پرينتر سه بعدي

پرينتر سه بعدي، مانند هر روش ساخت، بدون مشكل نيست. علاوه بر رشته‌بندي در پرينت سه بعدي، كه در آن رشته‌هاي رشته نازك ناخواسته بين نواحي غيرچاپ شده كشيده مي‌شوند و در نتيجه «رشته‌هايي» از مواد ايجاد مي‌شود، شبح‌سازي نيز وجود دارد. ممكن است شما در مورد اين پديده پرينت سه بعدي با نام ديگري مانند زنگ، پژواك يا حتي موج دار شنيده باشيد - اما همه آنها به يك مشكل اشاره مي كنند. در واقع، اصطلاح ghosting بسيار مناسب است، زيرا خطوط يا حتي كل طرح‌ها به شكلي ضعيف تكرار مي‌شوند. اين بدان معني است كه اگر يك لوگوي گرد را چاپ كنيد، براي مثال، ساير آثار ناخواسته لوگو پس از چاپ واقعي روي قسمت چاپ سه بعدي شما پيدا مي شود. از نظر بصري، مشابه زماني است كه يك سنگ در آب پرتاب مي‌شود و موج‌هايي ايجاد مي‌كند كه هر چه فاصله از ضربه بيشتر شود، كم‌رنگ‌تر و كم‌نورتر به نظر مي‌رسند.

با اين حال، اين عملكردهاي تكراري قبلي روي سطح چاپ شده تنها زماني واقعاً قابل مشاهده مي شوند كه نور با زاويه خاصي به آنها برخورد كند. اين اغلب در حين چاپ FDM اتفاق مي افتد زيرا در فيلامنت ها رايج است. Ghosting هميشه لزوماً روي كل قسمت تأثير نمي گذارد، بلكه يك الگو يا الگوي موج دار است كه توسط ارتعاشات چاپ ايجاد مي شود، اما به نوبه خود مي تواند كل قسمت چاپ شده با چاپ سه بعدي را خراب كند. همانطور كه قبلا ذكر شد، اثرات ارواح توسط ارتعاش فشار ايجاد مي شود كه مي تواند محرك هاي مختلفي داشته باشد. اكنون به بررسي اين عوامل مي پردازيم و توضيح مي دهيم كه چه تنظيماتي را بايد انجام دهيد تا در چاپ هاي بعدي از آنها جلوگيري كنيد.

Ghosting چه زماني رخ مي دهد و چه كاري مي توان در مورد آن انجام داد؟

وقتي صحبت از ارواح در پرينت سه بعدي به ميان مي آيد، يكي از دلايل اصلي كه بيشتر مردم به آن فكر مي كنند سرعت چاپ بسيار سريع است – و درست است! در حالي كه كاربران از سرعت چاپ بالاتري بهره مند مي شوند زيرا زمان كلي چاپ را كاهش مي دهد، همچنين شانس افزايش لحظه اينرسي را افزايش مي دهد كه مي تواند بر كشش تأثير بگذارد و در نتيجه باعث ايجاد شبح شود. اگر هد چاپ با سرعت خيلي بالايي پيش برود، به نيروي بيشتري نياز دارد تا متوقف شود تا متعاقباً بتواند جهت ادامه چاپ را تغيير دهد. اگر با رشته‌هاي معمولي مانند PLA يا ABS كار مي‌كنيد، ميانگين سرعت چاپ 50 تا 60 ميلي‌متر بر ثانيه است، اما اگر به شدت از اين مقدار فراتر رود، خطر شبح‌سازي افزايش مي‌يابد. با اين حال، علاوه بر سرعت چاپ، بايد به سرعت سفر نيز توجه كنيد، يعني زماني كه نازل در بين چاپ ها تغيير مكان مي دهد، زيرا اين موارد مي توانند بر پديده چاپ سه بعدي شبح مانند نيز تأثير بگذارند.

با تلف شدن 50 درصد از صخره ها در سه دهه گذشته، اقداماتي براي مقابله با تهديداتي مانند تغييرات آب و هوايي، صيد بيش از حد و آسيب هاي ناشي از انسان ضروري است. آزمايشگاه طراحي ريف استراليا با استفاده از فناوري پرينتر سه بعدي، با توليد بزرگترين صخره مرجاني مصنوعي چاپ سه بعدي جهان در مالديو، به نقطه عطف مهمي دست يافته است. اين دستاورد شامل ايجاد قالب هاي سه بعدي پيچيده با تقليد از ساختارهاي صخره هاي طبيعي بود كه سپس در مواد سراميكي شبيه كربنات كلسيم موجود در صخره هاي واقعي ريخته شد. اين سازه‌ها غوطه‌ور و پر از مرجان‌هاي زنده بودند، با اين پيش‌بيني كه حيات دريايي جديد را پرورش دهند و به‌عنوان صخره‌هاي زنده شكوفا شوند. اين تلاقي فناوري و حفاظت، نويدبخش حفاظت از اقيانوس ها و پرورش تنوع زيستي دريايي است، زيرا تلاش ها براي دوباره پر كردن اين اكوسيستم هاي ارزشمند براي نسل هاي آينده ادامه دارد.

