ضرورت استفاده از پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف

یکی از مهمترین فناوری های روز دنیا که مورد توجه بسیاری قرار گرفته است، پرینتر 3 بعدی می باشد. این تکنولوژیها با توجه به ویژگی ­­­های بارزی که دارد، توانسته است در شمار زیادی از صنایع و کسب و کار ها مهم نقش کلیدی ایفا سازد. در حالت کلی، پرینتر سه بعدی یک روش ساخت و تولید افزایشی لایه لایه ای می باشد. به بیانی ساده، مواد به شکل لایه لایه بر روی هم قرار می گیرند و در آخر محصول مورد نظر به شکل یکپارچه تولید می گردد. در این مقاله به بررسی استفاده از پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف می پردازیم. با ما همراه باشید.

در ابتدا از این فناوری تنها در تولید نمونه نخست یک محصول در مدت زمان اندک استفاده می کردند. ولی امروزه از جهت افزایش بسیار زیاد تقاضای محصول های سفارشی در شمار کم و درخواست محصول هایی با ابعاد هندسی بسیار دقیق و پیچیده، استفاده از پرینترهای سه بعدی در زمینه های متنوعتر امکان پذیر تر شده است.

استفاده از پرینتر های سه بعدی با پروسه های بهینه و سریع موجب صرفه جویی در زمان و همچنین هزینه شده است. به علاوه باعث افزایش چشم گیر کیفیت و دقت محصول شده در حالیکه مقدار استفاده از مواد به این شیوه کم تر می شود. علت این موارد این می باشد که پرینتر های سه بعدی، آزادی عمل خیلی زیادی در ساخت قطعه های پیچیده را به علت لایه لایه ساختن اجسام دارند. همچنین، پرینتر سه بعدی فقط به نسخه cad فایل طراحی قطعه نیازمند می باشد که به تبع آن مرحله ها و فرایند های تولیدی کوتاه تر می گردد.

مثال هایی از استفاده پرینتر سه بعدی در انواع صنعت های گوناگون

فناوری پرینتر های سه بعدی در حالت کلی در 5 نوع گوناگون طبقه بندی می گردد:

پرینتر سه بعدی در صنعت خودروسازی

یکی از اولین صنایعی که از تکنولوژی پرینتر های سه بعدی استفاده کرد، صنعت خودروسازی بود. در ابتدا شرکت های خودرو ساز از تکنولوژی ساخت افزایشی تنها برای نمونه سازی سریع استفاده می کردند، اما امروزه از تکنولوژی پرینت 3 بعدی در تولید سریع و یا نمونه سازی موتور ها، محفظه های انتقال و حتی قطعات نهایی دقیق که مستقیما روی خودرو قرار می گیرند، استفاده می کنند.

خودرو تولید شده توسط پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی در ساخت انواع قطعات بیرونی و درونی خودرو ها کاربرد دارد. شرکت های خودروسازی اصلی که از این تکنولوژی در تولیدات خود استفاده می کنند، شرکت های تولید کننده خودرو های Super Sport و فرمول 1 می باشند. در سال 2014، شرکت لوکال موتورز اولین خودرویی را که تمام قطعات آن از ABS و فیبر کربن با پرینتر 3 بعدی تولید شده بود را معرفی کرد.

پرینتر سه بعدی در صنایع نظامی و هوافضا

پرینتر سه بعدی در صنایع الکترونیک و رباتیک

پرینتر سه بعدی، امکان آزادی عملی و ایجاد تغییرات در ساخت قطعات را به کاربران می دهند. به همین دلیل، در ساخت کامپیوتر های شخصی، لپتاپ ها و ربات ها نیز استفاده می شوند. لپتاپ های منبع باز یکی از محصولاتی است که در ساخت آن از تکنولوژی پرینتر های سه بعدی استفاده شده است.

