کاربرد‌ چاپ سه بعدی در صنایع مختلف / بازار ۴۰ میلیارد دلاری 3D Print از صنعت خودرو تا تجهیزات پزشکی

گروه اقتصادی خبرگزاری دانشجو- میلاد شکری؛ ایجاد یک شیء چاپی سه بعدی با استفاده از فرآیند‌های افزودنی حاصل می‌شود، در یک فرآیند افزودنی برای دریافت پرینت سه بعدی یک شی با قرار دادن لایه‌های پی در پی از مواد تا زمان ایجاد جسم ساخته می‌شود و هر یک از این لایه‌ها را می‌توان به عنوان یک سطح افقی برش خورده از جسم نهایی مشاهده کرد. به عبارت دیگر پرینت سه بعدی همان پرینت دو بعدی است که تنها دفعات بیشتری تکرار شده است. چاپ سه بعدی شما را قادر می‌سازد با استفاده از مواد کمتری نسبت به روش‌های تولید سنتی، اشکال پیچیده‌ای را تولید کنید که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود.

پرینت سه بعدی چگونه کار می‌کند؟
آغاز فرآیند این کار با یک مدل سه بعدی شروع می‌شود، شما خودتان یک مدل را ایجاد می‌کنید یا آن را از یک منبع پرینت‌های سه بعدی بارگیری می‌کنید و هنگام ایجاد آن می‌توانید از اسکنر سه بعدی، برنامه‌های کاربردی آن، دستگاه هاپتیک، کد یا نرم افزار مدل سازی سه بعدی استفاده کنید. سپس با مقداری دانش و اطلاعات در این زمینه با استفاده از نرم افزار‌های مربوط می‌توانید به ایجاد ساخت مدل سه بعدی با خلاقیت‌های شخصی خود بپردازید.

 

نرم افزار‌های مدل سازی سه بعدی
بسیاری از نرم افزار‌های مدل سازی سه بعدی مختلف در دسترس است، نرم افزار‌های صنعتی به راحتی می‌توانند مدت‌های زیادی با هزینه نه چندان زیاد خدمات قابل قبولی را به کاربران بدهند، اما نرم افزار‌های منبع بازی نیز وجود دارند که می‌توانید به صورت رایگان آن‌ها را تهیه کنید. اغلب به افراد مبتدی توصیه می‌شود که با نرم افزار Tinkercad شروع کنند، Tinkercad رایگان است و در مرورگر شما کار می‌کند و لازم نیست آن را روی رایانه خود نصب کنید.
Tinkercad دروس مبتدی را ارائه می‌دهد و دارای ویژگی داخلی است تا بتواند مدل سه بعدی شما را از طریق یک سرویس پرینت سه بعدی چاپ کند.

اکنون که یک مدل سه بعدی دارید، مرحله بعدی تهیه پرونده برای چاپگر سه بعدی شما است که به این مرحله، برش گفته می‌شود.

 

برش: از مدل ۳D تا پرینتر سه بعدی
برش، تقسیم یک مدل سه بعدی به صد‌ها یا هزاران لایه افقی است و با نرم افزار‌های مخصوص برش انجام می‌شود.
برخی از پرینتر‌های سه بعدی دارای برش داخلی نیز هستند و به شما امکان می‌دهند پرونده‌های خام.stl، obj یا حتی فایل CAD را تغذیه کنید. وقتی پرونده شما قطعه قطعه شد، آماده ارسال به پرینتر سه بعدی است، این کار از طریق USB، SD یا اینترنت قابل انجام است و پس از آن مدل ۳D قطعه قطعه شده شما اکنون آماده است تا به صورت لایه‌ای به صورت سه بعدی چاپ شود.

صنعت چاپ سه بعدی
پذیرش صنعت چاپ سه بعدی به حد قابل توجهی رسیده است، زیرا کسانی که در زمینه ساخت و ادغام مواد افزودنی مشغول هستند با این فناوری به میزان قابل توجهی پیشرفت و راحتی را در کار خود مشاهده کرده اند. فناوری چاپ سه بعدی در مراحل اولیه فقط برای نمونه سازی و تولید یک مرحله خاص مناسب بود، اما اکنون به سرعت به یک فناوری برای تولید در اقتصاد دیجیتال تبدیل شده است.

 

 

بازار 41 میلیارد دلاری چاپ سه بعدی
بیشتر تقاضای فعلی برای چاپ سه بعدی از نظر ماهیت صنعتی است، بخش تحقیقات Acumen پیش بینی کرده است که بازار جهانی چاپ سه بعدی تا سال ۲۰۲۶ به ۴۱ میلیارد دلار خواهد رسید. تکامل فناوری پرینت سه بعدی که تقریباً هر صنعت اصلی را میتواند متحول کند، همچنین شیوه زندگی و کار ما را در آینده نیز تغییر خواهد داد.

نمونه‌هایی از کاربرد پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی بسیاری از فناوری‌ها و بازار‌ها را شامل می‌شود، زیرا تقریباً در تمام صنایعی که فکر می‌کنید از پرینت سه بعدی استفاده می‌شود و مهم است که آن را به عنوان یک فناوری از صنایع متنوع با تعداد بیشماری از برنامه‌های مختلف مشاهده کنید.

به عنوان مثال:
محصولات دندانپزشکی و پزشکی، عینک هوشمند، مدل‌های معماری و ماکت ها، مبحث اعضای مصنوعی، صنعت فیلم سازی، در بخش طراحی (چراغ‌ها، مبلمان و غیره)، بازسازی فسیل‌ها در مباحث تاریخی و جانوری، ساخت مجدد آثار باستانی در باستان شناسی، بازسازی استخوان‌ها و قسمت‌های بدن در آسیب شناسی پزشکی قانونی و بازسازی شواهد به شدت آسیب دیده برگرفته از صحنه جرم از پرینتر‌های سه بعدی استفاده می‌شود.

 

نمونه سازی سریع و ساخت سریع
شرکت‌های مختلف از پرینتر‌های سه بعدی در فرآیند طراحی خود برای ایجاد نمونه‌های اولیه از اواخر دهه هفتاد میلادی استفاده کردند، استفاده از پرینتر‌های سه بعدی برای این اهداف، نمونه سازی سریع نامیده می‌شود.

چرا از پرینتر‌های سه بعدی برای نمونه سازی سریع استفاده می‌شود؟
به طور خلاصه بخواهیم توضیح دهیم، این فناوری سریع و نسبتاً ارزان است. از ایده، تا مدل سه بعدی گرفته تا نگه داشتن نمونه اولیه در دستان شما، به جای هفته ها، چند روز زمان می‌برد، ایجاد حرکات آسانتر و ارزانتر است و به قالب‌ها یا ابزار‌های گران قیمت احتیاجی نیست. علاوه بر نمونه سازی سریع، از پرینت سه بعدی نیز برای تولید سریع هم استفاده می‌شود که در آن مشاغل، از پرینتر‌های سه بعدی برای تولید سفارشی کوتاه در دسته‌های کوچک استفاده می‌کنند.

پرینت سه بعدی در خودروسازی
مدتهاست تولید کنندگان خودرو از پرینت سه بعدی استفاده می‌کنند. شرکت‌های خودروسازی قطعات یدکی، ابزار، وسایل نقلیه و لوازم جانبی را پرینت می‌کنند، اما همچنین قطعات نهایی را نیز استفاده می‌کنند، پرینت سه بعدی تولید را فعال کرده است که منجر به بهره وری بیشتر شده و چرخه زمان طراحی و تولید را کوتاه‌تر کرده است.

 

علاقه‌مندان به اتومبیل در سراسر جهان از قطعات چاپی سه بعدی برای بازگرداندن خودرو‌های قدیمی استفاده می‌کنند به عنوان مثال مهندسان استرالیایی قطعاتی را چاپ کردند تا Delage Type-C را احیا کنند، با انجام این کار آن‌ها مجبور بودند قطعاتی را چاپ کنند که ده‌ها سال از تولید خارج بودند.

پرینت سه بعدی در صنعت حمل و نقل هوایی
صنعت حمل و نقل هوایی در روش‌های مختلف از پرینت سه بعدی استفاده می‌کند، مثال زیر نشان دهنده یک نقطه عطف مهم در تولید چاپ سه بعدی است که GE Aviation دارای ۳۰، ۰۰۰ نازل سوخت کبالت کروم کروت برای موتور‌های هواپیمای LEAP خود است، آن‌ها در اکتبر سال ۲۰۱۸ به این نقطه عطف رسیدند و با توجه به اینکه هفته‌ای ۶۰۰ مدل در چاپگر سه بعدی تولید می‌کنند، احتمالاً اکنون بسیار بالاتر از این عدد هم رفته اند.

 

حدود بیست قسمت جداگانه که قبلاً مجبور بودند با هم جوش داده شوند در یک مؤلفه چاپی سه بعدی که وزن آن ۲۵ ٪ کمتر است و پنج برابر قوی‌تر است ادغام شد، موتور LEAP به دلیل سطح بالای بهره وری، پرفروش‌ترین موتور در بخش حمل و نقل هوایی است و GE با چاپ سه بعدی از نازل‌های سوخت، ۳ میلیون دلار در هر هواپیما پس انداز می‌کند، بنابراین، این قسمت چاپی سه بعدی تنها صد‌ها میلیون دلار برای این شرکت سود اقتصادی داشته است.

 

همان طور که مشاهده کردید پرینت سه بعدی خدمات بسیاری را به بشریت داشته است و این مباحث تنها بخشی از ویژگی‌ها و خدمات فناوری پرینت سه بعدی است.