طرح تولید پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی که به نام چاپگر سه بعدی (۳D Printing) نیز شناخته می شود دستگاهی است که به یک تکنولوژی خاص اطلاق می‌شود. تکنولوژی که در آن یک نازل، مواد چسبنده یا رزین را روی پودرها می‌پاشد و با تکرار این کار به صورت لایه به لایه به شکل مورد نظر می‌رسد.
این محصول یکی از فناوری‌های نوین و اخیر دنیای مدرن امروزی است. ایده‌ی اولین پرینترهای سه‌بعدی به سال ۱۹۸۳ برمی‌گردد. برخی از بزرگان فناوری پرینترهای ۳ بعدی را آغاز انقلاب سوم صنعتی می‌دانند. در پرینت ۳ بعدی لایه‌هایی از مواد مخصوص تحت کنترل رایانه بر روی بستری قرار داده‌شده و شکلی ۳ بعدی ساخته می‌شود. می‌توان گفت که پرینتر ۳ بعدی درواقع نوعی ربات صنعتی است که دستورات و تنظیمات لازم را از رایانه گرفته و سپس اجرا می‌کند.
پرینتر سه بعدی در انواع و اندازه‌های مختلف در حال تغییر دنیای پیرامون ما است. با ایجاد امکان تولید قطعات با کیفیت تولید صنعتی اما هزینه‌ای بسیار کم این تکنولوژی در حال دگرگون کردن تعریف اقتصاد و خلاقیت است. از تولید قطعات کوچک برای تعمیر وسایل مختلف تا پرینت خانه، به نظر می‌رسد پرینترهای سه بعدی محدودیتی ندارند. اولین بار فردی ژاپنی به نام دکتر کوداما در سال ۱۹۸۰ تکنولوژی چاپ پرینترهای سه بعدی را به نام خودش ثبت کرد و آن را نمونه سازی سریع نام گذاری کرد. زیرا برای طراحی سریع و کم هزینه اجسام اولیه در حجم بالا بود.
بعد از کوداما نوبت چالرزهل رسید که در سال ۱۹۸۶ استریولیتوگرافی را به نام خود ثبت کرد. البته ناگفته نماند که چالرز دستگاه خود را در سال ۱۹۸۳ اختراع نمود اما در این مدت مشغول راه اندازی کردن شرکت ۳D systems بود که به PR Systems شهرت یافت وی هم اکنون در زمینه ساخت پرینتر های سه بعدی مشغول است و همچنین این شرکت اولین مدل دستگاه های چاپ سه بعدی را با نام SLA-1 در سال۱۹۸۷ به بازار عرضه کرد.

طرز کار پرینتر های سه بعدی

بوسیله پرینتر سه بعدی می توان از یک فایل دیجیتالی سه بعدی، یک جسم جامد سه بعدی ایجاد کرد. پرینت سه بعدی با انجام طراحی از شی که می خواهیم درست کنیم شروع می شود. سپس نرم افزار، مدل نهایی را به صدها یا هزاران لایه افقی تقسیم می کند.هنگامی که این فایل آماده شد در پرینتر سه بعدی آپلود می شود و شیء را لایه به لایه ایجاد می کند. دستگاه پرینتر سه بعدی با روند تولید افزایشی کار می کند.در این روش ، یک شی با قرار دادن پی در پی لایه هایی از مواد توسط پرینتر سه بعدی ایجاد می شود.قرار دادن لایه تا زمانی که کل شی ایجاد شود ادامه می یابد.هر کدام از لایه های ساخته شده توسط پرینتر سه بعدی در واقع یک مقطع نازک افقی از جسم نهایی می باشد. پرینتر سه بعدی هر قطعه را می خواند و لایه ها را با هم ترکیب می کند تا شیء سه بعدی مورد نظر ایجاد شود.
برای توضیح بهتر نحوه کار پرینترهای سه بعدی شاید بد نباشد که این تکنولوژی را به چیدن آجر برای ساختن خانه تشبیه کنیم. اگر فرایند چیدن دیوارهای آجری را دیده باشید، می‌دانید که کارگران به صورت لایه به لایه آجرها را می‌چینند، روی آن یک مخلوطی می‌ریزند و دوباره روی آن مخلوط سیمانی هم آجر می‌چینند و این کار تا وقتی ادامه پیدا می‌کند که دیوار مورد نظر با شکل و ارتفاع مورد نظر ساخته شود. خوب تکنولوژی پرینت سه بعدی هم به همین شکل کار می‌کند. مواد لایه به لایه روی هم چیده می‌شوند و با روش‌های مختلف سفت می‌شوند و استحکام مناسب را پیدا می‌کنند. فرایند گذاشتن لایه‌های مواد و جامد کردن و آن هم به طور معمول توسط یک نازل انجام می‌شود.
الان تنها چیزی که کافی است بدانید این است که پرینت سه بعدی همان پرینت دو بعدی است که دفعات متعددی تکرار می‌شود. در پرینت روی کاغذ، پرینتر تنها یک لایه دو بعدی از حروف و کلمات را روی کاغذ می‌نشاند اما در این روش لایه‌های متعددی را روی هم می‌نشاند تا به شکل مورد نظر با ضخامت مورد نظر دست پیدا کند. درست مثل چیدن دیوار آجری.

