کاربرد پرینتر سه بعدی در صنعت

کاربرد پرینتر سه بعدی در صنعت چیست؟ آیا اهمیت و کاربرد پرینتر سه بعدی را می دانید؟ به طور کلی پرینتر سه بعدی چند مدل دارد و هر مدل آن چه عملکردی دارد؟ پرینتر سه بعدی انواع مدل متفاوتی دارد که هرکدام از آن ها متناسب با این که در چه صنعتی استفاده میشود وچه نوع مواد مصرفی نیاز دارد تقسیم بندی شده و ساخته می شوند.

نوع مواد مصرفی ، شکل ساخت و تکنولوژی بکار رفته شده در پرینتر سه بعدی را مشخص می کند ولی در نهایت تمام پرینترهای سه بعدی از مکانیزم ساخت لایه لایه استفاده می کنند.

به این صورت که قطعه کار در نرم افزار لایه به لایه برش می خورد (به صورت فرضی) ودر هنگام ساخت در هر مرحله یک لایه ساخته شده و در مرحله بعد لایه بعدی بر روی لایه ساخته شده شکل می گیرد .

بسیاری از صنایع در دنیا در حال حاضر از پرینتر سه بعدی استفاده می کند دلیل اصلی این مساله در این است که با دانستن کاربرد پرینترهای سه بعدی، این امکان را به ما می دهد که بتوانیم قطعاتی را بسازیم که تاحالا وجود نداشته و برای این کار نیاز به ساخت قالب نداریم و با کمترین هزینه می توانیم قطعه مورد نظر را در اختیار داشته باشیم.

در این مقاله ۴ کاربرد پرینتر سه بعدی در جهان و مخصوصا در ایران را بررسی خواهیم کرد :

اولین و مهم ترین کاربرد پرینتر سه بعدی : نمونه سازی و تولید

از مهم ترین کاربرد پرینتر سه بعدی ، استفاده در ساخت نمونه اولیه یا prototype می باشد.

همانطور گفته شد دلیل اصلی گسترش پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف در این است که پرینتر سه بعدی این امکان را به ما می دهد که بدون نیاز به ساخت قالب و با کمترین هزینه بتوانیم قطعاتی تولید کنیم که تا الان وجود نداشتند .

همین مساله باعث شده در صنعت تولید قطعات ، پرینتر سه بعدی بسیار ارزشمند شود. مخصوصا وقتی یک تولید کننده قصد ساخت ایده ای را داشته باشد.

برای مشاهده انواع مدل های پرینتر سه بعدی کلیک کنید

برای این منظور قبل از ساخت تیراژ وصرف هزینه بسیار زیاد قالب سازی ،‌ تولید کننده یک نمونه از آن قطعه مورد نیاز را می سازد تا اگر نیاز به تغییر در جزئیات داشت این فرصت را داشته باشد که طرح اولیه خود را ویرایش و مجدد یک نمونه دیگر بسازد.

این کار تا رسیدن به طرح نهایی و تایید محصول نهایی ادامه خواهد داشت ودر عوض تولید کننده با خیال راحت محصول نهایی را در تیراژ دلخواه می سازد.

خیلی اوقات تولید کننده از محصول نهایی خود مطمئن می باشد، فقط برای اطمینان از فروش و کاهش ریسک ساخت قالب ، چند نمونه از محصول نهایی را پرینت میکند و شروع به بازاریابی می کند.

در صورتی که از فروش محصول مورد نیاز بازار به محصول خود مطمئن شد تصمیم به ساخت قالب می کند .

در هر دو صورت ساخت نمونه تا رسیدن به محصول نهایی و همچنین ساخت تعداد محدود برای شناسایی بازار فروش ، تولید کننده با پرینتر سه بعدی ریسک سرمایه گذاری را کاهش می دهد و همین امر کمک بسیاری برای تولید کنندگان است.

