پرینتر سه بعدی چیست؟ + اساس کار پرینترهای سه بعدی

پیشرفت تکنولوژی این امکان را به ما داده است که رؤیاهای خود را به حقیقت تبدیل کنیم. یکی از مهم‌ترین محصولاتی که به این امر کمک می­کند، چاپگر سه بعدی یا 3D Printer hsj است که احتمالاً نام آن را بارها شنیده‌اید. به راستی پرینتر سه بعدی چیست و چه مدل‌هایی دارد؟ مهم‌ترین مزایا و معایب مربوط به این محصول چه مواردی هستند؟ چطور می‌توانیم بهترین مدل از این نوع چاپگرها را تهیه کنیم؟ اگر شما نیز با چنین پرسش‌هایی روبرو هستید، تا پایان متن با ما همراه بمانید.

پرینتر سه بعدی چیست ؟ 

این نوع چاپگرها نوعی ابزار مدرن هستند که امکان چاپ تصاویر سه بعدی را بر اساس یک مدل کاملاً دیجیتال فراهم می‌کنند. کارکرد آن‌ها شبیه به چاپگرهای معمولی است که همه ما با آ‌ن‌ها آشنایی داریم؛ اما به جای دو بعد با لایه‌های سه بعدی سروکار دارند. نخستین مدل از این دستگاه‌ها در سال ۱۹۸۱ توسط دکتر هیدئو کوداما (Heideo Kodama) به تولید رسید و از آن زمان تاکنون، همچنان شاهد افزایش قابلیت‌های آن‌ها هستیم. اولین پروژه بزرگی که توسط این محصولات راه‌اندازی شد، رپ راپ (RepRap) نام داشت که بر روی راه‌اندازی خط تولید کالاهای گوناگون متمرکز بود.

به نقل از سایت  3dprinting.com  پرینتر سه بعدی اینگونه تعریف شده است:

3D printing or additive manufacturing is a process of making three dimensional objects from a digital file.

The creation of a 3D printed object is achieved using additive processes. In an additive process an object is created by laying down successive layers of material until the object is created. Each of these layers can be seen as a thinly sliced cross-section of the object.

چاپ سه‌بعدی یا تولید افزایشی فرآیندی است که در آن اشیاء سه‌بعدی از یک فایل دیجیتال ساخته می‌شوند.

ایجاد یک شیء چاپ‌شده سه‌بعدی با استفاده از فرآیندهای افزایشی انجام می‌شود. در این فرآیند، یک شیء با قرار دادن لایه‌های متوالی از مواد ساخته می‌شود تا زمانی که شیء کامل شود. هر یک از این لایه‌ها را می‌توان به‌عنوان یک برش نازک از مقطع عرضی شیء در نظر گرفت.

پرینتر سه بعدی چگونه کار میکند؟

برای پاسخ به سؤال پرینتر سه بعدی چیست، ابتدا به بیان‌ مرحله نخست به­کارگیری آن می­پردازیم. نخستین اقدام برای به­کارگیری این نوع چاپگرها شامل فرایند مدل‌سازی است که در طی آن، یک ساختار دیجیتال از جسم مدنظر ما توسط نرم‌افزارهای رایانه‌ای ایجاد می‌شود. پس از این گام، دستور چاپ به چاپگر ارسال شده و مرحله تقسیم جسم به لایه‌های چندگانه آغاز می­شود.

سپس شاهد پرینت شدن این لایه‌ها به وسیله نازل‌های تعبیه شده در درون چاپگر هستیم.نوع مواد اولیه موجود در مخزن پرینتر می‌تواند شامل متریال‌های گوناگونی همچون پلاستیک باشد. با گذشت زمان و قرار گرفتن لایه‌های گوناگون مدل دیجیتال بر روی هم،‌ جسم دلخواه ما به طور کامل چاپ خواهد شد. کل این فرایند در چاپگرهای تولید شده توسط شرکت‌های معتبر یکسان است؛ اما شاهد تفاوت‌هایی در سرعت انجام آن هستیم. سایت cdwg درباره نحوه کار اینگونه پرینتر گفته است:

It works by exposing a layer of photosensitive liquid resin to a UV-laser beam; the resin then hardens in the desired pattern, and the object is built layer by layer until it is complete. Objects printed by SLA 3D printers have smooth surfaces, but often the quality depends upon the printer type.

