پرینتر سه بعدی

در سال 2006، لیپسون اولین پرینتر سه بعدی منبع باز جهان به نام Fab@Home را که می تواند برای غذا استفاده شود، راه اندازی کرد تا سازندگان را تشویق کند تا با این فناوری آزمایش کنند. در ابتدا، Fab@Home و سایر پرینتر سه بعدی های اولیه مواد غذایی، محصولات قنادی مانند فراستینگ کیک یا شکلات را چاپ می‌کردند، زیرا قوام این غذاها باعث می‌شود لوله‌گذاری آنها بسیار آسان باشد.

خوراکی های قابل چاپ

اما برای اینکه پرینتر سه بعدی ها به لوازم رایج آشپزخانه تبدیل شوند، این فناوری باید به بلوغ برسد. بلوتینگر توضیح می دهد که سخت افزار بسیار ساده است: «به معنای واقعی کلمه ماشینی است که می‌تواند یک سرنگ غذا را برداشته و سپس آن را بر اساس نوعی مسیر هدایت‌شده شلیک کند».

اما هیچ نرم افزار یا سخت افزار استانداردی وجود ندارد که برای چالش های خاص چاپ غذا بهینه شده باشد. بلوتینگر می‌گوید: «ما از نرم افزار صنعتی طراحی‌شده برای چاپ قطعات پلاستیکی و فلزی استفاده می کنیم و هک‌های کمی برای کارکرد آن داریم. این رشته همچنین نیاز به جمع آوری دستور العمل های دیجیتالی استاندارد دارد که آشپزهای خانگی می توانند دانلود کرده و در پرینتر سه بعدی های خود استفاده کنند، روشی که سازندگان می توانند طرح هایی را برای ساخت اسباب بازی ها یا ابزارهای پلاستیکی دانلود کنند. در حال حاضر، سرآشپزی که می‌خواهد از هوموس و کوسکوس با لعاب سیر، یا یک قطره پنیر خامه‌ای چغندر و گردو چاپ کند، باید با زحمت دستوری را از ابتدا تهیه کند.

برای ایجاد یک غذای قابل چاپ، محققان باید مواد را مخلوط و دوباره مخلوط کنند تا خواص مواد مانند ویسکوزیته، چسبندگی بین لایه‌های چاپ شده و سرعت رسوب لایه‌های مختلف را با آزمون و خطا تنظیم کنند. و در پایان روز، هنوز هم غذا است، بنابراین آنها باید به محتوای غذایی و خوش طعم بودن آن نیز توجه کنند.

به طور کلی، برای غذاهای ساخته شده با پرینتر سه بعدی اکستروژن، ویسکوزیته یک عامل مهم است. برخی از پرینتر سه بعدی ها، از جمله یکی در آزمایشگاه Oleksyk که به پنوماتیک متکی است، می توانند مواد جامد مانند مهره را چاپ کنند.

کوچما می‌گوید: «تفاوت بزرگی که باید در مورد چاپ سه بعدی غذا در مقابل چاپ سه بعدی یک پلاستیک مراقب باشید، جاذبه است.» هنگام چاپ پلاستیک، نازل های چاپگر سه بعدی، مواد را تا نقطه ذوب آن گرم می کنند که از نوک خارج می شود و پلاستیک بعداً سخت می شود. این فرآیند می تواند برای برخی از غذاها مانند شکلات موثر باشد، اما برای برخی دیگر مانند کره بادام زمینی یا پنیر خامه ای موثر نیست.

کار کردن با موادی که قوام فراستینگ دارند راحت‌تر است. بلوتینگر می‌گوید: گوشت‌ها را می‌توان به آن حالت پودر کرد، اما سبزیجات به دلیل محتوای بالای آب آن‌ها ممکن است مجبور شوند با یک عامل غلیظ کننده مانند صمغ زانتان ترکیب شوند. او و همکارانش همچنین در حال بررسی راه هایی برای چاپ مواد غیر خمیری مانند پودرها، جامدات، مایعات و ژل هستند. مایکل اوکاموتو، دانشمند مواد غذایی در آزمایشگاه Oleksyk، می‌گوید رب ها همچنین می توانند به عنوان اجزای ساختاری ایفای نقش کنند که مواد پرکننده یا جامدتری را در کنار هم نگه می دارند.

علاوه بر این، نحوه قرار دادن مواد در نازل های پرینتر سه بعدی می تواند تراکم غذا و سطح جویدن آن را تغییر دهد. این ویژگی ها بر میزان سختی فک یک فرد برای تجزیه غذا تأثیر می گذارد که به نوبه خود تجربه غذا خوردن را تغییر می دهد. اولکسیک می گوید، از نظر تئوری، این جنبه‌های مختلف طراحی یک غذای چاپی می تواند بر سیری غذاخور تأثیر بگذارد. او و همکارانش شروع به بررسی این موضوع کرده اند که چگونه می تواند با مقدار غذایی که یک فرد تصمیم می گیرد بخورد مرتبط است.

