پی ای، فلزات خوش گداز، مواد خوردنی، لاستیک (سوگرو)، رس مدلسازی، پلاستیسین، سیلیکون آر تی وی، چینی، رس فلزی (از جمله رس فلزی گران)

مدلسازی ته نشینی همجوشی یا فراورده نخی همجوشی

اخراج

 

 

 

مواد سرامیکی، آلیاژ فلز، سرمت، ترکیب ماتریس فلزی، ترکیب ماتریس سرامیکی

روبوکستینگ

تقریبا تمام آلیاژهای فلزی

فراوری شکل آزاد اشعه الکترونی

سیم

تقریبا تمام آلیاژهای فلزی

همجوشی مستقیم لیزری فلز

 

 

 

دانه دانه

تقریبا تمام آلیاژهای فلزی از جمله آلیاژهای تیتانیوم

ذوب اشعه الکترونی

آلیاژهای تیتانیوم، آلیاژهای رنگ کوبالت، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم

ذوب گزینشی لیزری

پودر ترموپلاستیک

همجوشی گزینشی گرمایی

 

ترموپلاستیک، پودر فلزی، پودرهای سرامیکی

همجوشی گزینشی لیزری

گچ

چاپ 3 بعدی گچ مبنایی

چاپ‌3 بعدی پودری و جوهری

کاغذ، ورقه فلزی، فیلم پلاستیکی

تولید شیء لایه لایه

لایه لایه

ترکیب نوری

استرولیتوگرافی

ترکیب نوری

ترکیب نوری

پردازش نور دیجیتالی

چاپگر سه بعدی در مدارس سنگاپور

چاپگر سه بعدی در مدارس سنگاپور

برنامه ی یادگیری کاربردی سنگاپور (ALP) که هدف آن ارایه برنامه های یادگیری به دانش آموزان ابتدایی است در حال گسترش است . تمام مدارس این برنامه را که شامل فعالیت های (STEM ) مانند رباتیک وبرنامه نویسی و چاپ سه بعدی است تا سال 2023 اجرا خواهند کرد
(ALP) که در حال حاضر بیش از80 مدرسه ی ابتدایی و 155 مدرسه متوسطه را خدمات می دهد برای پوشش چندین مدرسه ی ابتدایی در کشور گسترش می یابد . این گسترش انتظار می رود تا سال 2023 تکمیل شود و به دانش آموزان بیشتر کمک می کند تا مهارت های عملی را همراه با مهارت آموزشی داشته باشند .

روز دوشنبه وزیر آموزش و پرورش سنگاپور برای مدارس گفت که این برنامه دانشجویان را برای لذت بردن از عمل یادگیری الهام می بخشد و این ایده را رد می کند که چه چیزهایی مانند برنامه نویسی و چاپ سه بعدی صرفا مهارت های حرفه ای است.
(Ng Chee Meng) توضیح داد: دانش آموزن درخواست انجام کاری فراتر از کلاس درس دارند.
آنها در خود می بینند که چگونه می توانند آنچه را که در دنیای واقعی آموخته اند عملی کنند .
وزارت آموزش و پرورش علاوه بر گسترش(ALP) که تعداد زیادی چاپگر سه بعدی را در کلاس های درسی سنگاپور اعمال کرده است برای یک مرکز علمی ملی نیز هزینه می کند.
این مرکز که در اواسط سال 2020 به اتمام خواهد رسید نقش کلیدی در ارایه تجربه های کاربردی برای دانش آموزان خواهد داشت.

این کارگاه های آموزشی دست ساز جلسات آزمایشگاهی تخصصی و فرصت های مشاوره و پژوهش را فراهم می کند.
یکی از مدرسه هایی که قبلا گفتیم روی دانش آموزان تمرکز می کند و دانش آموزان خود را برای استفاده از تجهیزات چاپ سه بعدی تشویق می کند، با چاپگرهای سه بعدی دانش آموزان چیزهایی مانند پنجه ی مکانیکی و سلاح های رباتیک را ساخته اند که می تواند توسط افرادی که دارای جراحات یا معلولیت هستند استفاده شود.
سنگاپور یکی از امیدوار کننده ترین مکمل های تولید در آسیا است. این کشور خود دارای خوشه ی نوآوری ملی نوآورانه است که برای تقویت زیربنای چاپ سه بعدی کشور است و بنیاد ملی تحیقاتی سنگاپور 42 میلیون دلار در مرکز چاپ سه بعدی در دانشگاه فناوری نان یانگ سرمایه گذاری کرده است.
سنگاپور همچنین دارای برخی از فعالیت های چشمگیر چاپ سه بعدی در بخش خصوصی است.