می‌توان روند کار پرینترهای 3D را به بازی‌های لگو شبیه‌ دانست. همان‌طور که در این نوع بازی‌ها باید لایه به لایه یک ساختار را کنار هم بچینید تا طرح نهایی ظاهر شود، در چاپگرهای سه بعدی نیز چنین روندی دنبال می­شود. امروزه این محصولات آن‌قدر توسعه یافته‌اند که حتی برای ساخت بناهای بتنی نیز از آن‌ها یاری گرفته می‌شود.

انواع پرینتر سه بعدی

در مبحث پرینتر سه بعدی چیست، لازم است در مورد انواع پرینتر سه بعدی نیز صحبت کنیم. امروزه این محصولات در مدل‌هایی همچون FDM، DLP، SLA و SLS به تولید می‌رسند که هر یک از آن‌ها دارای ویژگی‌های مختص به خود هستند. مهم است با موارد مذکور آشنایی کاملی داشته باشید تا بتوانید از بین محصولات گوناگون، دقیقاً به سراغ چاپگری بروید که با نیازهای شما همخوانی دارد. در غیر این صورت، تنها زمان و هزینه خود را هدر خواهید داد. در ادامه هر پنج مدل از پرینترهای 3D را بررسی می­کنیم.

پرینتر های سه بعدی FDM

FDM مخفف عبارت Fused deposition modeling یا مدل‌سازی رسوبی است. در پرینتر سه بعدی FDM پلاستیک ذوب شده به صورت رشته‌های بسیار نازک از درون یک نازل خارج می‌شود. می‌توان بیان کرد که چنین محصولاتی مقرون‌به‌صرفه‌ترین و بهترین پرینتر سه بعدی در سراسر جهان به شمار می‌آیند و طرف‌داران بسیار زیادی را به سمت خود جلب کرده‌اند. امکان به ­کارگیری آن‌ها جهت تولید ابزارک‌ها و قالب‌های ساده وجود دارد که خود یک نکته مثبت است.

پرینتر سه بعدی dlp

منظور از مدل dlp پرینتر سه بعدی چیست؟ نام این دسته از پرینترها به عبارت Digital light processing اشاره دارد و با توجه به همین موضوع می‌توان متوجه تفاوت‌ آن‌ها با مدل FDM شد. در این دستگاه‌ها، اشعه­های نور به لایه‌های پرینت شده رزین می‌تابد تا این ساختارها به صورت مستحکم در کنار هم قرار بگیرند و اجسام سه‌بعدی را شکل دهند. دقت پرینتر سه بعدی DLP بسیار بالا است و به همین جهت برای تولید محصولاتی که ظریف هستند، به کار برده می‌شوند.

پرینتر سه بعدی SLA

از پرینتر سه بعدی SLA  که با نام پرینتر استیرولیتوگرافی نیز یاد می‌شود که به نوع کارکرد آن‌ها ارتباط دارد. در این دستگاه‌ها از اشعه لیزر استفاده مي‌شود تا میزان سرعت آن‌ها افزایش پیدا کند. چاپگرهای استریولیتوگرافی یک محفظه اختصاصی دارند که به عنوان یک پوشش برای جلوگیری از ایجاد آسیب‌دیدگی در جسم در حال چاپ عمل می‌کند. هزینه خریداری این نوع محصولات نسبت به مدل FDM و DLP بالاتر است و تنها برای اهداف بسیار ویژه‌ به سراغ آن‌ها می‌روند.

پرینتر سه بعدی SLS

SELECTIVE LASER SINTERING یا SLS نمونه دیگری از پرینترهای سه بعدی است که ساختار فوق‌العاده مدرنی دارد. در این چاپگر می‌توان از مواد اولیه گوناگونی همچون نایلون و یا پلیمرهای مختلف استفاده کرد و این موضوع برای بسیاری از خریداران امر مهمی محسوب می‌شود. چاپگرهای اس ال اس قدرت بالایی دارند و در عین حال از دقت خوبی برخوردار هستند. این دستگاه‌ها در مراکز آموزشی و تحقیقاتی شرکت‌های بزرگ به کار گرفته می‌شوند.

