خدمات پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی دارای کاربردها و خدمات فراوانی در صنایع مختلف از جمله  تولید، پزشکی، معماری، هنر و طراحی می باشد. برخی از کاربران از پرینتر سه بعدی برای ایجاد پرینترهای سه بعدی بیشتر استفاده می کنند. در حال حاضر خدمات پرینت سه بعدی در صنایع تولیدی، پزشکی، صنعت و صنایع فرهنگی مورد استفاده قرار گرفته است که باعث تبدیل پرینت سه بعدی به یک تکنولوژی تجاری موفق می شود. در ادامه در این باره بیشتر بخوانید.

کاربردهای تولیدی پرینتر سه بعدی

پرینت سه بعدی باعث می شود که هزینه تولید یک قطعه به اندازه هزینه تولید هزار عدد کم باشد. این امر ممکن است تاثیر بنیادی همانند تاثیرات غیر قابل پیش بینی موتور بخار در سال ۱۷۵۰، چاپ در سال ۱۴۵۰ یا ترانزیستور در سال ۱۹۵۰ را ایجاد کند. بنابراین پیش بینی تاثیرات طولانی مدت پرینت سه بعدی غیر ممکن است. اما تکنولوژی در حال پیشرفت است و احتمالا هر زمینه ای را که لمس کند، تحت تأثیر قرار می دهد.

کاربردهای فناوری های ساخت افزایشی از دهه ۱۹۸۰ در زمینه توسعه محصول، مصور سازی اطلاعات، نمونه سازی سریع و تولید تخصصی آغاز شد. از آن زمان گسترش این تکنولوژی در تولید در دهه های اخیر در حال توسعه است. نقش تولید صنعتی در صنایع فلزکاری برای اولین بار در اوایل سال ۲۰۱۰ به مقادیر قابل توجهی رسید. از آغاز قرن بیست و یکم، فروش ماشین آلات تولید افزایشی بسیار افزایش پیدا کرده و قیمت آنها به شدت کاهش یافته است. طبق گفته یک مشاور به نام Wohlers Associates،  بازار پرینترهای سه بعدی و خدمات آن ها در سال ۲۰۱۲ به ارزش ۲،۲ میلیارد دلار و ۲۹ درصد نسبت به سال ۲۰۱۱ افزایش یافته است. McKinsey پیش بینی می کند که تولید افزایشی تا سال ۲۰۲۵ می تواند سالانه ۵۵۰ میلیارد دلار بر اقتصاد تاثیر بگذارد. فناوری های ساخت افزایشی صنایع بسیاری کاربرد دارند از جمله در معماری، ساخت و ساز (AEC)، طراحی صنعتی، خودرو سازی، هوا فضا، صنایع نظامی، مهندسی، دندانپزشکی، صنایع پزشکی، بیوتکنولوژی (جایگزینی بافت انسانی)، مد، کفش، جواهرات، عینک، آموزش، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، غذا و بسیاری از زمینه های دیگر.

نخستین کاربرد تولید افزایشی در اتاق ابزار طیف تولید بوده است. به عنوان مثال، نمونه سازی سریع یکی از اولین کاربردهای ساخت افزایشی بوده است و هدف از آن کاهش زمان و هزینه اولیه ساخت نمونه های جدید قطعات و دستگاه ها بوده است، که قبلا تنها با روش های ساخت کاهشی از قبیل فرزکاری CNC و سنگ زنی با دقت بسیار بیشتر از پرینت سه بعدی و ایجاد قطعاتی با کیفیت بهتر و سریعتر اما گاهی اوقات برای نمونه سازی با  دقت پایین قطعات بیش از حد پر هزینه است. با پیشرفت های فنی در تولید افزایشی و انتشار این پیشرفت ها در دنیای کسب و کار، روش های افزایشی در حال تبدیل شدن به روش های خلاقانه و گاه غیر منتظره درتولید هستند. بعضی از قطعات که قبلا تنها با روش های کاهشی ساخته می شد در برخی موارد می توانند از طریق ساخت افزایشی سودآورتر شوند.

کاربردهای خدمات پرینت سه بعدی

خدمات پرینت سه بعدی در صنایع خودروسازی

در صنعت خودرو به دلیل رقابتی که وجود دارد نیاز است تا خودروسازان هر روز به دنبال معرفی محصولات جدید به بازار باشند تا از رقبای خود عقب نمانند. به همین دلیل نیاز به تحقیق و توسعه و نمونه سازی در صنعت خودرو به شدت وجود دارد. از بدو ورود خدمات پرینت سه بعدی به صنعت خودروسازی، یکی از اصلی ترین کاربرد های این فناوری در نمونه سازی برای تولید قطعات جدید در خودروسازی ها بوده است. برای نمونه میتوانید مقاله پرینت سه بعدی و شخصی سازی خودرو در شرکت BMW را مطالعه کنید.

نمونه بارز این کاربرد، شرکت BMW می باشد که خود سرمایه گذار اولین نمونه دستگاه پرینتر سه بعدی SLS در آلمان بوده است که توسط شرکت EOS توسعه پیدا کرده است. این گفته خود موسس و مدیر عامل شرکت EOS آلمان، بزرگترین تولید کننده دستگاه های پرینتر سه بعدی SLS در دنیا است که در مصاحبه خود بیان داشته است. همچنین در ایران نیز اگر بنگریم خواهیم دید که شرکت ایران خودرو از اولین استفاده کننده های فناوری خدمات پرینت سه بعدی در ایران بوده است.

