- مسعود موفقی
- مدیر شرکت قالبسازی HMD
ده دوازده سال بیشتر نداشتم که اولین بار با سیستم برق و موتور خودروی پدرم کار می‌کردم. در مورد پرینتر سه بعدی مطلبی از یک برنامه رادیویی شنیده بودم که ذهن مرا به خود مشغول کرده بود و همیشه این که چه وسیله‌ای است و چگونه میشود با آن کار کرد را بارها با خودم تجسم کرده بودم. تا این که سال‌ها گذشت و به صورت عملی و گسترده شروع به کار با این دستگاه‌ها کردم. دستگاه‌های پرینتر سه بعدی کاربرد وسیع و نامحدودی دارند. ما از این پرینترها بیشتر برای تهیه ماکت که بعد از ریخته‌گری و طی مراحل مختلف به قالب آلومینیومی زیره کفش تبدیل میشود استفاده می‌کنیم.
دستگاه پرینتر سه بعدی می‌تواند یک فایل سه بعدی طراحی شده با استفاده از نرم‌افزارهای سه بعدی و یا اسکنر سه بعدی را به یک جسم قابل لمس تبدیل کند پس اصلا تجسمی مثل پرینترهای کاغذی نداشته باشید. فایل سه بعدی بعد از لایه لایه شدن (برش‌هایی مثل کالباس!) و اعمال تنظیمات نحوه پرینت و انتقال آن به دستگاه و بارگذاری مواد مصرفی یا همان فیلامنت یا رزین، مدل فیزیکی آن به صورت لایه به لایه پرینت میشود.
بر خلاف کار با دستگاه‌های قدیمی مثل تراش یا فرز که قطعه سه بعدی با براده برداری یا تراش فلز تولید میشود، در پرینتر سه بعدی مدل سه بعدی با بارگذاری یا افزودن مواد بر روی یکدیگر تولید میشود. همانطور که بنا آجرها را لایه به لایه روی هم می‌چیند در پرینترهای سه بعدی نیز مواد به صورت لایه به لایه روی یکدیگر چیده می‌شوند تا در نهایت مدل سه بعدی ساخته شود.
از تکنولوژی‌های مختلفی در تولید پرینتر سه بعدی استفاده میشود. پرینترهای سه بعدی «اف‌دی‌ام» و«اف‌اف‌اف» معروف‌ترین و پرکاربردترین تکنولوژی پرینترهای سه بعدی هستند. در این روش‌ها مواد پلاستیکی به صورت رشته وارد دستگاه شده و بعد از ذوب در نازل، بر روی صفحه تزریق شده و مدل سه بعدی آن پرینت میشود. پرینتر سه بعدی رزینی نوع دیگری از تکنولوژی این دستگاه‌هاست. در این نوع از پرینترهای سه بعدی از مواد رزین حساس به نور استفاده میشود که توسط نور مادون بنفش به حالت جامد در می‌آید.
به طور کلی سه مدل سیستم تابش نور وجود دارد. در صورتی که نور با استفاده از لیزر نقطه‌ای بر روی صفحه ساخت تابیده شود به آن پرینتر سه بعدی «اس‌ال‌ای» گفته میشود. در صورتی که نور مافوق بنفش با استفاده از پروژکتور تابیده شود به آن پرینتر سه بعدی «دیالپی» گفته میشود و در صورتی که نور توسط «ال‌سی‌دی» ایجاد شود به آن پرینتر سه بعدی «ال‌سی‌دی» گفته میشود که ارزان‌ترین و پرکاربردترین پرینتر است.
یک نوع پرینتر سه بعدی پودری هم وجود دارد. در این نوع پرینترهای سه بعدی از پودر پلیمری یا فلزی جهت ساخت قطعه استفاده میشود که ازدقت و کیفیت بسیار خوبی برخوردار هستند. ساخت قطعه در این دستگاه‌ها نیاز به ساپورت گذاری ندارند (نوعی پایه‌های حمایت‌کننده از مدل) البته در پرینترهای رزینی ساپورت گذاری موضوعی مهم و تخصصی است. در صورتی که پودر از نوع پلاستیک یا پلیمری باشد به آن پرینتر سه بعدی «اس‌ال‌اس» گفته میشود و برای پودرهای فلزی از پرینتر سه بعدی «اس‌ال‌ام» استفاده میشود که توان لیزر بالاتری دارند و همچنین مجهز به محفظه خلاء یا گاز خاص هستند.