در جدول زیر خلاصه ای از انواع پرینتهای سه بعدی و ویژگی هایشان را بررسی کرده ایم:

مشخصه	FDM (مدل‌سازی رسوبی)	DLP (پردازش نور دیجیتال)	SLA (استریولیتوگرافی)	SLS (سینترینگ لیزری انتخابی)
اصل کار	ذوب شدن فیلامنت پلاستیکی و لایه گذاری	تابش نور UV به رزین مایع و سخت شدن لایه ها	تابش لیزر به رزین مایع و سخت شدن لایه ها	ذوب شدن پودر پلاستیکی با لیزر و چسبیدن لایه ها
مواد مصرفی	فیلامنت پلاستیکی (PLA، ABS، PETG و …)	رزین مایع (انواع مختلف)	رزین مایع (انواع مختلف)	پودر پلاستیکی (نایلون، پلیمر و …)
دقت	متوسط	بالا	بسیار بالا	بالا
سرعت چاپ	بالا	متوسط	متوسط	پایین
هزینه	پایین	متوسط	بالا	بالا
کاربردها	نمونه سازی سریع، تولید قطعات پلاستیکی، ابزارآلات	مدل‌های دقیق، جواهرات، دندانپزشکی	مدل‌های بسیار دقیق، قطعات صنعتی، پزشکی	قطعات مقاوم، قطعات با جزئیات داخلی پیچیده
مزایا	مقرون به صرفه، تنوع مواد، سهولت استفاده	دقت بالا، سطح صاف، جزئیات دقیق	دقت بسیار بالا، سرعت چاپ بالا	مقاومت بالا، تنوع مواد، قطعات پیچیده
معایب	دقت پایین‌تر نسبت به سایر روش‌ها، لایه بندی قابل مشاهده	هزینه مواد مصرفی بالا، حساسیت به نور	هزینه بالا، سرعت چاپ پایین‌تر از FDM	هزینه بالا، سرعت چاپ پایین

کاربرد پرینتر سه بعدی

در ادامه مقاله پرینتر سه بعدی چیست، می­خواهیم کاربرد پرینتر سه بعدی را بیان کنیم. برای بیان این مطلب باید حوزه‌های متنوعی را  مورد بررسی قرار دهیم. به عنوان نمونه، از این چاپگرها در زمینه پزشکی برای ساخت انواع ایمپلنت‌های شخصی‌سازی شده و همچنین سازه‌های درمانی کمک گرفته می‌شود. در صنعت می‌توان از پرینترهای 3D به منظور نمونه‌سازی یا مدلینگ بهره برد.

امروزه امکان به­کارگیری چاپگرهای سه بعدی در ساختارهای هنری نیز وجود دارد تا بتوانیم انواع مجسمه‌ها و موارد مشابه آن‌ها را با دقت بیشتری بسازیم. حتی می‌توان این محصولات را در منزل به کار گرفت و با استفاده از آن‌ها لوازم جانبی و یا عناصر مربوط به دکوراسیون فضاهای گوناگون را تولید کرد. لازم به ذکر است که ساخت مجسمه با پرینتر سه بعدی یکی از پردرامدترین ایده های درآمد زایی با پرینترهای سه بعدی می باشد.

مزایای پرینترهای سه بعدی

در ذهن برخی از کاربران این پرسش وجود دارد که مزیت اصلی پرینتر سه بعدی چیست؟ در پاسخ می‌توان گفت که این دستگاه‌ها به ما کمک می‌کنند تا اجسام هندسی خاصی که توانایی ساخت آن‌ها به وسیله راهکارهای سنتی وجود ندارد را بسازیم. اشکالی که طراحی فوق‌العاده پیچیده‌ای دارند و یا از لایه‌های درونی گوناگونی تشکیل شده‌اند، از جمله این موارد به شمار می‌روند. در واقع باید گفت که این نوع چاپگرها به ما کمک می‌‌کنند تا از محدودیت‌های ساخت اجسام پیچیده رهایی یابیم.

مزیت دیگر این چاپگرها، کاهش میزان خطا در طراحی است. به‌عنوان‌مثال، برای تولید یک محصول به خصوص، دیگر لازم نیست چندین ماکت از آن را با دست بسازیم و سپس فرایند ساخت را شروع کنیم؛ لذا پرینترهای سه بعدی روند ساخت کالاها را تسهیل کرده­اند.