مرجان هاي چاپ سه بعدي براي رشد جلبك هاي ميكروسكوپي

جلبك ها و مرجان ها در يك مشاركت سودمند متقابل شركت مي كنند كه در آن مرجان به عنوان ميزبان جلبك ها عمل مي كند، كه با توليد قند از طريق فتوسنتز براي تغذيه مرجان عمل مي كند. اين همكاري همزيستي براي رشد صخره هاي مرجاني بسيار مهم است. با درك اين وابستگي متقابل، دانشمندان دانشگاه كمبريج و دانشگاه كاليفرنيا سن ديگو در ايجاد ساختارهاي مرجاني پرينت سه بعدي با استفاده از فناوري پرينت زيستي سه بعدي پيشرفته پيشگام شدند. اين ساختارهاي مرجاني مهندسي شده، كشت جلبك هاي ميكروسكوپي را تسهيل مي كند. مرجان‌هاي بيونيك با استفاده از مواد منحصراً زيست‌سازگار، از طريق تركيبي از ژل‌هاي پليمري و هيدروژل‌هاي تزريق شده با نانومواد سلولز ساخته مي‌شوند كه دقيقاً تركيب بافت‌هاي مرجاني را تقليد مي‌كنند. سرعت فرآيند چاپ زيستي سه بعدي به عنوان يك مزيت قابل توجه است كه امكان توليد اين ساختارها را در عرض چند دقيقه فراهم مي كند و در عين حال زنده بودن سلول هاي محصور را تضمين مي كند.

چگونه SECORE مرجان ها را رشد مي دهد

Boston Ceramics و Emerging Objects با سازمان حفاظت از محيط زيست SECORE (***ual Coral Reproduction) در يك ابتكار مشترك كه بر درك رفتارهاي توليد مثلي مرجان ها متمركز است، به نيروهاي خود پيوسته اند. SECORE تخم‌ها و اسپرم‌هاي مرجاني را جمع‌آوري مي‌كند و آنها را در محيط‌هاي كنترل‌شده تا زماني كه به لارو شناور تبديل مي‌شوند، پرورش مي‌دهد. متعاقبا، اين لاروها در ساختارهاي چاپ سه بعدي قرار مي گيرند كه براي جذب و تسهيل اتصال مرجاني طراحي شده اند. پس از چسباندن محكم، اين سازه ها به صورت استراتژيك در مناطق صخره اي به منظور بازسازي قرار مي گيرند. در طول اين تعهد، سازه ها با استفاده از مواد سراميكي كه از Boston Ceramics تهيه شده است، ساخته مي شوند و فرآيند چاپ سه بعدي توسط Emerging Objects تسهيل مي شود.

چاپ با پرينتر سه بعدي مي تواند ضايعات و انتشار گازهاي گلخانه اي را هنگام باز كردن لاستيك ها كاهش دهد. تيمي از ويرجينيا تك توسط موسسه REMADE براي يك پروژه 1.5 ميليون دلاري براي بهبود بازپخت تاير با استفاده از ساخت افزودني انتخاب شده است. باز كردن لاستيك بخش رايج تعمير و نگهداري خودروهاي تجاري است. اساساً، هنگامي كه يك تاير فرسوده مي شود، قبل از اينكه لايه جديدي از تاير به آن بچسبد، سطح آن بايد صاف شود. اين اقدام براي ايمني لاستيك ها حياتي است، اما خود اين فرآيند نسبتاً ناكارآمد است. براي رفع اين مشكل، تيم به چاپ سه بعدي و اسكن سه بعدي روي آورده است تا كارايي را بهبود بخشد و در نتيجه ضايعات و انتشار گازهاي گلخانه اي را كاهش دهد.

در ايالات متحده، صنعت حمل و نقل در اين كشور تقريباً به طور كامل به وسايل نقليه تجاري به ويژه تريلرهاي تراكتور، كه به عنوان كاميون هاي نيمه تريلر نيز شناخته مي شوند، وابسته است. در واقع، طبق گزارش اداره حمل و نقل، 13 ميليون كاميون در ايالات متحده مشغول به كار هستند كه 2.9 ميليون تريلر تراكتوري را شامل مي شود. علاوه بر اين، نزديك به 70٪ از كل بار در ايالات متحده توسط كاميون حمل مي شود و آن را به يكي از بزرگترين صنايع اين كشور تبديل مي كند. در نتيجه، طبق بيانيه مطبوعاتي ويرجينيا تك، سالانه حدود 14.5 ميليون تاير در ايالات متحده بازپخت مي شود. متعاقباً، ضايعات، حدود 9 پوند مواد اضافي در هر لاستيك، و ناكارآمدي ها واقعاً در طول زمان اضافه مي شوند. به همين دليل است كه كريس ويليامز، L.S. پروفسور راندولف در مهندسي مكانيك و همچنين موسسه REMADE معتقدند كه به دنبال افزايش راندمان بازپخت تاير بسيار مهم است. از جمله از طريق استفاده از چاپ سه بعدي.