مقایسه پرینتر سه بعدی با دیگر ابزارهای چاپ

نقاط قوت

مدل های سه بعدی نسبت به دیگر ابزار طراحی از سرعت بالاتری برای تولید برخوردار هستند. به دلیل ساخت لایه به لایه، نیازی به مواد اضافه نیست چرا که می توان از صفر شروع به ساخت اشیاء کرد و تمامی مواد مورد نیاز را مصرف می کند. از این رو زباله کمتری تولید شده و قطعا دور ریز کمتر به معنای هزینه کمتر در ساخت نیز هست. امروزه پرینتر های سه بعدی امکان طراحی مدل های فوق پیچیده را دارند و مانند گذشته با سختی روبه رو نیستیم.

نقات ضعف

پرینترهای سه بعدی به دلیل هزینه و زمان بالا برای ساخت، برای چاپ با تیراژ بالا مناسب نیستند. از آنجا که این تکنولوژی تازه به بازار عرضه شده حتی با وجود رشد فراوانی که داشته ولی هنوز قادر به تولید اجسام در جنس های مختلف نیست. مثلا: نمی توان فلزات با نقطه جوش بالا را مورد استفاده قرار داد.
برای ساخت اشیاء با استفاده از تکنولوژی سه بعدی باید ابتدا طرح توسط شخصی با مهارت بالا طراحی شود که این موضوع با شعار شرکت سازنده در تضاد است. زیرا شرکت سازنده با شعار “پلاگ اند پلی” محصول را راهی بازار کرده و ادعا می کند که نسبت به دیگر دستگاه ها عملکرد ساده تری دارد. در آخر می توان به این نکته اشاره کرد که چاپگر های سه بعدی نمی توانند اجسام را در ابعاد بزرگ طراحی کنند.

کاربرد های پرینتر سه بعدی

پرینترهای سه بعدی را می توان در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار داد. این تکنولوژی امروزه به یاری محققان رفته و باعث شده تا آن ها بتوانند مدل خود را به صورت سه بعدی پیاده کنند. در گذشته برای مدل سازی می بایست زمان زیادی صرف می شد، اما امروزه با سرعت چند برابری می توان این عمل را انجام داد. همچنین به کمک پرینترهای سه بعدی می توان قطعات یدکی را بازسازی و از آنها استفاده کرد. در زمینه پزشکی نیز می توان برای ساخت اندام های مصنوعی که به دقت و ظرافت بالا نیاز دارند از این دستگاه ها کمک گرفت.
• ساخت ماکت مقاوم و با دقت بالا در زمینه معماری
• ساخت طرح اولیه خودرو و بررسی آزمایش های مربوطه
• صنایعی که نیاز به طراحی دقیق دارند
• طراحی اسلحه های نظامی: همانطور که می دانید اسلحه ها دارای بخش های کوچک و حساسی می باشند از این رو ساخت نمونه اسلحه کار سخت و دشواری است، اما پرینترهای سه بعدی این کار را بسیار ساده تر کرده اند. البته می توان گفت که بیشترین کارایی چاپگرهای سه بعدی در همین بخش طراحی قطعات است.
• یکی از ویژه ترین حالات این چاپگرها چاپ زیستی است که پیوند اعضا را از طریق سلول های بنیادی و مواد زیستی امکان پذیر کرده است.