در زمینه ساخت ربات ها نیز، به دلیل پیچیدگی بالای قطعات مکانیکی و الکترونیکی آن‌ ها، طراحی اولیه آن‌ ها به سختی امکان پذیر است. اما با استفاده از پرینتر های سه بعدی، این امکان فراهم می شود تا قطعات ربات با کیفیت بالا و به سرعت ساخته شده و در صورت نیاز، اصلاحات لازمی روی آن‌ها اعمال شود. این بدان معناست که کاربران بدون محدودیتی می توانند به تولید محصول ایده آل خود بپردازند. همچنین، پرینتر های سه بعدی در تولید محفظه های نگهدارنده اینترنت اشیا که به عنوان یک تکنولوژی نو در نظر گرفته می شود، کاربرد دارند.

پرینتر سه بعدی در پزشکی و دندان پزشکی

استفاده از پرینتر سه بعدی در صنایع آموزشی و علم پزشکی، و به خصوص در زمینه ساخت مدل‌ های آناتومی بدن، بازخورد بسیار خوبی دریافت کرده است. این تکنولوژی به جراحان کمک می‌ کند تا با استفاده از مدل سازی ها و تهیه دستورالعمل های دقیق، جراحی را با کنترل بهتری انجام دهند. همچنین، از این تکنولوژی برای تولید پروتز های با هزینه کم و ایمپلنت های استخوانی برای درمان پوکی استخوان استفاده می‌ شود.

پرینتر سه بعدی در صنعت پزشکی

هر چند کمتر به کاربرد های تولید بافت و اندام با استفاده از پرینتر سه بعدی پرداخته شده است، اما در سال ۲۰۱۴ از این تکنولوژی برای بازسازی چهره یک فرد جانباز استفاده شد و در سال ۲۰۱۸ در جراحی پیوند کلیه نیز به‌کار رفت. در دندانپزشکی، استفاده از پرینتر های سه بعدی بیشتر از هر حوزهٔ دیگری در علم پزشکی رواج دارد.

ساخت براکت ها برای هم‌ ترازکردن و مرتب‌سازی دندان‌ ها در ارتودنسی، یکی از کاربرد های رایج این تکنولوژی در دندانپزشکی است. همچنین، کاشت دندان، پروتز، ایمپلنت و ساخت تاج دندان از دیگر کاربرد های پرینترهای سه بعدی در این حوزه است. پیش‌بینی می‌ شود که در آینده، این تکنولوژی در زمینه کمک‌ های شنوایی و دندانپزشکی نقش مهمی را ایفا خواهد کرد.

پرینتر سه بعدی در صنایع ساختمان سازی و معماری

پرینترهای سه بعدی علاوه بر دنیای صنعتی، تاثیرات مثبتی بر پیشرفت های خلاقانه دارند. این تکنولوژی به معماران و طراحان کمک می کند تا ایده های خلاقانه خود را با دقت و پیچیدگی مورد نظر، به واقعیت بپیوندانند. ماکت سازی و مدل سازی در صنعت معماری از کاربردهای مهم این تکنولوژی است. استفاده از پرینترهای سه بعدی به معماران این امکان را می دهد تا با دقت بیشتری کار خود را بررسی کنند و نواقص آن را بهبود بخشند.

علاوه بر این، ساخت مدل ها با استفاده از پرینترهای سه بعدی نسبت به روش های سنتی مانند استفاده از چوب و کاغذ، هزینه کمتری دارد. در بُعد بزرگتر، پرینترهای سه بعدی برای ساخت مصالح ساختمانی نیز استفاده می شوند. این تکنولوژی باعث افزایش بهره وری، صرفه جویی در هزینه ها و کاهش اتلاف مواد و انرژی در صنعت ساختمانی می شود. در نتیجه ساختمان هایی که با استفاده از پرینترهای سه بعدی ساخته شده اند، از جمله روستای شامبالا در ایتالیا و موزه بنیاد آینده در دبی هستند.

پرینتر سه بعدی در صنایع نفت، پتروشیمی و تجهیزات وابسته

استفاده از پرینتر های سه بعدی در ساخت و تولید قطعاتی در حوزهٔ صنعت نفت و پتروشیمی، مانند همزن و پروانه، پمپ ها، سوپاپ ها و ماشین‌ آلات موتور توربو و سایر قطعات حساس، رایج است. این تکنولوژی مشکلات مربوط به خدمات پس از فروش و تهیه لوازم یدکی برخی تجهیزات در این حوزه را حل می‌ کند.

پرینتر سه بعدی در صنایع مشاغل مربوط به هنر، مد لباس و آشپزی

در سال های اخیر از پرینتر های سه بعدی به جهت ساخت و نگهداری از میراث فرهنگی استفاده شده است. برخی از اقلام موجود در موزه ها مانند اسکلت دایناسور ها به دلیل تکمیل کردن و در معرض دید عموم قرار دادن نیاز به ساخت برخی از استخوان ها و مدل سازی کلی دارند. لذا از این تکنولوژی در این حوزه نیز استفاده می شود.

پیشرفت تکنولوژی پرینتر های سه بعدی در حوزه رزولوشن و مواد منعطف سبب شده است تا مشاغلی مانند طراحی لباس و مد در این تکنولوژی وارد شوند. لباس هایی مانند کفش، تاج، کلاه و کیف که با این تکنولوژی تولید شده اند، به خوبی در جشنواره ها درخشیدند. بنابراین طولی نمی کشد تا این تکنولوژی وارد برخی از مجموعه های مد و فشن مطرح در دنیا شود.

پرینتر سه بعدی در صنعت غذا

ضمن این که کمپانی هایی مانند نایک در برخی از محصولات خود از پرینتر های سه بعدی بهره گرفته اند. همچنین از پرینتر های سه بعدی در ساخت زیور آلات و عینک ها نیز استفاده می شود. حوزه آشپزی، به تازگی در تکنولوژی پرینتر های سه بعدی ورود پیدا کرده است که باعث شگفت زدگی بسیاری از مردم نیز شده است. در ابتدا این روش بر روی شکلات و شکر انجام شد و سپس بر روی گوشت در سطح پروتئین سلولی صورت گرفت.

پرینتر های سه بعدی مواد غذایی با فشرده سازی لایه ای غذا می تواند سبب تولید انواع مختلفی از غذا ها و خوراکی ها مانند شکلات، آبنبات، کراکر، ماکارونی و پیتزا شود. با نگاه به آینده می توان انتظار داشت که از پرینتر های سه بعدی به عنوان تکنولوژی کامل در آماده سازی غذا و متعادل کردن ارزش های مواد غذایی به شکلی سالم و جامع معرفی کرد.

کسب درآمد با پرینتر های سه بعدی

با وجود این که تکنولوژی پرینتر های سه بعدی در جهان نو پا به حساب می آیند؛ سرعت رشد بسیار بالایی دارند و فعالیت در این حوزه می تواند سبب کسب در آمد بالایی برای کاربران شود. درآمد زایی از این تکنولوژی به طرق مختلفی قابل انجام است. یکی از پر درآمدترین این راه ها حوزه مدل سازی، قالب سازی برای طراحان و فروشندگان طلا و جواهر می باشد. البته باید در نظر داشت که کار کردن با پرینتر های سه بعدی نیاز به مهارت بالایی نیز دارد. شاخه دیگری که می تواند سبب افزایش درآمد شود؛ تعمیر این دستگاه است زیرا این دستگاه نیز مانند سایر دستگاه های چاپگر، گاهی دچار خرابی نیز می شوند. با استفاده از پرینتر های سه بعدی می توان خدمات چاپ به ارگان ها، شرکت ها و عموم مردم را در حوزه محصولات هنری و تزئینی ارائه کرد. پرینتر های سه بعدی در ایران آن چنان که شایسته است دارای جایگاه مناسبی نیست. اما سرعت رشد و شناسایی خوبی را در بازار های ایران بدست آورده است. به طور کلی با توجه به پیشرفت تکنولوژی و اهمیت مسئله زمان، به زودی شاهد پیشرفت این فناوری در اکثر حوزه های فنی و صنعتی در جهان خواهیم بود [2,4,10].