اما دقيقاً چگونه از اين فناوري ها براي بازپخت تاير استفاده مي شود؟ طبق اطلاعات ويرجينيا تك، رويكرد تيم استفاده از اسكن سه بعدي، پرينت سه بعدي و روباتيك صنعتي براي ايجاد فرآيند جديدي براي بازخواني خواهد بود. تركيب اين فناوري هاي مختلف و علم مواد در واقع براي موفقيت پروژه حياتي است. ويليامز توضيح مي‌دهد: «تنها راه براي پرداختن به چالش بزرگ اين پروژه در تجسم مجدد فرآيند بازپخت تاير، از طريق يك رويكرد فرا رشته‌اي مبتني بر تيم است كه بر ملاحظات همزمان مواد، فرآيند توليد مواد افزودني و عملكرد نهايي تايرها متمركز است.»

از نظر پرينت سه بعدي، به نظر مي رسد روش انتخابي روش جديدي براي اكستروژن با استفاده از اتصالات روي بازوي رباتيك باشد. اين به طور كلي با الاستومرهاي پرينت سه بعدي با كارايي بالا تركيب مي شود كه از طريق همكاري با مركز طراحي زيستي ايالت آريزونا براي مواد و توليد ماكرو مولكولي پايدار سنتز مي شود. در نهايت، با انعطاف پذيري بازوهاي رباتيك، امكان پرينت سه بعدي مستقيماً روي نواحي لازم روي تاير فرسوده با استفاده از اكستروژن وجود خواهد داشت كه در ايده مشابه با رسوب مستقيم انرژي (DED) هر چند با پليمرها است. اين امكان ايجاد لاستيك هاي بادوام را فراهم مي كند كه حتي سخت ترين الزامات ايمني را برآورده كنند.

ويليامز نتيجه‌گيري مي‌كند: «ما واقعاً براي انجام اين پروژه چالش‌برانگيز هيجان‌زده هستيم كه پيشرفت‌هاي علم و توليد پليمر از جمله اسكن سه بعدي، پرينت سه بعدي و روباتيك صنعتي را ادغام مي‌كند. اگر همه چيز به خوبي پيش برود، فناوري پنچرگيري حاصل مي تواند منجر به كاهش سالانه حدود 90 متريك كيلوتن ضايعات لاستيك و 800 متريك كيلوتن انتشار CO2 [دي اكسيد كربن] در سراسر صنعت بازپخت شود.

اگرچه ماه هاي تابستان فوايد زيادي دارد، اما به جرات مي توان گفت كه همه چيز در مورد فصل سرگرم كننده نيست. قابل توجه است كه عرق كردن در گرما پديده اي ناراحت كننده است كه همچنين مي تواند آثار شرم آور روي لباس ها به جا بگذارد و همچنين ما را آشفته و بدبو كند. اما آيا مي دانستيد كه عرق در واقع مي تواند كليدي براي كمك به بيماران براي رديابي سلامت خود باشد؟ يا اين همان چيزي است كه محققان دانشگاه هاوايي در كالج مهندسي Mānoa روي پروژه جديدي شرط بندي مي كنند كه در آن از يك حسگر عرق پوشيدني ابتكاري چاپ شده با پرينتر سه بعدي، با نام مستعار "sweatainer" براي به دست آوردن اطلاعات كليدي در مورد سلامت و بهداشت استفاده مي كنند. بيماري ها

عرق كردن در واقع براي بدن بسيار مفيد است. اين به ما كمك مي كند تا دماي بدن خود را تنظيم كنيم و همچنين سموم را از بدن خارج كنيم. اما همچنين يك منبع حياتي براي پزشكان براي رديابي شاخص هاي مختلف سلامت است. در اين مورد، محققان به اين واقعيت اشاره مي‌كنند كه نه تنها مي‌تواند سرنخ‌هايي از كم‌آبي، خستگي و سطح قند خون ارائه دهد، بلكه به نظارت بر شرايط جدي‌تر نيز كمك مي‌كند. اينها شامل فيبروز كيستيك، ديابت و نارسايي قلبي است. با توجه به اينكه تخمين زده مي شود كه 40000 كودك و بزرگسال با فيبروز كيستيك، 37.3 ميليون بزرگسال مبتلا به ديابت و 6.5 ميليون مبتلا به نارسايي قلبي تنها در ايالات متحده زندگي مي كنند، اين مي تواند براي كمك به حفظ سلامت اين افراد بسيار مهم باشد. و پرينت سه بعدي انعطاف لازم براي ساخت اين دستگاه نوآورانه را در اختيار محققان قرار داد.