اگر بخواهیم از مزایای دستگاه پرینتر سه بعدی نام ببریم، می‌توانیم بگوییم که این تکنولوژی باعث ایجاد تغییرات زیادی در زندگی امروز شده است و دلیل این تغییرات، عملکرد بالای این دستگاه‌ها در تولید مدل‌های سه بعدی پیچیده و کاهش بسیاری از هزینه‌های پیش تولید و بخصوص نمونه سازی است.
استفاده از پرینتر سه بعدی در پروسه تولید کالاهای خاص و سفارشی، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌هایی مثل ساخت قالب که پیش از این به صورت سنتی انجام می‌شده و بسیار زمان بر شده است. با توجه به نوع ماده مصرفی جهت تولید کالا، در برخی مواد مانند مواد سیلیکون می‌توان به کمک پرینتر سه بعدی قالب را پرینت سه بعدی نمود و مستقیما از آن جهت قالب‌گیری مواد مختلف استفاده کرد. استفاده از پرینتر سه بعدی به جای روش‌های سنتی تولید، باعث کاهش دور ریز و ضایعات میشود که این موضوع علاوه بر محافظت محیط زیست، باعث کاهش هزینه‌های تولید نیز میشود.
در پرینترهای سه بعدی، پیچیده بودن یک مدل اهمیت چندانی ندارد. یعنی قطعات پیچیده‌ای که امکان تولید آنها به روش‌های سنتی وجود نداشت امروزه به کمک پرینتر سنتی قابل تولید هستند و این امر باعث میشود تا پروسه تولید یک محصول به دلیل ترکیب شدن چندین قطعه در یکدیگر و ایجاد یک قطعه پیچیده کوتاهتر شود.
پرینترهای سه بعدی مانند هر ماشین دیگری معایبی هم دارند:
مقرون به صرفه نبودن تولید انبوه
در صورتی که هدف شما تولید انبوه یک محصول یا قطعه است، استفاده از پرینتر سه بعدی مقرون به صرفه نیست.
مواد مصرفی محدود
در پرینترهای سه بعدی، تنوع مواد مصرفی محدود هستند و این موضوع در برخی موارد مانع از به کارگیری آن در تولید محصولات خاص با مواد خاص میشود.
محدودیت ابعادی
هر دستگاه دارای محدودیت ابعادی است و نمی‌توان قطعات بزرگتر از حجم پرینت دستگاه را پرینت کرد.
البته در دستگاه‌های صنعتی جدید برخی از این مشکلات تا حد زیادی برطرف شده است. امروزه به وفور از پرینترهای سه بعدی در صنایع مختلف مثل هوا و فضا، معماری و ماکت سازی، صنایع اتومبیل سازی، محصولات تجاری و کالاهای مصرفی، تجهیزات الکترونیکی، صنایع نظامی، پزشکی و دندانپزشکی، آموزش و قالبسازی استفاده میشود.
برای این که بتوانیم در بین پرینترهای سه بعدی موجود در بازار انتخاب درستی داشته باشید لازم است به تکنولوژی مد نظر، جنس صفحه ساخت، نوع گرم‌کن‌ها یا هیترها، انواع ماژول‌ها، انواع لیزر، کالیبراسیون، ابعاد دستگاه، ابعاد پرینت و جزئیات دیگر بسته به کاربردی که در نظر گرفته‌اید توجه داشته باشید.
در ایران نیز شرکت‌هایی اقدام به فروش انواع پرینترها کرده‌اند اما نکته‌ای که کمتر به آن پرداخته شده این است که تقریبا تمام دستگاه‌های موجود از نوع رومیزی و کوچک هستند که از لحاظ دقت و کارایی قابل مقایسه با ابر پرینترهایی که در سطح جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرند نیستند. بیشتر این دستگاه‌های رومیزی جنبه سرگرمی داشته و بازده پایینی دارند. در دستگاه‌های رومیزی حساسیت پایین بوده و دستگاه آماده ارائه خدمات در سطح صنعتی را ندارد. این مشکلات عدم رضایت مشتری، افزایش خطا و اتلاف زمان و مواد خام را به همراه خواهد داشت.
در ابر پیرینترهای صنعتی این توانایی وجود دارد که در مدت زمان حدود بیست و چهار ساعت سه یا چهار سری (حدود چهل عدد) ماکت کفش پرینت گرفته شود که این تعداد برای بیشتر قالبسازها یک رویا محسوب میشود.
