پرینت سه بعدی یکی از روش‌های نوین تولید منحصر به فرد محصولاتی است که ساختاری پیچیده و دقیقی دارند و جایگزین روش‌های ساخت سنتی مثل ماشین‌کاری هستند. پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع اخیرا رشد چشمگیری داشته و کاربردهای بسیار زیادی را در صنایع مختلف دارد. بیشترین نمونه‌های پرینت سه بعدی حول محور پلاستیک و فلز بوده، ولی در سال‌های اخیر شرکت‌ها پلاستیک و فلز را با مواد دیگری جایگزین کرده‌اند. در ادامه ما قصد داریم تا 5 کاربرد پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع مختلف را به شما معرفی کنیم.
معرفی انواع پرینترهای سه بعدی
قبل از اینکه بخواهیم در مورد کاربردهای پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع مختلف بگوییم، قصد داریم که انواع پرینترهای سه بعدی که در حال حاضر موجود است و امکان خرید و سفارش آنها را در ژئومارس دارید را به شما معرفی کنیم:
| پرینتر سه بعدی SLS | فناوری ساخت با استفاده از این پرینتر سه بعدی،به واسطه ذوب ذرات پودر پلیمر و چسباندن آنها به یکدیگر است. ساخت مدل با این مدل به صورت لایه‌ای است و بعد از ساختن یک لایه، لایه بعدی روی آن ساخته میشود. دقت بسیار بالایی دارد اما تعداد قطعاتی که با آن ساخته میشود، دارای تیراژ کم است ولی تماما دارای پیچیدگی هندسی را دارند و امکان پیاده کردن هر طرحی با آن وجود دارد. |
| پرینتر سه بعدی SLA | پرینتر سه بعدی SLA هم امکان چاپ به صورت لایه‌ای را دارد ولی مدل را از بالا به پایین می‌سازد. ماده اصلی برای سخت کردن مدل، رزین مایع است و با تاباندن نور فرابنفش این عملیات انجام میشود. قطعاتی که با این محصول ساخته می‌شوند مقاومت زیادی ندارند و مناسب طراحی کارهای سخت نیست. |
| پرینتر سه بعدی FDM | این پرینترها قیمت نسبتا کمتری دارند و مواد اولیه مورد نیازشان نیز به راحتی و با کمترین هزینه در دسترس هستند. عملکرد این مدل‌ها با ذوب کردن پلاستیک و اکسترود است و در نهایت مدل به صورت لایه‌های برش خورده افقی ایجاد می‌شوند و رزولوشنی بین ۵۰ تا ۴۰۰ میکرومتر دارند. |
| پرینتر سه بعدی DMLS | از این پرینتر سه بعدی برای ذوب آلیاژ از لیزر استفاده میشود و فرایند ساخت مدل به صورت لایه‌ای است و در یک محیط بسته و خالی از اکسیژن انجام میشود که از گاز نجیب پر شده است این پرینتر امکان ساخت قطعات بزرگ به دقت بالا را دارد. |
| پرینتر سه بعدی DLP | در این پرینترها نور UV توسط ویدئو پروژکتور تابیده میشود. مواد اولیه مورد نیاز هم رزین سرامیکی و رزین قابل ریخته‌گری است و فناوری چاپ هم به صورت لایه‌ای است و بیشتر صنعت پزشکی، دندانپزشکی و ساخت جواهرات کاربرد دارد. |
کاربرد پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع مختلف
اصلی‌ترین دلیلی که از پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع استفاده میشود، نمونه‌سازی سریع با هدف سرعت بخشیدن به مراحل اولیه تولیدات است که امکان تکرار چندباره تولید یک محصول برای دستیابی به بازده و سرعت بیشتر در یک محصول بهینه‌سازی شده را فراهم می‌نماید. در نتیجه تا حد زیادی هم در زمان صرفه‌جویی میشود و هم در پول!
در ادامه 5 کاربرد بسیار مهم پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع مختلف را معرفی خواهیم کرد:
1) صنعت پزشکی
یکی صنایعی که همواره مشتاق استفاده از پرینتر سه بعدی بوده، صنعت پزشکی است. چرا که این فناوری سرعت و تطبیق‌پذیری بسیار زیادی را برای طیف وسیعی از کاربردهای پزشکی از پروتز گرفته تا ایمپلنت‌های پزشکی را دارد. روش‌های سنتی ساخت ایمپلنت‌های پزشکی مانند استخوان‌های مصنوعی و … پروسه‌ای پرهزینه و وقت‌گیر است. ولی با استفاده از پرینترهای سه بعدی می‌توان هم در هزینه‌ها و هم در زمان صرفه جویی کرد.
از جمله بهترین کاربردهایی که پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنعت پزشکی دارد، می‌توان به این موارد اشاره کرد:
- راهنماهای عمل جراحی و تشخیص بیماری به واسطه پرینترهای سه‌بعدی
- پرینت سه بعدی قطعات کنترلی در عمل‌های زیبایی زیبایی
- استفاده از پرینترهای سه بعدی برای خروجی‌های MRI و سی‌تی اسکن و تصویرهای پزشکی سه بعدی
- پرینت‌های سه بعدی استخوان، فک جمجمه و سایر اعضای بدن
- ساخت قطعات منعطف جهت کستینگ و استفاده در فرایندهای پزشکی
- ساختن مدل‌های اندام جهت استفاده در فرایند ریخته‌گری مستقیم و یا ریخته‌گری دقیق
- پرینت سه بعدی دندان جهت استفاده در فرایند ساخت قالب‌های اصلاحی و یا ارتودنسی
- پرینت‌های سه بعدی بافت‌ها و شبکه‌های خاص جایگزین بافت طبیعی
- پرینت سه بعدی اندام و اعضا بدن جهت مباحث آموزشی
- پرینت سه بعدی مدل‌های اینسرت جهت ریخته‌گری مستقیم و غیرمستقیم
- پرینت سه بعدی و اصلاح انواع آتل، پروتز و ارگان‌های مصنوعی
2) پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع هوافضا
برخی از شرکت‌های هوافضا نیز به استفاده از پرینترهای سه بعدی سرامیکی روی آورده‌اند؛ چرا که قطعات سرامیکی بسیار بادوام و مقاوم در برابر حرارت هستند که این دو ویژگی، در سفرهای فضایی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. لازم به ذکر است که سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها اغلب به ساخت قطعات سفارشی پیچیده‌ای نیاز دارند که ساخت و طراحی آنها با روش‌های سنتی، بسیار سخت و دشوار و پرهزینه خواهد بود.
شرکت ناسا همکاری بسیار گسترده‌ای را با شرکت‌های چاپ سه بعدی جهت ساخت قطعات سرامیکی برای فضاپیماهای خود ایجاد کرده است. زیرا ساخت موشک‌ها فرایندی بسیار پیچیده و گران قیمت هستند. از این رو برای ساخت این فضاپیماها و موشک‌ها، از پرینترهای سه بعدی استفاده می‌کند. با استفاده از پرینترهای سه بعدی، سفارشی‌سازی قطعات بسیار ساده‌تر است و از آنجایی که این فرآیند به جای برش، با مواد کار می‌کند، برای ایجاد اشکال منحصر به فرد بسیار مناسب و ایده‌آل هستند.
3) پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع خودروسازی
یکی از اولین صنایع بسیار مهم که استفاده از پرینترهای سه‌بعدی را به روش‌های سنتی ترجیح داد، صنایع خودروسازی است. بسیاری از معروف‌ترین کمپانی‌های خودروسازی به خصوص در بخش‌های خودروهای اسپرت و فرمول وان، دقیقا همانند صنعت هوافضا، از این تکنولوژی جدید برای ساخت سریع‌تر و مقرون به صرفه نمونه‌ها استفاده می‌کنند.
از آنجایی که صنعت خودروسازی یک صنعت بسیار مهمی است که نیاز به مواد مقاوم دارد، از سرامیک در تولید اکثر لوازم جانبی ماشین از ترمز گرفته تا شمع و فیلترها استفاده کرده است. حتی در برخی شرکت‌های بسیار مهم، از لایه‌های میکروسکوپی سرامیک برای محافظت از رنگ خودروها استفاده کرده است. یک پرینتر سه بعدی سرامیکی در صنایع خودروسازی می‌توان برای اشکال مختلف مورد نیاز برای قطعات سرامیکی خودرو را تولید کند و شرکت‌های خودروسازی هم دیگر نیازی به به ماشین آلات مختلف جهت تولید قطعات دیگر نیاز ندارند.
4) صنعت انرژی و الکترونیک
مدیریت صنعت برق شامل یک فاکتور بسیار مهم و حیاتی است. این عنصر حیاتی شامل ارسال برق از جایی به جای دیگر و اطمینان حاصل کردن از انتقال این انرژی به جای دیگر است. پس نتیجه می‌گیریم که هر قطعه الکترونیکی هم به رسانا و هم به عایق نیاز دارد. سرامیک‌ها عایق‌های الکتریسیته بسیار خوبی هستند و برای کاربردهای الکتریکی بسیار ایده‌آل هستند. همانند صنعت هوافضا، شرکت‌های انرژی و ساخت دستگاه‌های الکتریکی اغلب به قطعات بسیار کوچک و منحصر به فردی نیاز دارند. چاپگرهای سه بعدی یک انتخاب بسیار هوشمندانه برای این صنایع هستند. چرا که امکان سفارشی‌سازی و ساخت قطعات ارزان و کارآمد در سریع‌ترین زمان ممکن را دارند.
5) کاربرد پرینتر سه بعدی در علم شیمی
پرینترهای سه بعدی امکان تجزیه کردن مولکول‌های پیچیده مواد به سازه‌های اصلی شیمیایی را دارند و قادر به شناسایی و تجزیه و تحلیل هر یک از بلوک‌های مختلف مولکول است که امکان تجزیه ساختار مولکول‌ها را دارد.
دستگاه‌هایی که تا همین چند سال پیش در این صنعت استفاده میشود، امکان آزاد کردن تنها 200 بلوک ساختمان شیمیایی را داشتند. ولی پرینترهای سه بعدی امروزی توانایی این را دارد که تا هزاران مولکول را کنترل کنند. در نتیجه این پرینترها در این صنعت امکان چاپ میلیاردها ترکیب آلی را خواهند داشت!
جمع‌بندی
در این مقاله ما سعی کردیم تا در مورد 5 تا از مهم‌ترین کاربردهای پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف را به شما معرفی کنیم. این پنج مورد تنها بخشی از میلیون‌های کاربری‌های مختلف آن است. از این پرینترها می‌توان در صنایعی مثل جواهرسازی، هنر، طراحی، مجسمه‌سازی، معماری، مد، غذا و یا حتی کاربردهای خانگی استفاده کرد. با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از این پرینترها، شرکت‌ها و کارخانه‌های مختلف این امکان را خواهند داشت که مواد جدید را آزمایش کنند و بتوانند کاربردهای بیشتری از این پرینترها کشف کنند.
شركت هامون صنعت زمين (ژئومارس) سازنده انواع پرینترهای ۳ بعدی در ابعاد مختلف و تولید کننده محصولات دکوراتیو پرینت شده در سال ۱۴۰۰ با هدف بهبود و توسعه تکنولوژی‌های مورد نیاز صنایع مختلف، متشکل از سه تیم، مکانیک، برنامه‌نویسی و مواد ویژه است. این شرکت در زمینه تولید پرینترهای سه‌بعدی به‌ویژه در صنعت ساختمان و هم‌چنین مواد سیمانی و سرامیکی ویژه که با استفاده از پسماندهای صنعتی و پوزولان‌های طبیعی حافظ محیط‌زیست ساخته می‌شوند، فعال است. همین امروز می‌توانید با کارشناسان ما برای معرفی محصولات و مشاوره‌های تخصصی در ارتباط باشید.
سوالات متداول
پرینترهای سه بعدی به چهار روش Extrusion، Binder jetting، Powder Sintering، Photopolymerization کار می‌کنند.
از جمله کاربردهای پرینتر سه بعدی سرامیک می‌توان به کاربرد آن در صنعت هوافضا، حمل و نقل هوایی، خودرو، پزشکی، مهندسی برق و … اشاره کرد.
مقرون به صرفه بودن هم از نظر هزینه و هم از نظر زمان، مقاوم در برابر اسید، گرما و سایش و همین‌طور عایق الکتریکی خوب و سازگار بودن آنها محیط زیست از جمله مزایای آن هستند.