مزاياي سنسور عرق چاپ سه بعدي

اگرچه شايد به اندازه روش هايي مانند خون گيري به طور گسترده مورد بحث قرار نگيرد، جمع آوري عرق در حال حاضر به عنوان بخشي از آزمايش براي بيماري هاي مختلف، به ويژه فيبروز كيستيك استفاده مي شود. با اين حال، روش‌هاي سنتي مي‌توانند پرهزينه و دشوار باشند، زيرا نياز به استفاده از بالشتك‌هاي جاذب يا لوله‌هاي ريز حفره‌اي دارند كه روي اپيدرم فشار داده مي‌شوند تا عرق را جذب كنند. اين امر مستلزم پرسنل آموزش ديده، حمل و نقل ويژه و تجهيزات آزمايشگاهي پرهزينه است. حتي با ظهور دستگاه هاي پوشيدني، آنها هنوز يك بار مصرف هستند. اما به لطف استفاده از توليد افزودني، محققان توانستند اين دستگاه پوشيدني جديد را ايجاد كنند كه به ادعاي آنها توانايي دستگاه‌هاي عرق پوشيدني را افزايش مي‌دهد و جهشي بزرگ در تجزيه و تحليل عرق خواهد بود.

اين سنسور با استفاده از يك چاپگر تجاري DLP ساخته شده است (اگرچه نام تجاري ذكر نشده است) و يك دستگاه پوشيدني كوچك است كه از نظر اندازه شبيه برچسب كودك است. اين دستگاه قادر به جمع آوري و تجزيه و تحليل عرق است و داراي تعدادي ويژگي منحصر به فرد است كه محققان معتقدند به هدايت نوآوري به سمت نظارت بر سلامت شخصي در دسترس تر، راحت تر و روشن تر كمك مي كند. به عنوان مثال، بيانيه مطبوعاتي به روش جمع‌آوري عرق «چند كشي» اشاره مي‌كند كه مي‌تواند امكان جمع‌آوري نمونه‌هاي عرق متعدد و جداگانه را براي تجزيه و تحليل روي دستگاه يا در آزمايشگاه فراهم كند. به گفته محققان، اين كار مجموعه عرق را كارآمدتر مي‌كند و مي‌تواند به باز كردن امكان آزمايش در خانه، ذخيره نمونه‌ها براي تحقيقات آينده و ادغام بهتر با روش‌هاي نظارت بر سلامت موجود كمك كند. حركت به سمت سلامت شخصي تر و به ويژه در خانه روندي است كه به طور فزاينده اي در چاپ سه بعدي پزشكي شاهد آن بوده ايم زيرا يكي از مزاياي استفاده از فناوري ها در اين بخش است.

تايلر ري، يكي از نويسندگان اين تحقيق و همچنين استاديار دپارتمان مهندسي مكانيك، نتيجه‌گيري مي‌كند: «چاپ سه‌بعدي حالت طراحي كاملاً جديدي را براي حسگرهاي عرق پوشيدني با امكان ايجاد شبكه‌ها و ويژگي‌هاي سيال با پيچيدگي بي‌سابقه امكان‌پذير مي‌كند. با اين ژاكت، ما از چاپ سه بعدي براي نمايش فرصت هاي گسترده اي كه اين رويكرد براي نمونه سازي در دسترس، نوآورانه و مقرون به صرفه از دستگاه هاي عرق پوشيدني پيشرفته مي دهد، استفاده مي كنيم.

جديدترين داروي چاپ سه بعدي Triastek براي كوليت اولسراتيو مي تواند روده بزرگ را مستقيماً هدف قرار دهد

پرينتر سه بعدي به طور فزاينده اي راه خود را به سمت مراقبت هاي بهداشتي از جمله در داروسازي باز مي كند. در واقع، چند شركت مختلف در حال بررسي استفاده از توليد افزودني براي ايجاد داروهاي سفارشي براي درمان بهتر بيماري‌ها هستند. اكنون يكي از بزرگترين توليد كننده چيني Triastek، موفقيت اخير خود را در اولين مطالعه در انسان (FIH) براي سومين محصول دارويي پرينت سه بعدي خود، T21 اعلام كرده است. ثابت شده است كه دارو را براي درمان كوليت اولسراتيو متوسط تا شديد (UC) مستقيماً به روده بزرگ مي رساند. طبق گفته Triastek، اين اولين بار است كه پلتفرم هدف گيري كولون در آزمايشات انساني تأييد شده است.

براي كساني كه آشنايي ندارند، كوليت اولسراتيو يك بيماري التهابي مزمن روده است. طبق گفته كلينيك مايو، اين دارو باعث التهاب و زخم در داخلي ترين پوشش روده بزرگ مي شود كه در غير اين صورت كولون ناميده مي شود. اگرچه هيچ درماني وجود ندارد، درمان براي جلوگيري از عوارض تهديد كننده زندگي مانند سوراخ شدن روده بزرگ، افزايش خطر لخته شدن خون، خونريزي شديد، كم آبي شديد و موارد ديگر ضروري است.