تا قبل از پرینتر سه بعدی ، تولید کنندگان با ترس از شکست در سرمایه گذاری اقدام به ساخت قالب می کردند که خیلی اوقات مجبور به صرف هزینه های مجدد برای اصلاح قالب ساخته شده می کردند و حتی ممکن بود قالب ساخته شده به مرحله تولید نرسد و سرمایه گذاری با شکست مواجه شود.

برای سفارش خدمات پرینت سه بعدی کلیک کنید

برای همین موضوع در گذشته تنوع محصول بسیار کمتر از زمان حال بود و تولید کنندگان عمدتا بر روی محصولاتی که قبلا ساخته شده سرمایه گذاری می کردند.

یکی دیگر از موارد مصرف پرینتر سه بعدی در صنعت تولید ، استفاده از پرینتر سه بعدی برای ساخت تیراژ قطعات است.

همانطور که قبلا  گفته شد هزینه ساخت قالب بسیار زیاد است و تولید کنندگان برای‌ ساخت یک محصول باید هزینه های زیر را بپردازند:

هزینه ساخت قالب 

هزینه ساخت قالب ثابت می باشد که معمولا برای بدست آوردن هزینه ساخت به ازای هر محصول مبلغ آن را تقسیم بر تیراژ تولید می کنند.

مثلا اگر هزینه ساخت قالب پنجاه میلیون تومان باشد و یک میلیون عدد محصول نیاز داشته باشیم، هزینه ساخت قالب به ازای هر محصول پنجاه تومان می شود.

هزینه مواد اولیه

هزینه مواد اولیه و اجرت خدمات تزریق پلاستیک هم متغیر می باشد و به ازای هر محصول باید پرداخت شود.

با توجه به یک فرمول مشخص ، تولید کنندگان حداقل تیراژ تولید را محاسبه می کنند که در صورتی که کمتر از آن تولید شود ضرر می کنند

برای مثال فرض کنید تولید کننده ای طبق فرمول به نتیجه رسیده که اگر محصول خود را کمتر از ده هزار عدد بفروشد ضرر می کند و هزینه ای که برای ساخت قالب پرداخته بیشتر از در آمد فروش اش می شود.

حالا اگر نیاز بازار کمتر از این تعداد باشد (مثلا هزار عدد) تولید کننده یا باید از تولید این محصول صرف نظر کند یا با روشی دیگر تولید کند.

برای مشاهده انواع مدل های مختلف فیلامنت کلیک کنید

پرینتر سه بعدی یکی از مناسب ترین جایگزین ها برای این کار است چرا که باوجود سرعت پایین پرینت سه بعدی ، شما می توانید از روز اول محصول تولیدی داشته باشید و علاوه بر این که ریسک ساخت کاهش می یابد .

هزینه تزریق پلاستیک

معمولا برای ساخت نمونه سازی و تولید از پرینتر سه بعدی FDM استفاده می شود به دلیل اینکه مواد اولیه استفاده شده در پرینتر FDM شبیه به تزریق پلاستیک‌ می باشد و از لحاظ قیمت هم‌ مقرون به صرفه تر است .

دومین کاربرد پرینتر سه بعدی : صنعت پرشکی

یکی دیگر از کاربرد پرینتر سه بعدی در صنعت پزشکی است. بسیاری از پزشکان در تخصص های مختلف در حال حاضر از 3D printer استفاده می کنند.

یکی از مهم ترین آن ها استفاده از 3D printer در صنعت پزشکی قبل از جراحی می باشد.

در حال حاضر بسیاری از پزشکان در موارد خطرناک قبل از جراحی از عضوی که قرار است جراحی شود پرینت می گیرند و در جلسه پزشکان قبل از عمل در مورد آن تصمیم گیری می کنند.

قطعا دیدن قلب بیمار از زوایای مختلف و در دست، قبل عمل می تواند کمک بسیاری در نتیجه جراحی داشته باشد.

یا پزشکان زیبایی در حال حاضر با استفاده از اسکنر سه بعدی و 3D printer اطمینان بیمار را از نتیجه عمل جراحی بیشتر می کنند .

به عنوان مثال در جراحی بینی ، پزشکان از بینی بیمار اسکن سه بعدی می گیرند و سپس با استفاده از نرم افزار، فرم بینی را اصلاح کرده وبه شکلی که بیمار رضایت دارد تغییر می دهند ، از فایل نهایی پرینت سه بعدی می گیرند.

در حین عمل قطعه پرینت را بر صورت بیمار گذاشته  و در زمانی که قطعه بینی پرینت شده دقیقا بر روی صورت بیمار ست شد عمل جراحی متوقف می شود و با این روش احتمال خطای پزشکی بسیار ناچیز خواهد شد .

ولی یکی از مهم ترین کاربرد پرینتر سه بعدی در صنعت پزشکی که به عنوان نمونه سازی استفاده می شود جراحی فک وصورت است.

عمل جراحی فک وصورت در بسیاری از موارد منجر به برداشتن بخشی از استخوان بیمار می شود. پزشکان برای ترمیم بخش پرداخت شده از قطعه ای به نام پلیت بازسازی شده استفاده می کنند که باید تا حد ممکن‌ منطبق بر اندام طبیعی فرد باشد تا از تغییر ناهنجار چهره افراد پس از عمل جلوگیری شود.

ساخت پلیت باسازی شده که کاملا منطبق بر چهره بیمار باشد از وقت گیر ترین بخش های یک عمل جراحی فک وصورت است.

پزشکان برای این کار باید در هنگام بیهوشی بیمار، پس از باز بینی موضع، استخوان معیوب را جدا کرده و پلیت بازسازی شده را در محل مناسب قرار دهند که جدا از بحث زمانبر بودن کار، خیلی دقت بالایی ندارد و ممکن است در چهره فرد بعد از عمل تاثیر گذار باشد .

در حال حاضر این کار قبل از عمل جراحی و با کمک 3D printer که معمولا FDM و یا DIP می باشد انجام می شود. بدین صورت که از صورت فرد اسکن گرفته و فک بیمار را با استفاده از 3D printer می سازند و پلیت بر روی فک پرینت شده ساخته می شود.

چون این مراحل قبل از عمل صورت می گیرد، در حین عمل جراحی فقط جایگزین می شود و با این کار هم دقت افزایش می یابد هم زمان عمل جراحی ۳۰ تا ۴۰٪ کاهش می یابد .

همچنین بخوانید : آموزش پرینتر سه بعدی

سومین کاربرد پرینتر سه بعدی : صنعت طلا و جواهر

اصول ساخت قطعات طلا و جواهر بدین صورت است که ابتدا یک مدل اولیه از محصول نهایی را باید تهیه کرد. فرض کنید یک طلا ساز بخواهد یک مدل انگشتر را به تعداد معین بسازد.

در این صورت باید یک نمونه از آن انگشتر را بسازد ( با متریالی غیر از طلا ) پس از مدل ساخته شده با استفاده از روش ریخته گری به تعدادی که نیاز دارد تولید کند.

شاید در نگاه اولیه کار پیچیده ای نباشد و اصولا نیاز به پرینتر سه بعدی خیلی احساس نشود.

ولی در اصل مهم ترین قسمت تولید قطعات طلا ساخت نمونه اولیه می باشد و بیشترین زمانی که از طلا ساز گرفته می شود صرف ساخت نمونه اولیه می شود.

مخصوصا اگر آن محصول پیچیدگی زیادی داشته باشد مانند انگشترهای ظریف و با جزئیات زیاد.