پرینت سه بعدی در صنایع دفاعی

صنعت دفاعی در هر کشوری به دلیل استراتژیک بودن و حساسیت های خاص امنیتی همواره در مرز علم حرکت می کند و نیاز به استفاده از تحقیق و توسعه در این صنایع به شدت جدی است. همین طور در ایران نیز صنایع دفاعی به دلیل طبیعتی که دارند، بیشتر از صنایع دیگر با تحقیق و توسعه همراه بوده اند. هر جایی که نیاز به تحقیق و توسعه باشد، نیاز به نمونه سازی و تولید محصولات جدید و تست بر روی آن ها نیز وجود دارد. از این روی، فناوری پرینت سه بعدی کاربرد فراوانی در صنعت دفاعی دارد. در ایران نیز اولین کسانی که با فناوری پرینت سه بعدی آشنا شدند، مرتبط با صنایع دفاعی و نظامی بوده اند.

پرینت سه بعدی در صنعت هوافضا

به دلیل اینکه در صنایع هوافضا نیاز به نمونه سازی و تولید قطعات به صورت تک ساخت و با تیراژ پایین وجود دارد، فناوری پرینت سه بعدی در این صنعت جایگاه ویژه ای یافته است. همچنین در صنعت هوافضا بیشتر از تکنیک پرینت سه بعدی SLS برای تولید قطعات پلیمری و فلزی استفاده می شود. امروزه شرکت های هوافضایی بزرگی مانند بوئینگ، جنرال الکتریک، راکت داین، ایرباس و همچنین سازمان فضایی امریکا (ناسا)، از خدمات پرینت سه بعدی برای تولید قطعات هوافضایی بهره می برند.

یکی از پروژه هایی که نشان از تمرکز زیاد سازمان های هوافضایی بزرگ دنیا بر روی فناوری پرینتر سه بعدی دارد، پروژه ای تحت عنوان “ساخت فضا” یا همان Made in Space می باشد. این پروژه در سال ۲۰۱۴ در سازمان فضایی آمریکا مطرح گردید و منجر به پرتاپ یک پرینتر سه بعدی به فضا در سال ۲۰۱۶ شد. در این پروژه هدف تولید یک دستگاه پرینتر سه بعدی بود که بتواند در شرایط “جاذبه صفر”، به تولید قطعات بپردازد و این مزیت را در بر داشت که باعث می شود فضانوردان ایستگاه فضایی بین المللی بتوانند برخی تجهیزات مورد نیاز خود را در فضا تولید کنند و لذا لازم نیست برای یک ابزار مورد نیاز خود منتظر ارسال آن از زمین باشند.

پرینت سه بعدی کالاهای مصرفی

بیشترین کاربرد خدمات پرینت سه بعدی امروز در تولید کالاهای مصرفی است. کالاهای مصرفی شامل بسته بندی ها، لوازم منزل و آشپزخانه، لوازم بهداشتی، لوازم شخصی، لوازم اداری و پوشاکی مانند کفش می باشند. در همه این صنایع تولیدی امروزه از فناوری پرینت سه بعدی برای تولید قطعات نهایی و نمونه سازی استفاده می شود. مثلا در ایران شرکت پارس خزر بیش از ۱۰ سال است که خود به دستگاه پرینتر سه بعدی SLS مجهز بوده و برای تولید قطعات جدید لوازم منزل از این فناوری استفاده می کند. یا مثال دیگر آن، شرکت نایک است که سری جدیدی از کفش های ورزشی را با استفاده از پرینتر سه بعدی تولید کرده است. این کفش ها امروزه در بازار کشور خودمان نیز موجود هستند.

کاربرد پرینت سه بعدی در پزشکی

یکی از زمینه های کاربردی بسیار جذاب فناوری پرینت سه بعدی در فناوری های زیستی و پزشکی است. در این زمینه، در تولید ایمپلنت های بافت های سخت مانند استخوان این فناوری امروز تجاری شده است و برخی از شرکت های قوی در دنیا در این زمینه فعالیت می کنند که از جمله آنها می توان به شرکت Biomet و Stryker اشاره کرد. توانایی فناوری پرینت سه بعدی در تولید قطعات به صورت تک باعث شده است تا ایمپلنت های تولید شده با این فناوری همخوانی هندسی دقیقی با بدن بیمار داشته باشد. یکی دیگر از کاربرد ها در زمینه تولید ایمپلنت های جذبی از جنس پلیمر های زیست تخریب پذیر است. همچنین فناوری پرینت سه بعدی در زمینه مهندسی بافت و تولید بافت های نرم نیز وارد شده است. از جمله کاربرد های آن می توان به تولید داربست (scaffold) مهندسی بافت و مبحث جالب پرینتر های سه بعدی زیستی اشاره کرد. همچنین فناوری پرینت سه بعدی در تولید لوازم پزشکی و کمک جراحی و ابزار و وسایل توانبخشی نیز کاربرد پیدا کرده اند.

مهندسی معکوس

مهندسی معکوس فرآیندی است که برای تولید دوباره قطعات و دستگاه هایی که وجود دارند، انجام می شود. در مهندسی معکوس هدف این است که نمونه یک قطعه و یا دستگاه ساخته شود، بدون نیاز به اینکه فرآیند طراحی مهندسی صورت گیرد. مهندسی معکوس می تواند از ساده ترین روش ها مانند اندازه گیری ابعادی قطعه با استفاده از خط کش و کولیس تا روش های پیچیده ای مانند اسکن سه بعدی قطعه به وسیله لیزر، انجام شود. وقتی از کاربرد پرینت سه بعدی در مهندسی معکوس نام می بریم منظور، تبدیل قطعه موجود به فایل کامپیوتری CAD و سپس، ساخت دوباره آن به وسیله پرینتر سه بعدی ، می باشد.

البته علاوه بر کاربرد های فوق کاربرد های دیگری مانند جواهر سازی، قالب سازی و ریخته گری نیز وجود دارد.