در واقع، اين بيماري اغلب در بزرگسالي ايجاد مي شود و شيوع آن بين 156 تا 291 مورد در هر 100000 نفر در سال است. اين نتيجه تخمين زده مي شود كه 600000 تا 900000 تنها در ايالات متحده با اين بيماري زندگي كنند. با اين حال، مانند ساير بيماري هاي گوارشي، اگرچه مصرف خوراكي دارو روش ترجيحي تجويز دارو است، اما اثربخشي آن مي تواند بين بيماران بسيار متفاوت باشد. اين به اين دليل است كه مكانيسم‌هاي انتقال محيطي و مخاطي گوارشي در سراسر دستگاه گوارش مي‌توانند به‌طور قابل‌توجهي متفاوت باشند. در نتيجه، اين مي‌تواند منجر به عوارضي مانند انتشار دارو در ساير بخش‌هاي دستگاه گوارش شود و دستيابي به تحويل دقيق داروها به مكان‌هاي خاص اغلب دشوار بوده است. اين دقيقاً همان مشكلي است كه Triastek اميدوار است با T21، يك داروي خوراكي انتقال هدفمند روده بزرگ كه قبلاً مجوز IND را از FDA دريافت كرده است، به آن رسيدگي كند.

اگر تصميم گرفته ايد كه پرينتر سه بعدي ارزشي به كسب و كار شما بيافزايد، مهم است كه بتوانيد بر اساس نياز خود يكي را انتخاب كنيد. ميشا واسواني نيز سخنان حكيمانه اي در اين زمينه دارد تا به روند انتخاب كمك كند. پس چه چيزي را بايد در نظر بگيريد؟ يكي از مهم ترين عوامل به گفته ميشا كيفيت خروجي است كه اميدواريد به آن برسيد. توضيح داده شده است كه محصولات توليد شده توسط پرينت سه بعدي هنوز خطوط روي آنها را از لايه هاي مختلف چاپي كه براي توليد شي ايجاد شده اند نشان مي دهد. با اين حال، توضيح داده شده است كه پلاستيك بيش از فلزات و كامپوزيت ها اين را نشان مي دهد. ميشا توضيح مي دهد كه برخي از پرينتر ها از روشي استفاده مي كنند كه مواد پايه رزين را با ليزر درمان مي كند و اين مي تواند گزينه بهتري براي دستيابي به كيفيت باشد.

ساير عوامل مرتبط هنگام انتخاب چاپگر سه بعدي مطابق با ميشا واسواني اندازه و هزينه است. اندازه مهم است كه بايد در مورد آن فكر كنيد. چاپگرهاي كوچكتر براي محصولات كوچك مناسب هستند، اما زماني كه محصولات بزرگتر هستند، چاپگرها نيز بايد بزرگتر باشند تا نيازهاي چاپ را برآورده كنند. به گفته ميشا، هزينه از دو جنبه مرتبط است. يكي اين واقعيت است كه در وهله اول هزينه خود چاپگر وجود دارد. دوم هزينه توليد در هر واحد است كه مورد توجه نيز خواهد بود و اين مي تواند بسيار متفاوت باشد، بسته به توانايي دستگاه براي توليد واحدها و سرعت آن و همچنين رشته فيلامنت. كه در فرآيند چاپ استفاده مي شود. برخي از كسب و كارها ممكن است مايل به خريد چاپگر سه بعدي خود نباشند و اين سازمان ها ممكن است از استفاده از مراكز چاپ سه بعدي سود ببرند. اين به سازمان اين امكان را مي‌دهد تا هزينه استفاده از چاپگر را براي كارهاي موقتي كه ممكن است مورد نياز باشد، بپردازد.

پرينت سه بعدي فقط براي چاپ محصولات استفاده نمي شود. همانطور كه ميشا توضيح مي‌دهد براي انواع ديگر فعاليت‌هاي زمين‌شكني نيز استفاده مي‌شود. شايد يكي از هيجان انگيزترين موارد استفاده از آن براي ايجاد بافت اندام باشد. هيجان انگيزتر اين است كه اين نوع چاپ قبلاً منجر به توليد محصولاتي شده است كه براي جراحي ترميمي در افراد استفاده شده است. اگر فكر مي كنيد كه كسب و كار شما نيازي به چاپ سه بعدي ندارد يا نمي تواند از آن بهره مند شود، بهتر است دوباره فكر كنيد، زيرا چاپ سه بعدي واقعاً هر روز مرزها را بيشتر مي كند.