در این صورت بهترین روش برای تهیه مدل اولیه ، 3D printer می باشد چرا که شما فقط کافیست مدلی که نیاز به ساخت دارید را طراحی کنید و‌ قطعه را با پیچیده ترین شکل ممکن و با حداکثر جزئیات هم به راحتی پرینت بگیرید.

چرا که در صنعت طلا و جواهر از پرینترهای DIP یا SLA  استفاده می شود که هر دو پرینتر از دقت بسیار بالایی برخوردار هستند و کوچکترین جزئیات را هم می توانند با کیفیت بالا پرینت بگیرند.

بعد از ساخت نمونه اولیه با 3D printer و با استفاده از متریال رزین قابل ریختگری، می توان از آن به عنوان نمونه مناسب برای ریخته گری و قالب گیری در صنعت طلا و  جواهر استفاده کرد .

چهارمین کاربرد پرینتر سه بعدی : صنعت ساختمان، ساخت و ساز

ساختمان سازی یکی از پروژه های زمان بر است، لذا در زمان هایی که نیاز به ساخت سریع یک بنا داشته باشیم قطعا به مشکل خواهیم خورد .

برای مثال ساخت بیمارستان های صحرایی به دلیل شیوع سریع یک بیماری خاص ، یا ساخت سازه برای بر پایی یک جشنواره خارج از شهر و …. نیاز به ساخت سریع می باشد که با روش های سنتی عملا امکان پذیر نخواهد بود.

در چنین شرایطی استفاده از 3D printer می تواند کار ساز باشد .

از کاربرد پرینتر سه بعدی ساخت خانه امکان ساخت سریع تر و دقیق تر وسایل پیچیده ، جهت کاهش هزینه های نیروی کار و تولید ضایعات کمتر را فراهم می کند.

همچنین ممکن است شرایط ساخت و ساز در محیط های سخت یا خطرناک را توجیه پذیر کند .ساخت خانه با استفاده از 3D printer شیوه ای بسیار مناسب است، زیرا بسیاری از اطلاعات لازم در مورد فرآیند طراحی به آسانی قابل پردازش هستند .

جالب است بدانید پرینتر سه بعدی ساخت خانه اولین بار توسط پروفسور ( بهرخ خوش نویس ) در سال ۲۰۰۴ ساخته شد . از آن زمان ، این نوآوری پیشرفت های بسیاری به خود دیده است به طوری که در حال حاضر می توان یک خانه را در کمتر از یک روز ساخت .

تکنولوژی 3D printer می تواند تمام خصوصیات مورد نیاز برای ساخت خانه اعم از کاهش هزینه ، زمان سریع ساخت ، ساخت اشکال پیچیده معماری و….. را در برگیرد .

در حالی که 3D printer هنوز به طور کامل جایگزین تکنیک های سنتی ساختمان سازی نشده‌ است ، مزایای این تکنولوژی غیر قابل انکار است .

چرا که طراحی وساخت ساختمان بسیار گران و وقت گیر است . به همین دلیل 3D printer ساخت خانه ، فناوری جذاب برای سازندگان ومعماران است.

شاید در حال حاضر 3D printer برای ساخت ویلاهای لوکس و یا ساختمان های بزرگ مثل هتل ها مناسب نباشد ولی قطعا در آینده می تواند جایگزین روش های سنتی شود .

مواردی که دراین مقاله آورده شده تنها چهار مورد از کاربرد پرینتر سه بعدی است ، در صورتی که 3D printer در بسیاری از صنایع دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد .

معتبر ترین شرکت جهت سفارش نمونه سازی و تهیه پرینتر

شرکت  آرلی با در اختیار داشتن پرینترهای حرفه ای آمریکایی و اروپایی آماده ارائه خدمات نمونه سازی سریع، طراحی صنعتی به همه صنایع نظامی ،پزشکی ،مهندسی و ….. با انواع متریال صنعتی می باشد.
هنر ما ساخت انواع پرینتر های FDM ،DIP و SLA به صورت پروژه ای برای صنعتگران است.