معایب پرینترهای سه بعدی

به نظر شما عیب اصلی پرینتر سه بعدی چیست؟ نخستین موردی که برای پاسخ به این پرسش باید به آن اشاره کنیم، هزینه مربوط به تهیه این محصولات است. احتمالاً می‌دانید که قیمت چاپگرهای 3D نسبتاً زیاد است و این موضوع می‌تواند کاربرانی که بودجه کافی در دسترس ندارند را دچار مشکل کند، البته باید بگوییم که در سال‌های اخیر، شرکت‌های تولیدکننده توانسته‌اند هزینه ساخت آن‌ها را به شکل قابل توجهی کاهش دهند تا اکثر افراد توانایی تهیه این نوع پرینترها را داشته باشند.

یکی دیگر از عیوب مهم، سرعت پایین این نوع چاپگرها است که این موضوع به مکانیزم عملکرد آن‌ها ارتباط دارد. به­ کارگیری پرینترهای سه‌ بعدی نیازمند یادگیری یک سری اصول و قوانین است که یادگیری‌ آنها می‌تواند زمان‌بر باشد. هزینه مربوط به تعمیر و نگهداری پرینتر سه بعدی نیز چشمگیر است.

بهترین پرینترهای سه بعدی را از کجا بخریم؟

اکنون که با مزایا و کاربردهای مختلف مربوط به پرینترهای سه بعدی آشنا شدید،‌ احتمالاً دوست دارید بهترین مدل از آن‌ها را خریداری کنید. خوشبختانه امروزه امکان تهیه این دسته از ابزارها برای کلیه کاربران گرامی فراهم شده است و می‌توانید به سادگی چاپگر مدنظر خود را در اختیار بگیرید. اکنون این پرسش به وجود می‌‌آید که مزیت هگزانون در رابطه با خرید پرینتر سه بعدی چیست؟‌

مرکز تخصصی هگزاگون به عنوان بهترین مرکز خرید پرینتر در تهران از سال ۱۴۰۰ به عنوان بزرگ‌ترین عرضه‌کننده این نوع چاپگرها فعالیت می‌کند. ما از تجربه سی­ ساله خود در بازرگانی آذربد کمک گرفته‌ایم تا بتوانیم به کلیه خواسته‌های مشتریان گرامی پاسخ دهیم. چنانچه به دنبال خرید بهترین پرینترهای سه بعدی با نازل‌ترین قیمت ممکن هستید، هگزاگون را انتخاب کنید.

بهتر است پیش از خریداری محصول مدنظرتان به پارامترهایی همچون سرعت چاپ، نوع مواد مصرفی پرینتر سه بعدی، دقت دستگاه، میزان ظرفیت و همچنین شرکت سازنده دقت داشته باشید. توجه به چنین نکاتی باعث می‌شود تا سردرگم نشوید و به عنوان یک کاربر حرفه‌ای، چاپگرهای توانمندی را تهیه کنید. برای دریافت اطلاعات بیشتر به مقاله راهنمای خرید پرینتر سه بعدی مراجعه کنید.

سخن پایانی

تا همین چند دهه پیش، چاپ کردن یک متن ساده به ساعت‌ها زمان نیاز داشت؛ اما امروزه تکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا پیچیده‌ترین ساختارهای هندسی را به کمک چاپگرهای سه‌ بعدی تولید کنیم. به راستی باید بیان کرد که چنین دستگاه‌هایی آینده بشر را دستخوش تحول قرار داده­اند.

در پاسخ به این پرسش که پرینتر سه بعدی چیست، باید بگوییم که این دسته از چاپگرها به ما اجازه می‌دهند تا در کوتاه‌ترین زمان ممکن سازه‌های گوناگون را از یک ایده به یک محصول مبدل کنیم. در صورتی که نیازمند کسب اطلاعات بیشتر در مورد این دسته از چاپگرها هستید، می‌توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید تا شما را به طور کامل یاری کنند.

 

سوالات متداول

1- پرینت سه بعدی چیست؟

پرینت سه بعدی یا چاپ سه بعدی فرایندی است که طی آن با استفاده از دستگاهی به نام پرینتر سه بعدی که دستگاهی شبیه به دستگاه های سی ان سی است، یک فایل سه بعدی طراحی شده با استفاده از برنامه طراحی سه بعدی و یا اسکنر سه بعدی به یک شیء فیزیکی قابل لمس تبدیل می شود.

2- انواع پرینتر های سه بعدی کدامند؟

پرینترهای سه بعدی FDM، پرینتر SLA، پرینتر DLP و پرینتر سه بعدی SLS از انواع معروف پرینترهای سه بعدی هستند.