از داستان علمي تخيلي تا مختل كننده زنجيره تامين: تكامل صنعت چاپ با پرينتر سه بعدي

با پيشرفت در مواد، دقت و سرعت، چاپ سه بعدي نقش برجسته تري در توليد، مراقبت هاي بهداشتي، هوافضا و حتي هنر آشپزي ايفا مي كند. پيشرفت‌ها در اين زمينه، از جمله كارايي، هزينه، مواد و دسترسي، در حال تغيير شكل دادن به روش ايجاد و نوآوري ما در دنياي مدرن است. چگونه برندهاي برتر در فناوري چاپ سه بعدي نوآوري مي كنند و راه حل هاي منحصر به فرد و سفارشي را در سراسر جهان ارائه مي دهند؟

آنچه زماني مفهومي آينده نگر در رمان ها و فيلم هاي علمي تخيلي به تصوير كشيده مي شد، پرينت سه بعدي به يك فناوري دگرگون كننده با كاربردهاي عملي در صنايع تبديل شده است. برندهاي معروف مانند Formlabs، Stاين نام مجاز نمي باشدsys، Carbon و Creality، نقشي محوري در پيشبرد مرزهاي فناوري و پذيرش آن در بخش‌هاي مختلف بازي كرده اند.

پلتفرمي كه اخيراً تحت گل سرسبد كانال يوتيوب Dinis Guarda راه اندازي شده است، Techabc داراي آخرين روندها، بينش ها و اختراعات فناوري است. اولين قسمت كه به چاپ سه بعدي اختصاص داشت، اعداد قابل توجهي را در مورد چاپ با پرينتر سه بعدي برجسته كرد:

ارزش بازار جهاني پرينت سه بعدي در سال 2022 برابر با 16.75 ميليارد دلار بود و پيش بيني مي شود كه از سال 2023 تا 2030 با CAGR 23.3 درصد رشد كند و به ارزش 83.9 ميليارد دلار برسد. در سال 2021، تقريباً 2.2 ميليون واحد چاپگر سه بعدي ارسال شد كه انتظار مي رود تا سال 2030 به 21.5 ميليون واحد برسد.

چاپ سه بعدي: تاريخچه و تكامل

پرينت سه بعدي، كه به عنوان توليد افزودني نيز شناخته مي شود، به عنوان يك فناوري پيشگامانه با پتانسيل تبديل صنايع و تغيير شكل شيوه توليد اشيا در حال ظهور است.

مفهوم چاپ سه بعدي به دهه 1980 برمي گردد، زماني كه چارلز هال، مهندس آمريكايي، تكنيكي به نام استريوليتوگرافي (SLA) را توسعه داد. هال شركت 3D Systems را تأسيس كرد، يكي از اولين شركت هايي كه در فناوري چاپ سه بعدي پيشگام بود. در طول سال‌ها، ساير روش‌هاي توليد افزودني، مانند تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) و مدل‌سازي رسوب ذوب شده (FDM)، معرفي شدند كه قابليت‌هاي چاپ سه بعدي را گسترش دادند.

در اواخر دهه 2000، افزايش قابل توجهي در علاقه و سرمايه گذاري در فناوري چاپ سه بعدي وجود داشت. طبق داده هاي سال 2020 از اداره ثبت اختراع اروپا، درخواست هاي ثبت اختراع اروپايي مربوط به چاپ سه بعدي است كه با نرخ 36 درصد رشد داشته است. پيشرفت در مواد، سرعت چاپ و دقت، پتانسيل اين فناوري را در بخش‌هاي مختلف گسترش داد:

پيشرفت‌هاي چاپ زيستي: توانايي چاپ بافت‌ها و اندام‌هاي انسان با استفاده از پرينت زيستي سه بعدي، امكانات جديدي را در پزشكي به وجود آورده است. محققان با موفقيت بافت هاي عملكردي مانند رگ هاي خوني و تكه هاي قلب را چاپ كرده اند و راه را براي پيوند اعضاي بالقوه در آينده هموار مي كنند.

كاربردهاي هوافضا و خودرو: صنايع هوافضا و خودرو از پرينت سه بعدي براي نمونه سازي سريع، ساخت قطعات سبك وزن و حتي توليد قطعات حياتي موتور استقبال كرده اند. اين امر منجر به كاهش هزينه ها و بهبود كارايي در اين بخش ها شده است.

تعالي در طراحي بايد به برتري در محصولات ترجمه شود - بايد درك درستي از فرآيند توليد، مواد چاپ سه بعدي و فناوري وجود داشته باشد.

پرينت سه بعدي در سال 2014 به جريان اصلي نفوذ كرد زيرا پتنت ها در زمينه فناوري هايي مانند استريوليتوگرافي (SLA) و تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) شروع به انقضا كردند. در حالي كه نحوه پرينت سه بعدي لايه به لايه – اضافه كردن مواد براي ساخت يك ساختار به جاي تفريق – به دانش رايج تبديل شده است، بسياري از اين موضوع آگاه نيستند كه اين فناوري بر بهبود و تسريع توسعه محصول بنا شده است. توليد افزودني به صنعت خدمات چند لايه منفجر شده است.

طراحان و مهندسان مي‌توانند قطعات پيچيده را، چه در نمونه سازي سريع و چه در ساخت نهايي – و تا خاص ترين نيازها از ابتدا تا انتها، كامل كنند، خواه بدانند پرينتر سه بعدي چگونه كار مي كند، به طور كلي، چگونه مي‌توان يك پرينتر سه بعدي را شفاف كرد. چاپ يا در نهايت نحوه تكميل پرينت هاي سه بعدي.

چگونه يك مدل سه بعدي براي آپلود و ساخت موفق طراحي كنيم

تعالي در توسعه بخشي به برنامه ريزي خوب و انتخاب هاي خوب خلاصه مي شود، از ايجاد ويژگي ها و عملكردهاي مطلوب گرفته تا تجزيه و تحليل و عرضه محصولات با كيفيت. دستورالعمل هاي طراحي پرينت سه بعدي نقش مهمي دارند، اما تكنيك به همان اندازه مهم است.

توليدكنندگان سنتي كه به دنبال راه هايي براي ساده كردن توليد هستند ممكن است تعجب كنند كه چاپ سه بعدي چگونه كار مي كند و ممكن است مطمئن نباشند كه از كجا شروع كنند يا چگونه براي چاپ سه بعدي طراحي كنند. اين همه در جزئيات است. طراحان بايد در مورد بهترين مواد و تكنولوژي براي طراحي خود تحقيق كنند و هندسه هاي قوي با عناصر مهم مانند ضخامت ديوار مناسب و بافت مناسب را در اولويت قرار دهند. قدرت جهت چاپ سه بعدي به عنوان پارامتر اصلي براي دقت، در كيفيت قطعه نيز ضروري است. جهت گيري كه مسئول نحوه چرخش قطعه در فضاي ساخت چاپ سه بعدي است، از موفقيت در چاپ پذيري پشتيباني مي كند و مستقيماً با استحكام، دقت و كيفيت سطح مرتبط است.

تجزيه و تحليل در مورد قابليت چاپ يكي از مهمترين مراحل پس از آماده شدن مشتري براي آپلود يك مدل سه بعدي است. اگرچه مشتريان اكثر مدل ها را به راحتي آپلود مي كنند، ممكن است چالش هاي چاپ سه بعدي وجود داشته باشد كه نياز به توجه بيشتري دارد.

Angeliki Sioliou، متخصص طراحي اپليكيشن هاي كاربر در Shapeways مي گويد: «ما مي توانيم به بازسازي بسياري از مدل هاي سه بعدي با مشكلات سازگاري كمك كنيم. ما قادر به ارائه بازخورد سفارشي هستيم و نحوه مدل‌هاي پرينت سه‌بعدي را كه ممكن است در ابتدا براي مواد ناسازگار با هندسه‌هاي پيچيده تنظيم شده‌اند، هدايت كنيم.»

هنگامي كه يك مدل سه بعدي آپلود مي شود، Shapeways و تيم UA براي كسب و كارهايي كه در حال كاوش در مواد و فناوري پيشرفته پرينت سه بعدي هستند، بسيار ارزشمند هستند و به سمت توليد محصولات آماده بازار حركت مي كنند كه مي توانند مستقيماً براي شركت يا مشتريان خود در بسته بندي با برچسب سفيد ارسال شوند.

روشويي پرينت سه بعدي Verner Architects نشان دهنده روند رو به رشد طراحان و مهندسان است كه براي اقلام در مقياس بزرگتر به چاپ سه بعدي روي مي آورند – كه با اندازه تخت چاپ بزرگتر در تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) امكان پذير شده است.

چاپ سه بعدي براي پزشكي

پيش بيني شده توسط تحليلگران تا سال 2030 به 5846.74 ميليون دلار برسد، چاپ با پرينتر سه بعدي براي برنامه هاي مراقبت هاي بهداشتي انتظار مي رود از سال 2021 تا 2030 با CAGR 20.10 درصد رشد كند. پرينتر سه بعدي براي برنامه هاي پزشكي با تأثيرات فوق العاده اي در سطح جهاني، اغلب پس از تبديل فايل هاي پزشكي به مدل سه بعدي امكان پذير مي شود.

Shapeways اين امتياز را دارد كه روي برخي از پروژه هاي خارق‌العاده با شركت هايي در سراسر جهان كار كند، و Armor Bionics كه مقر آن در اروگوئه است نيز از اين قاعده مستثني نيست. Armor Bionics مدل هاي دقيق و دقيقي را ارائه مي كند - كه به عنوان GPS براي جراحان توصيف مي شود - به آنها كمك مي‌كند تا زمان حضور در اتاق‌هاي عمل را كوتاه كنند، زمان بهبودي بيماران را كاهش دهند و با ارائه ابزارهاي تشخيصي و آموزشي دقيق تر، حاشيه تلاش را كاهش دهند.

فرآيند مدل سازي سه بعدي زماني آغاز مي شود كه Armor Bionics نيازهاي مشتري را توضيح مي دهد و با تصاويري شروع مي شود كه مي تواند به صورت آنلاين براي آنها ارسال شود. تيم Armor Bionics مدل را با توجه به تمام مشخصات مشخص شده توسط مشتري، اغلب پيچيده، طراحي مي كند.