انواع پرینترهای ۳ بعدی

امروزه کار چاپ به دلیل وجود پرینترهای سه بعدی علاوه بر سرعت بالا بسیار جذاب شده است. در پرینترهای سه بعدی، تصویر دو بعدی موجود در کامپیوتر را به صورت سه بعدی و واقعی چاپ می کنند. از انواع پرینترهای سه بعدی معمولا برای ساخت ماکت، مجسمه و غیره استفاده می شود. با وجود این نوع از چاپگرهای سه بعدی طراحی و ساخت وسایل بدون دردسر و در کوتاه ترین زمان ممکن انجام می شود. در ادامه به بررسی و توضیح انواع پرینترهای سه بعدی می پردازیم.

• پرینتر ۳‌ بعدی SLA

این روش در واقع نخستین روش ساخت پرینتر سه‌بعدی است. در SLA از رزین فوتوپلیمر برای ساخت محصول استفاده شده که توسط لیزری با طول موج خاص ماده را سفت می‌کند.

• پرینتر ۳‌ بعدی FDM

در این روش برای ساخت محصول نهایی از اکسترود کردن فیلامنت‌هایی از پلیمر و یا گاهی اوقات موم استفاده می‌شود.

• پرینتر ۳ ‌بعدی SLS

این نوع خاص از پرینتر روش کار متفاوتی دارد. مهم‌ترین تغییر آن نسبت به نمونه‌های دیگر استفاده از پودر است.

• پرینتر ۳ بعدی SLM

این نوع تفاوت چندانی با SLS ندارد و در واقع پرینتری سه‌بعدی است که با روش SLS به تولید محصولات فلزی می‌پردازد.

• پرینتر ۳ ‌بعدی Multi Jet Fusion

این نوع نیز در واقع عملکردی شبیه به SLS دارد با این تفاوت که به‌جای استفاده از لیزر برای به هم چسباندن پودرها از هیترهای تابشی بهره گرفته می‌شود.

• پرینتر ۳ ‌بعدی DDM

ماده اولیه برای ساخت محصول در این روش، نوعی موم است که توسط نازلی مخصوص ذوب شده و به قطعات ریزی با سایز یکسان تبدیل می‌شود.

• پرینتر ۳ ‌بعدی LOM

در این روش از یک رول برای تولید قطعه استفاده می‌شود که می‌تواند جنس متفاوتی داشته باشد.

• پرینتر ۳ ‌بعدی DLP

در این روش برای ساخت نمونه نهایی از آینه استفاده می‌شود.

• پرینتر ۳ ‌بعدی BinderJetting

این روش نیز کمی متفاوت عمل می‌کند و تا حد زیادی شبیه به پرینترهای جوهرافشان است

امکانات پرینتر سه بعدی

اکثر فرآیندهای پرینترهای سه بعدی به ساختارهایی برای پشتیبانی قطعه نیاز دارند. این نوع ساختارها به عنوان داربست برای جلوگیری از ریزش لایه ها ساخته می شوند. معمولا سازه های پشتیبانی بعد از تمام شدن ساخت مدل مورد نظر حذف می شوند. چاپگرهای سه بعدی دارای امکاناتی هستند که از مهمترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• مجهز به نمایشگر تاچ
• مجهز به حسگر فیلامنت
• مجهز به سیستم بازیابی چاپ
• ساختار تمام فلزی شاسی و بدنه
• قابلیت نصب ماژول های حکاکی
• امکان مانیتورینگ چاپگر از راه دور
• مجهز به محورهای حرکتی ریل و واگن
• سازگار با انواع نرم افزارهای اسلایسینگ
• دارای گارانتی و خدمات پس از فروش معتبر
• سازگار با انواع ترموپلاستیکهای جدید و مرسوم
• بستر چاپ گرم شونده آلمینیومی یا شیشه ای
• مجهز به سیستم UPS و عدم توقف چاپ هنگام قطع برق

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید پرینتر سه بعدی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید پرینتر سه بعدی

با جستجو در اطلاعات گمرک تا امروز تعرفه گمرکی اختصاصی به این محصول اختصاص نیافته لذا میزان واردات و صادرات آن نا مشخص میباشد.

وضعیت واحد های فعال تولید پرینتر سه بعدی

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید پرینتر سه بعدی در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید پرینتر سه بعدی

ظرفیت تولید سالیانه : ۱۷۰۰ دستگاه
نرخ برابری دلار : ۲۵۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۲۵۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۱۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۴ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱۴.۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۹.۵ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۴۰ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: