فناوری های جدید چاپ سه بعدی

برگردان: مهندس آناهیتا هماوند

مقدمه

با گسترش روزافزون چالش­های پیش­روی تولیدکنندگان قطعات گوناگون، فناوری­های جدیدی در حوزه چاپ سه بعدی، امکان طراحی­های سریع و گسترده مهیا می­شود. حال این پرسش مطرح است که آیا فناوری افزودنی­های چاپ سه بعدی تنها رویدادی است که تحولی در چگونگی طراحی ساخت محصولات متفاوت را در اختیار ما قرار داده و یا فناوری نوپا که راهی طولانی را طی کرده و همچنان نیز برای رشد و گسترش کارایی، نیازمند وقت و طراحی بیشتر است؟ پاسخ؛ تمام این موارد را در بر می­گیرد.

تاریخچه

ساخت و پیشبرد فناوری چاپ سه بعدی نزدیک به 25 سال زمان برد اما تنها در چند سال اخیر است که کاربرد واقعی و شکوفایی آن مشخص شده است. از دیگر سو منصفانه نیست که از این فناوری تنها به عنوان جزیی از یک فرآیند قالب­گیری تزریقی و یا سایر فرآیندهای شکل­دهی متداول پلاستیک یاد شود. چاپ سه بعدی وسیله­ای است برای طراحی و تولید هوشمند و سریع انواع قطعات و وسایل پیچیده از جنس­های مختلف فلزی و بسپاری.

نخستین کاربرد چاپگر سه بعدی، تنها تولید نمونه اولیه از یک محصول بود و یا به ­عبارت دیگر طراحی نمونه اولیه یک محصول پیش از تولید صنعتی و تجاری آن اما با گذشت زمان و پیشرفت فرآیندهای تولید و هم­چنین مواد اولیه، فناوری چاپ سه بعدی به ­عنوان روش تولید اصلی و نه تنها تولید نمونه اولیه شناخته و مورد استفاده قرار گرفت. شکل 1 میزان درآمد و رشد محصولات تولید شده با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی را نشان می­دهد. چنان­چه ملاحظه می­شود در سال 2014 میزان تولید مستقیم قطعات با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی حدود 6/42 درصد گزارش شده که درآمد تقریبی 75/1 میلیارد دلاری را به همراه داشته است. البته با احتساب کلیه خدمات جانبی و سایر محصولات تولیدی وابسته به این فناوری میزان درآمد حاصل در حدود 1/4 میلیارد دلار برآورد شده است.

 [EasyDNNGallery|2112|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

شکل 1. نمودار رشد میزان درآمد و تولید محصولات با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی

تولید مستقیم قطعات

بررسی­ها و آمار نشان می­دهد که در سال­های اخیر، تولید مستقیم قطعات با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی رشد قابل توجهی داشته است این درحالی است که این فناوری با چالش­های متفاوتی نیز روبه­روست که عبارتند از: هزینه بالای مواد اولیه، عدم وجود و تعریف استاندارد و کیفیت­های بین ­المللی، تعداد متصدی آموزش دیده و کارآزموده کم در این حوزه و مهم­ترین چالش؛ عدم آگاهی درست بسیاری از تولیدکنندگان نسبت به چگونگی طراحی و فرآیند تولید مناسب با استفاده از این فناوری.

از شناخت ه­شده­ترین قطعات پلاستیکی تولیدشده با استفاده از این فناوری می­توان به سازندگان قطعات ترابری هوایی همچون بویینگ و ایرباس اشاره داشت. شرکت بویینگ از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت قطعات هواپیماهای نظامی و تجاری خود استفاده کرده است چنان که در حال حاضر نزدیک به 100000 قطعه این هواپیماها با استفاده از این فناوری نوین تولید می­شود.

در ابتدا استفاده از فناوری چاپ سه بعدی محدود به تولید قطعاتی با طراحی بسیار پیچیده و با حجم تولید کم بود اما با پیشرفت فرآیندهای تولید و گاه نیاز به ادغام چند بخش یک قطعه­ به یک بخش با هدف کاهش وزن قطعه و همچنین کاهش فضای اشغال شده توسط آن در برخی کاربردهای خاص، فناوری چاپ سه بعدی کارایی و نمای تازه­ای به خود گرفت چنان که برای تولید حجم بالای یک قطعه و نه تنها نمونه اولیه آن و یا حتی برای تولید قطعاتی با طراحی ساده نیز مورد استفاده قرار گرفت.

در صورت تمایل به مطالعه متن کامل این مقاله را لطفا شماره 164 بسپار را دراردیبهشت ماه ماه 1395 ببینید.