هنگامي كه مدل پاك شد و براي توليد آماده شد، براي چاپ سه بعدي در نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] به Shapeways فرستاده مي شود. از آنجا، يك جراح مي تواند:

بيمار را تشخيص دهيد

طرح درمان را مشخص كنيد

با تكيه بر مدل پزشكي پرينت سه بعدي، براي جراحي آماده و آموزش دهيد

از مدل پزشكي پرينت سه بعدي به عنوان كمك بصري براي آموزش بيماران و خانواده ها استفاده كنيد

تربيت دانشجويان پزشكي

طراحان ديگري مانند فلامينگو وركز استعدادهاي خود را به سمت پلتفرم هاي آموزشي پيچيده پرينت سه بعدي و بسيار موثر عمل كرده اند. تيم طراحي صنعتي Flamingo Works بر اساس درخواست مشتري خود، يك سيستم يادگيري براي جراحي‌هاي به كمك ربات ايجاد كرد. آنها با كنار گذاشتن قرارداد، يك سيستم گيميفيكيشن را ايجاد كردند كه رنگارنگ و سرگرم كننده است و از گزينه هاي زيادي براي رنگ ها و پرداخت هاي موجود با نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] و تف جوشي ليزري انتخابي استفاده مي كند. اين تركيب مواد/فناوري چاپ سه بعدي الزامات پروژه را براي دوام به دليل استفاده طولاني مدت از ابزارهاي آموزشي برآورده كرد.

روشويي پرينت سه بعدي Verner Architects نشان دهنده روند رو به رشد طراحان و مهندسان است كه براي اقلام در مقياس بزرگتر به چاپ سه بعدي روي مي آورند – كه با اندازه تخت چاپ بزرگتر در تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) امكان پذير شده است.

چاپ سه بعدي براي پزشكي

پيش بيني شده توسط تحليلگران تا سال 2030 به 5846.74 ميليون دلار برسد، چاپ با پرينتر سه بعدي براي برنامه هاي مراقبت هاي بهداشتي انتظار مي رود از سال 2021 تا 2030 با CAGR 20.10 درصد رشد كند. پرينتر سه بعدي براي برنامه هاي پزشكي با تأثيرات فوق العاده اي در سطح جهاني، اغلب پس از تبديل فايل هاي پزشكي به مدل سه بعدي امكان پذير مي شود.

Shapeways اين امتياز را دارد كه روي برخي از پروژه هاي خارق‌العاده با شركت هايي در سراسر جهان كار كند، و Armor Bionics كه مقر آن در اروگوئه است نيز از اين قاعده مستثني نيست. Armor Bionics مدل هاي دقيق و دقيقي را ارائه مي كند - كه به عنوان GPS براي جراحان توصيف مي شود - به آنها كمك مي‌كند تا زمان حضور در اتاق‌هاي عمل را كوتاه كنند، زمان بهبودي بيماران را كاهش دهند و با ارائه ابزارهاي تشخيصي و آموزشي دقيق تر، حاشيه تلاش را كاهش دهند.

فرآيند مدل سازي سه بعدي زماني آغاز مي شود كه Armor Bionics نيازهاي مشتري را توضيح مي دهد و با تصاويري شروع مي شود كه مي تواند به صورت آنلاين براي آنها ارسال شود. تيم Armor Bionics مدل را با توجه به تمام مشخصات مشخص شده توسط مشتري، اغلب پيچيده، طراحي مي كند.

هنگامي كه مدل پاك شد و براي توليد آماده شد، براي چاپ سه بعدي در نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] به Shapeways فرستاده مي شود. از آنجا، يك جراح مي تواند:

بيمار را تشخيص دهيد

طرح درمان را مشخص كنيد

با تكيه بر مدل پزشكي پرينت سه بعدي، براي جراحي آماده و آموزش دهيد

از مدل پزشكي پرينت سه بعدي به عنوان كمك بصري براي آموزش بيماران و خانواده ها استفاده كنيد

تربيت دانشجويان پزشكي

طراحان ديگري مانند فلامينگو وركز استعدادهاي خود را به سمت پلتفرم هاي آموزشي پيچيده پرينت سه بعدي و بسيار موثر عمل كرده اند. تيم طراحي صنعتي Flamingo Works بر اساس درخواست مشتري خود، يك سيستم يادگيري براي جراحي‌هاي به كمك ربات ايجاد كرد. آنها با كنار گذاشتن قرارداد، يك سيستم گيميفيكيشن را ايجاد كردند كه رنگارنگ و سرگرم كننده است و از گزينه هاي زيادي براي رنگ ها و پرداخت هاي موجود با نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] و تف جوشي ليزري انتخابي استفاده مي كند. اين تركيب مواد/فناوري چاپ سه بعدي الزامات پروژه را براي دوام به دليل استفاده طولاني مدت از ابزارهاي آموزشي برآورده كرد.