یک چاقو یک قرص گوشت گیاهی را که ظاهراً با چربی مرمر شده است برش می دهد.

مزایای ساخت پرینتر سه بعدی خود

چندین مزیت برای ساخت پرینتر سه بعدی DIY خودتان وجود دارد:

• شما یاد می گیرید که دستگاه چگونه کار می کند و می توانید مشکلات را به تنهایی عیب یابی کنید.
• می تواند مقرون به صرفه تر از خرید یک پرینتر از پیش مونتاژ شده باشد.
• شما می توانید پرینتر سه بعدی خود را متناسب با نیاز خود سفارشی کنید.
• جامعه معمولاً بسیار کمک کننده و حمایت کننده است.
• ساخت پرینتر سه بعدی DIY

چالش های ساختن پرینتر سه بعدی خودتان

همچنین ساختن پرینتر سه بعدی خود دارای معایبی است:

این می تواند چالش برانگیزتر از خرید یک دستگاه از پیش مونتاژ شده باشد.

احتمال اینکه مشکلی در فرآیند ساخت پیش بیاید بیشتر است.

ممکن است تمام قطعات مورد نیاز خود را نداشته باشید، که می تواند منجر به تاخیر در چاپ شود.

بهترین پرینتر سه بعدی DIY برای نیازهای شما به سطح تجربه، بودجه و اهداف شما بستگی دارد. امیدواریم این مقاله توصیه های مفیدی برای انتخاب کیت پرینتر سه بعدی مناسب برای شما ارائه دهد. ساختمان مبارک

پرینتر سه بعدی منبع باز و طرح های ساخت

هنگام انتخاب یک چاپگر سه بعدی برای ساخت یا خرید، مستندات مهم هستند و بر تجربه کلی کاربر تأثیر می‌گذارند. اسناد ضعیف می تواند منجر به خرابی دستگاه شود زیرا کاربران دستگاه خود را مونتاژ یا عیب یابی می کنند تا آن را چاپ کنند. به دنبال کیت ها یا طرح هایی بسازید که به خوبی مستند و جامع برای سطح مهارت شما باشد. مستندات خوب همچنین شامل نکات و ترفندهایی برای دریافت بهترین پرینت های سه بعدی، عیب یابی مشکلات رایجی است که ممکن است با آن مواجه شوید.

کیت های پرینتر سه بعدی در مقابل از پیش مونتاژ شده

وقتی صحبت از بهترین پرینترهای کیت DIY می شود، گزینه های زیادی وجود دارد. مزایای ماشین های از پیش مونتاژ شده این است که آنها معمولاً با اسنادی همراه هستند و توسط شخص دیگری مونتاژ شده اند، بنابراین می توانید به آنها اعتماد کنید که قبلاً ماشین های کاربردی هستند. این باعث می‌شود که آنها نسبت به کیت‌های خودساخته پیچیده‌تر و برای مبتدیان جذاب‌تر باشند.

کیت های پرینتر سه بعدی کامل

اگر با تامین قطعات خود از تامین کنندگان مختلف راحت نیستید، چاپگرهای از پیش مونتاژ شده نیز در دسترس هستند. این ماشین‌ها با همه چیز یا تقریباً همه چیز برای مونتاژ یک ماشین کار همراه هستند، از جمله تمام پیچ‌ها و ابزارهای مورد نیاز.

کیت های کامل پرینتر سه بعدی به جای تهیه همه قطعات از تامین کنندگان مختلف با تاریخ ارسال یا کیفیت متفاوت، راه اندازی و راه اندازی را آسان تر می کند. همچنین یک راه عالی برای صرفه جویی در هزینه حمل و نقل است که می تواند هنگام خرید مقادیر کم قطعات بسیار پرهزینه باشد.

نقطه ضعف ماشین های از پیش مونتاژ شده این است که می توانند گران تر از کیت های DIY باشند، قابلیت ارتقا ندارند و ممکن است بهترین کنترل کیفیت را نداشته باشند.

طرح های پرینتر سه بعدی DIY خود منبع

هنگام تهیه قطعات خود برای پرینتر، باید چند نکته را در نظر بگیرید: چه نوع پرینتری را می خواهید بسازید، به چه قطعاتی نیاز دارید و از کجا می توانید آنها را تهیه کنید.

بهترین کیت های پرینتر سه بعدی بسته به نیازهای عملکرد و بودجه، طیف وسیعی از گزینه ها را ارائه می دهند. مبتدیان می‌توانند با یک کیت غیر مونتاژ نشده کار خود را شروع کنند که نسبت به ماشین‌های از پیش مونتاژ شده ارزان‌تر است.

راهنمای پرینتر سه بعدی در آموزش

از آنجایی که متخصصان تقریباً در هر صنعت - مراقبت های بهداشتی، هوافضا، مهندسی، تولید و سرگرمی - به افزایش سرمایه گذاری در پرینتر سه بعدی ادامه می دهند، این فناوری به بخش بزرگی از زندگی روزمره ما تبدیل می شود. بسیاری از برنامه های آموزشی این را تشخیص داده اند و پرینتر سه بعدی را در برنامه های درسی خود گنجانده اند، اما ادغام گسترده تولید افزودنی در برنامه های آموزشی به آگاهی بیشتر از مزایای بسیاری از پرینتر سه بعدی برای آموزش متکی است.

در راهنمای زیر، مزایای پرینتر سه بعدی در آموزش را مورد بحث قرار خواهیم داد، از بهبود مشارکت و همکاری دانش آموزان، توسعه نیروی کار، الگوهای تفکر چند رشته ای، و خلاقیت توانمند، و همچنین نگاهی به فناوری های موجود و نحوه انتخاب خواهیم انداخت. بین آنها.

مزایای پرینتر سه بعدی در آموزش

بهبود تعامل دانش‌آموز با یادگیری عملی

از مدارس K-12 تا برنامه های تحصیلات تکمیلی کالج، پرینتر سه بعدی راهی برای مربیان است تا مشارکت فعال تر در فرآیند یادگیری را تشویق کنند. اگرچه مطالعات تحقیقاتی در مورد سبک‌های مختلف یادگیری و اثربخشی روش‌های آموزشی متنوع فراوان است، بسیاری از آموزش‌های سنتی همچنان بر حفظ کردن مطالب خواندنی متکی است. پرینتر سه بعدی راهی را برای دانش‌آموزان فراهم می‌کند تا با دستکاری فیزیکی وسایل کمک آموزشی چاپ شده آماده یا با طراحی ابزارها، به طور واقعی با موضوع ارتباط برقرار کنند.

مخصوصاً برای دانش آموزان K-12، این جنبه عملی پرینتر سه بعدی در کلاس درس به بهبود تعامل و مشارکت کمک می کند. برای اجرای این نظریه، Formlabs با آکادمی Tech Boston، یک دبیرستان دولتی در دورچستر، ماساچوست که عمدتاً بر آموزش فناوری تمرکز دارد، همکاری کرد. در طول یک برنامه 13 هفته ای، کارمندان Formlabs سخنرانی کردند و دانش آموزان را از طریق یک دوره پروژه محور راهنمایی کردند، که در یک "هکاتون" به پایان رسید که در آن دانش آموزان ابزاری را طراحی، مدلسازی و پرینتر سه بعدی کردند. دانش آموزان قادر به حل مسئله و استفاده از مهارت های CAD برای ایجاد راه حل بودند، سپس ایده های خود را با پرینتر سه بعدی Formlabs به واقعیت تبدیل کردند. یکی از دانش‌آموزان گفت که جنبه‌ای که آن‌ها بیشتر از همه از آن لذت می‌بردند «توانایی مادی ساختن اشیاء فیزیکی درون ذهنم به یک چیز واقعی بود که بتوانم آن را نگه دارم یا لمس کنم».

این نوع از تعاملات حضوری برای بزرگسالان جوان در حال رشد بسیار ارزشمند است. اما در محیط آموزشی امروزی، آموزش حضوری همیشه امکان پذیر نیست. پرینتر سه بعدی تضمین می کند که هر دانش آموز به ابزارهای کاربردی مورد نیاز خود دسترسی دارد و به معلمان این قدرت را می دهد که آن ابزارها را تغییر دهند یا در صورت لزوم چاپ اضافی کنند. برنامه درسی ما بسیار فیزیکی است. به ماشین آلات، ابزار ساختمانی و برش لیزری نیازمندیم. مایکل سیلور، استاد معماری در دانشگاه کنتاکی، می‌گوید، بنابراین یکی از تلفات این همه‌گیری این بود که ما نتوانستیم مدل‌سازی فیزیکی یا اشیاء فیزیکی زیادی انجام دهیم. سیلور با تکیه بر تجربه قبلی خود با پرینتر سه بعدی Formlabs در آزمایشگاه های دانشگاه، فرم 2 را با خود به خانه آورد، از دانش آموزان خواست فایل های STL خود را برای او ارسال کنند و مدل های آنها را چاپ کنند تا در ارزیابی نهایی کلاس مورد بحث قرار گیرند. ما توانستیم در طول دوره قرنطینه به ساخت اشیاء فیزیکی ادامه دهیم. سیلور گفت: پرینتر سه بعدی به ما این توانایی را داد که در طول قرنطینه همچنان نمونه اولیه را به صورت فیزیکی پیاده سازی کنیم و همه فقط از طریق Zoom ملاقات کنند و یادگیری از راه دور انجام دهند.

دانشکده دندانپزشکی گران است، صرف نظر از اینکه در چه کشوری هستید. بخشی از این هزینه به دلیل ابزارهای بسیار تخصصی است که دانشجویان دندانپزشکی باید یاد بگیرند. دکتر Gülşah Uslu، مدرس دانشکده دندانپزشکی در دانشگاه Canakkale Onsekiz Mart در ترکیه، به جای اینکه از دانشجویان بخواهد به اشتراک بگذارند، شروع به استفاده از پرینتر سه بعدی به عنوان راهی برای کاهش هزینه ها و تهیه مجموعه ای از ابزارها برای هر دانشجو کرد.

به طور معمول، دانشجویان دندانپزشکی قبل از اینکه اولین بیمار خود را تحت نظارت در کلینیک درمان کنند، یک برنامه آموزشی عملی را پشت سر می گذارند. این آموزش یا بر روی مدل های آناتومیک مصنوعی و یا بر روی دندان های کشیده شده انجام می شود که تهیه هر دوی آنها گران و دشوار است. دکتر اسلو به چاپ سه بعدی روی آورد و بیش از 13000 مدل دندان مصنوعی دقیق آناتومیکی تولید کرد تا هر دانش آموز بتواند بدون وقفه به یادگیری عملی خود بدون اتکا به ماژول های یادگیری دیجیتال یا اشتراک گذاری با همکلاسی ها ادامه دهد. دکتر اسلو توانست به استاندارد بالای تدریس خود ادامه دهد و دانشجویان توانستند بر ابزارهای آموزشی شخصی سازی شده تمرکز کنند و حفظ دانش و مشارکت خود را افزایش دهند.

مزایای پرینتر سه بعدی در معماری

صنعت معماری یک صنعت بسیار رقابتی است. برای هر پروژه، معماران با رقابت بی امان روبرو هستند. مشتریان دارای تنوع گسترده ای از انتخاب ها هستند که شرکت های معماری را به دنبال عملکرد و نوآوری سوق می دهد. بنابراین ارائه انگیزه ای که باعث برجسته شدن و انتخاب شدن آنها شود، کلید برنده شدن در یک پروژه است. در نتیجه، با استفاده از فناوری پیشرفته برای توصیف عملکرد خود، بسیاری شروع به کمک به تولید افزودنی (AM) می کنند. مزایای پرینتر سه بعدی برای معماران و مزیت رقابتی که در فرآیندهای طراحی ارائه می دهد، روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند.

امروزه معماران از پرینتر سه بعدی عمدتاً به عنوان ابزاری برای مدل های مفهومی و نمایش مدل ها برای ایجاد انگیزه در مشتریان و سرمایه گذاران بالقوه استفاده می کنند. این یک ابزار مکمل عالی برای رندر تصاویر و مدل های کامپیوتری است. انتقال ایده - دادن عمق، بعد و بافت به یک پروژه - راهی عالی برای متمایز شدن از سایر شرکت ها است.

فن آوری کارایی گردش کار را بهبود می بخشد. مزایای کلیدی چاپ سه بعدی برای معماران و مشتریان:

سریعتر و ارزان تر

فرآیند ساخت مدل با دست یک فرآیند طولانی و خسته کننده از گذشته است. چه برای آزمایش طرح (1-2 هفته) یا یک نسخه نهایی (2-3 ماه) مفهومی باشد، ساخت یک مدل به صورت دستی با استفاده از مقوا، چوب یا فوم، یک جدول زمانی طولانی ایجاد می کند. این به نوبه خود منجر به سرمایه گذاری قابل توجهی برای یک مدل می شود.

در مقابل، پرینتر سه بعدی جدول زمانی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و به طراحان این امکان را می دهد که تنها در چند ساعت یک مدل معماری با دقت بالایی داشته باشند، در حالی که هزینه ها را تا 75٪ کاهش می دهد. علاوه بر این، یک چاپگر سه بعدی می تواند بدون توقف در طول شب برای مدل های بزرگتر و پیچیده تر کار کند که چاپ آنها بیشتر طول می کشد.

EASY ITERATION.TEST مفاهیم طراحی چندگانه

این فناوری با افزایش بهره وری، ارزش زیادی را اضافه می کند. یکی از مزایای پرینتر سه بعدی برای معماران، آزمایش سریع بسیاری از مفاهیم و تکرارها در مراحل اولیه پروژه است. بنابراین شناسایی سریع مسائل بالقوه مختلف که شناسایی آنها در شبیه سازی های کامپیوتری بسیار سخت تر است. علاوه بر این، طراحان می توانند مدل های معماری کم هزینه را یک شبه در مراحل مختلف پروژه چاپ کنند. به عنوان مدل مطالعه، با طرح ها و مقیاس های مختلف، برای ارزیابی فضا، حجم ها و ساختار کلی استفاده می شود.

در کوتاه مدت و بدون هزینه زیاد – می توان طرح جدید، تغییر یافته، طراحی مجدد و بهبود یافته را بر اساس مدل ها و اصلاحات قبلی چاپ کرد. انجام بسیاری از تکرارهای مدل به تعیین چگونگی تأثیر طراحی بر محیط اطراف کمک می کند. با نگاهی در مقیاس بزرگتر، می توان بررسی کرد که چگونه انبوه سازی مدل در انبوه سازی شهر قرار می گیرد. بزرگتر شدن - چگونه بر انبوه شدن محله تأثیر می گذارد. بزرگنمایی بیشتر و بیشتر - پلاستیک یا انبوه بودن خود ساختمان.

10 کاربرد برتر پرینتر سه بعدی در هنر

پرینت سه بعدی معنای کاملاً جدیدی به ضرب المثل "هنر مرز نمی شناسد" می دهد و ثابت می کند که فناوری های جدید و خلاقیت در واقع برخلاف تصور عمومی بسیار سازگار هستند. زیرا استفاده از ساخت افزودنی به هنرمندان این امکان را می دهد که در فرآیند خلاقیت خود یک گام فراتر بروند. آزادی طراحی کلمه کلیدی: کار با فرآیندهای تولید افزودنی امکان تحقق هندسه های بسیار پیچیده با سطح بالایی از جزئیات را فراهم می کند. مزایایی که برای مثال می توان برای ساختن ماکت برای موزه ها استفاده کرد. اما کاربرد پرینتر سه بعدی در بخش هنر به هیچ وجه محدود به این هدف نیست. بیشتر و بیشتر، تمرکز بر روی خود شیء ساخته شده با مواد افزودنی است. این فناوری به‌طور فزاینده‌ای توسط هنرمندان به‌عنوان ابزاری که با آن تحقق یک ایده هیچ محدودیتی به جز جاذبه نمی‌شناسد، اقتباس می‌شود. در انتخاب خود، مایلیم چند نمونه فعلی را ارائه کنیم که احساس می کنیم اهمیت پرینتر سه بعدی برای هنر را نشان می دهد.

Hypnerotomachia Naturae

مجسمه "hypnerotomachia naturae" که توسط Stefan Maier و Giacomo Pala تحت نظارت بارت لوتسما در موسسه تئوری معماری در دانشگاه اینسبروک ساخته شده است، در نگاه اول یادآور یک کیت ساخت و ساز است. و عمداً اینطور است: زیرا ساختار مدولار قرار است ارتباط و تناقضات رابطه انسان با طبیعت و فناوری را به ما یادآوری کند. Hypnerotomachia در بتن با همکاری concr3de ساخته شد و سال گذشته به عنوان بخشی از نمایشگاه "زیبایی قبل از خرد" به نمایش گذاشته شد. دانش هنر و هنر علم در موزه Tiroler Landesmuseum در اینسبروک. روی نمایشگر تعداد زیادی از قطعات مجزا دیده می شود که به یکدیگر متصل شده و یک کل بزرگ را تشکیل می دهند. هدف تک تک اشیاء برای یادآوری موضوعی بیننده از تنوع مدینه فاضله ها، اسطوره ها و فرهنگ هاست.

اعتدال مت کولیشاو در نمایشگاه دبی 2020

برای نمایشگاه جهانی 2020 در دبی، که به دلیل همه‌گیری در واقع به تازگی در 1 اکتبر 2021 آغاز شده است، هنرمند مت کالیشاو با اثر "Equinox" چیزی خاص ارائه کرده است. در یک توهم نوری، یک گل نیلوفر غول پیکر در مرکز پاویلیون Terra واقعا زنده می شود. شکوفه ها می چرخند، حشرات دور گل می چرخند و بال می زنند و آن را گرده افشانی می کنند. برای موفقیت این رقص اکولوژیک، زئوتروپ با ارتفاع پنج متر و عرض سه متر با کمک هیدرولیک باز و بسته می شود. باز و بسته شد. گلبرگ ها همگی پرینت سه بعدی بودند. مشخص نیست که هنرمند از چه فرآیندی برای تحقق آن استفاده کرده است، اما ما می دانیم که Collishaw در گذشته با همکاری شرکت اسپانیایی Sicnova 3D یک zoetrope برای Galleria Borghese در رم ایجاد کرده است.

ارکستر بی صدا

ارکستر بی صدا که توسط پیتر لانگ و کارشناسان آکوستیک از دانشگاه علوم کاربردی در روزنهایم ساخته شده است، یک مجسمه پرینت سه بعدی است. این اثر با الهام از لانه زنبورها و هورنت ها به عنوان یک جاذب صوتی عمل می کند. ارکستر سایلنت که از لوله هایی با اندازه های مختلف تشکیل شده بود، با استفاده از فرآیند FDM به صورت سه بعدی چاپ شد. برای انجام این کار، پیتر لانگ ابتدا طرح کلی جسم را در هر لایه روی ورق های 3×6 متری از پشم گوسفند قبل از اسکن آنها ترسیم کرد. سپس، با همکاری Additive Tectonics، جاذب صدا از پلیمر زیستی Arboblend Tecnaro که 100٪ بر پایه زیستی است، به صورت سه بعدی پرینت شد. یک اثر هنری منحصر به فرد و پایدار، با قابلیت جذب صدا، که ترکیبی از بهترین هنر و فن آوری های جدید است.

دهه 2010: سالهای دید، نوآوری و امیدها برای چاپ سه بعدی

سال های اخیر برای پرینتر سه بعدی بسیار مهم بوده است. با انقضای حق ثبت اختراع FDM، اولین سال های دهه به سال های پرینت سه بعدی تبدیل شده است. سپس تولید افزودنی تبدیل به یک تکنیک نمونه سازی و تولید واقعی و مقرون به صرفه برای مشاغل می شود و فرصت های جدیدی را باز می کند.

در سال 2013، پرزیدنت باراک اوباما در سخنرانی وضعیت اتحادیه خود از پرینتر سه بعدی به عنوان یک موضوع مهم برای آینده یاد کرد که «پرینتر سه بعدی» را به یک کلمه رایج تبدیل کرد.

اکنون در ذهن عموم مردم و در تصمیمات سیاست گذاران بسیار حضور دارد. این فناوری برای همیشه در حال پیشرفت است، همانطور که استفاده از این فناوری است. شرکت های کوچک و بزرگ بیشتری از قیمت پایین نمونه سازی که پرینتر سه بعدی ارائه می دهد استفاده می کنند و آن را به طور کامل در فرآیندهای تکرار، نوآوری و تولید خود ادغام کرده اند.

در سال 2010، Urbee اولین ماشین پرینت سه بعدی بود. بدنه آن با استفاده از یک پرینتر سه بعدی بسیار بزرگ به طور کامل پرینت سه بعدی شد. اکنون، ماشین پرینتر سه بعدی به تدریج در حال تبدیل شدن به واقعیت است و تولید مواد افزودنی فضای بیشتری را در بخش خودرو اشغال می کند. در واقع، از ادغام فناوری پرینت سه بعدی برای فرآیند ابزارسازی، تا قطعات پرینتر سه بعدی خودرو، به نظر می رسد تولید مواد افزودنی در سطوح مختلف بسیار مفید است و به عبور از چالش های کاملاً جدید کمک می کند.

فناوری پرینت سه بعدی در حال تکامل و پیشرفت است. چاپگرهای سه بعدی جدید به طور مرتب منتشر می شوند، کارآمدتر هستند، سریعتر چاپ می کنند و به مواد چاپ سه بعدی جدید دسترسی پیدا می کنند. فناوری هایی مانند CLIP (DLS) توسط Carbon در حال توسعه هستند و فرآیند چاپ را سریعتر و دقیق تر از همیشه می کنند.

اگر پیشنهادات خدمات پرینتر سه بعدی آنلاین ما را بررسی کنید، طیف وسیعی از مواد از رزین های پرینت سه بعدی قوی و دقیق مانند پلی اورتان سفت و سخت، پلاستیک انعطاف پذیر چاپ شده سه بعدی و فلزات پرینت سه بعدی مقاوم در برابر حرارت را پیدا خواهید کرد: همه چیز اکنون قابل چاپ است. ، یافتن مواد متناسب با نیازها و محصولات خود را برای شرکت ها آسان می کند.

مواد پرینت سه بعدی جدید هر روز در حال کاوش هستند، از آزمایشگاه دانیل کلی که استخوان پرینت سه بعدی را انجام می دهد تا استارتاپ فرانسوی XtreeE، که بتن پرینت سه بعدی را برای متحول کردن صنعت ساخت و ساز انجام می دهد! در واقع، در مورد کاربرد معماری، بتن پرینت سه بعدی اکنون یک چیز واقعی است و خانواده ها شروع به نقل مکان به خانه های چاپ سه بعدی کرده اند. اولین خانواده ای که در سال 2018 به یک خانه چاپ سه بعدی نقل مکان کردند. این خانه 1022 فوت مربع است، کاملا قابل سکونت است و چاپ آن دو روز طول کشید.

انتخاب رزین مناسب برای یک کاربرد خاص ضروری است. رزین ها توسط کسانی که مایل به ایجاد اشیایی با وضوح بالاتر جزئیات، با سطح صاف، متراکم یا کمتر متخلخل هستند، علاوه بر سهولت تکمیل پس از چاپ، ترجیح داده می شوند. علاوه بر این، زمان یک عامل تعیین کننده در انتخابپرینتر سه بعدی های است که به جای فیلامنت از رزین استفاده می کنند. به طور کلی به دو گروه رزین های استاندارد و رزین های پیشرفته تقسیم می شوند. رزین های استاندارد رایج ترین هستند، دارای مزیت هزینه عالی هستند، خواص مکانیکی خوبی دارند، شفاف هستند و می توانند در رنگ های مختلف رنگ آمیزی شوند و معمول ترین کاربرد آنها در چاپ نمونه های اولیه برای اهداف مختلف است. برخی از رزین ها خواص مشابهی با رشته ها دارند، مانند مورد zABS که شبیه رشته ABS است. گروه رزین های پیشرفته برای کاربردهای خاص تر است و به طور گسترده در مهندسی، دندانپزشکی، پزشکی، بازی و جواهرات استفاده می شود. در این دسته رزین های مبتنی بر بیولوژیک، شفاف، قابل شستشو با آب، انعطاف پذیر، زیست تخریب پذیر، ریخته گری، فلورسنت و پخت سریع قرار می گیرند. با توجه به ویژگی های خود، آنها دارای مقاومت مکانیکی بهتر، وضوح پرینت بهتر، بوی کم، دقت بالاتر، مقاومت در برابر رطوبت، مقاومت در برابر خراش و غیره هستند.

نکته مهم این است که رنگ فیلامنت ها و رزین ها باید برای هر کاربرد در نظر گرفته شود، زیرا رنگ مورد استفاده در ساخت مواد اولیه می تواند با خواص محصول تداخل داشته باشد. به عنوان مثال، اگر هدف توسعه یک الکترود کامپوزیت بر اساس PLA و گرافیت باشد و از یک رشته سفید استفاده کنید (رنگ سفید معمولاً از TiO2 ساخته می شود). همه عوامل باید در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که کارایی این الکترود فقط پیش سازهای آن بدون در نظر گرفتن رنگ رشته PLA است. به عنوان مثال، TiO2 درون رشته ممکن است پورپرپرت های فوتوکاتالیستی را برای دستگاه پرینتر سه بعدی نهایی ایجاد کند (Browne et al., 2020).

نمونه هایی از کاربردهای پرینتر سه بعدی در دستگاه های الکتروشیمیایی

سلول های الکتروشیمیایی پرینت سه بعدی برای سنجش و سایر کاربردها

در این بخش، مجموعه ای از انتشارات را ارائه خواهیم کرد که به استفاده از پرینتر سه بعدی های در توسعه دستگاه های الکتروشیمیایی می پردازد. از سال 2012 رشد تصاعدی در مقالات مربوط به فناوری چاپ سه بعدی مرتبط با الکتروشیمی مشاهده شده است، همانطور که در کارهای قبلی بررسی های انتقادی انجام شده که توسعه حسگرهای الکتروشیمیایی با استفاده از این فناوری را برجسته می کند گزارش شده است (Cardoso et al., 2020b; Hamzah et al., 2018). فناوری پرینت سه بعدی امکان توسعه و تولید سلول های الکتروشیمیایی خاص را برای چندین کاربرد متنوع و افزایش داده است. همانطور که قبلا ذکر شد، بسیاری از نشریات به استفاده از این فناوری در الکتروشیمی و روش های الکتروآنالیز پرداخته اند، اما در مورد توسعه سلول های الکتروشیمیایی کمی گزارش شده است. در اینجا نمونه هایی از سلول های الکتروشیمیایی ساخته شده از یک پرینتر سه بعدی و کاربردهای مربوطه را ارائه خواهیم داد. جدول 2 تعداد بی شماری از طرح های سلولی را با توجه به کاربرد پیش بینی شده توسط گروه های مختلف تحقیقاتی خلاصه می کند.

مزایا و معایب استفاده از پرینتر سه بعدی

مزایای پرینتر سه بعدی عبارتند از:

ایجاد سفارشی و مقرون به صرفه از هندسه های پیچیده:

این فناوری امکان ایجاد آسان قطعات هندسی سفارشی را فراهم می کند که در آن پیچیدگی افزوده بدون هزینه اضافی انجام می شود. در برخی موارد، پرینتر سه بعدی ارزان تر از روش های تولید تفریقی است زیرا از مواد اضافی استفاده نمی شود.

هزینه های راه اندازی مقرون به صرفه:

از آنجایی که نیازی به قالب نیست، هزینه های مربوط به این فرآیند تولید نسبتاً کم است. هزینه یک قطعه ارتباط مستقیمی با مقدار مواد مصرفی، زمان صرف شده برای ساخت قطعه و هرگونه پردازش پس از آن دارد.

کاملا قابل تنظیم:

از آنجایی که این فرآیند بر اساس طراحی های کامپیوتری (CAD) است، هر گونه تغییر محصول بدون تاثیر بر هزینه ساخت آسان است.

ایده آل برای نمونه سازی سریع:

از آنجایی که این فناوری امکان تولید دسته‌های کوچک و تولید داخلی را فراهم می‌کند، این فرآیند برای نمونه‌سازی ایده آل است، به این معنی که محصولات می‌توانند سریع‌تر از تکنیک‌های تولید سنتی‌تر و بدون اتکا به زنجیره‌های تامین خارجی تولید شوند.

امکان ایجاد قطعاتی با ویژگی های خاص:

اگرچه پلاستیک ها و فلزات رایج ترین مواد مورد استفاده در پرینتر سه بعدی هستند، اما زمینه ای برای ایجاد قطعات از مواد مخصوص طراحی شده با خواص دلخواه نیز وجود دارد. بنابراین، برای مثال، می‌توان قطعاتی با مقاومت حرارتی بالا، آب‌گریزی یا استحکام بالاتر برای کاربردهای خاص ایجاد کرد.

معایب پرینتر سه بعدی عبارتند از:

می تواند استحکام کمتری نسبت به ساخت سنتی داشته باشد:

در حالی که برخی از قطعات، مانند قطعات ساخته شده از فلز، دارای خواص مکانیکی عالی هستند، بسیاری از قطعات دیگر پرینتر سه بعدی شکننده تر از آنهایی هستند که با تکنیک های تولید سنتی ایجاد می شوند. این به این دلیل است که قطعات لایه به لایه ساخته می شوند که بین 10 تا 50 درصد استحکام را کاهش می دهد.

افزایش هزینه در حجم بالا:

تولیدات بزرگ با پرینتر سه بعدی گران تر هستند زیرا صرفه جویی در مقیاس مانند سایر روش های سنتی بر این فرآیند تأثیر نمی گذارد. برآوردها حاکی از آن است که هنگام مقایسه مستقیم برای قطعات یکسان، چاپ سه بعدی نسبت به ماشینکاری CNC یا قالب‌گیری تزریقی بیش از 100 واحد مقرون به صرفه‌تر است، مشروط بر اینکه قطعات را بتوان با روش‌های معمولی تولید کرد.

محدودیت در دقت:

دقت یک قطعه پرینتر شده به نوع ماشین و/یا فرآیند مورد استفاده بستگی دارد. برخی از پرینترسه بعدی های رومیزی تحمل کمتری نسبت به سایر پرینترها دارند، به این معنی که ممکن است قطعات نهایی کمی با طرح ها متفاوت باشد. در حالی که این می تواند با پس پردازش برطرف شود، باید در نظر گرفت که قطعات پرینت شده سه بعدی ممکن است همیشه دقیق نباشند.

الزامات پس از پردازش:

اکثر قطعات پرینت سه بعدی نیاز به نوعی پس پردازش دارند. این ممکن است سنباده زدن یا صاف کردن برای ایجاد یک پرداخت مورد نیاز، برداشتن پایه های نگهدارنده که اجازه می دهد مواد به شکل تعیین شده ساخته شوند، عملیات حرارتی برای دستیابی به خواص مواد خاص یا ماشینکاری نهایی باشد.

قطعات بخش

انواع تکنیک های پرینتر سه بعدی

طبق استاندارد ASTM F2792، پرینتر سه بعدی را می توان به هفت دسته اصلی از جمله جت بایندر، اکستروژن مواد، رسوب انرژی هدایت شده، جت مواد، همجوشی بستر پودری، لایه لایه سازی ورق و پلیمریزاسیون عکسی vat طبقه بندی کرد.

فلزات

فلزات به طور گسترده در پرینتر سه بعدی در تعدادی از زمینه ها مانند خودرو، هوا فضا و صنعت بهداشت و پزشکی استفاده می شود. به طور کلی به جای فلزات خالص از آلیاژها به دلیل خواص مکانیکی و حرارتی عالی استفاده می شود. آلیاژهای آلومینیوم در صنعت هوافضا استفاده می شوند [27]. آلیاژهای مبتنی بر کبالت برای تولید ایمپلنت های دندانی به دلیل سفتی و انعطاف پذیری بالا مورد نیاز هستند. آلیاژهای مبتنی بر نیکل همچنین می توانند برای کاربرد در صنایع هوافضا استفاده شوند زیرا دارای خوردگی بالایی هستند

کاربردهای پرینتر سه بعدی

در صورت پرینتر سه بعدی می توان از انواع مواد استفاده کرد. فرصت های زیادی در زمینه مواد مورد استفاده در پرینت سه بعدی وجود دارد. مواد جدید به طور منظم برای کاربردهای پرینتر سه بعدی در تعدادی از زمینه ها مانند خودرو، هوافضا، مراقبت های بهداشتی و پزشکی توسعه می یابند. ساخت و ساز الکترونیک، مواد غذایی و بسیاری دیگر. خواص این مواد بستگی دارد

نمونه سازی سریع

ساخت یک محصول جدید تعدادی از مراحل برنامه ریزی و طراحی را دنبال می کند. پس از ارزیابی پارامترهای طراحی، محصول را فقط می توان به صورت یک نقشه 2 بعدی مشاهده کرد. در اینجا نیاز به یک نمونه اولیه به وجود می آید که محصول را بتوان در دنیای واقعی تجسم کرد و پایه ای را تشکیل داد که محصول نهایی برای آن ایجاد می شود. نمونه سازی سریع به طور کلی در محیط کار برای توصیف فرآیند ایجاد سریع سیستمی که می تواند نماینده واقعی محصول باشد استفاده می شود.

اندازه

اکثر تکنیک های پرینتر سه بعدی حجم ساخت کمی دارند در حدود 400×400×400 میلی متر مکعب، فقط روش های جت صحافی و رسوب انرژی هدایت شده حجم ساخت بیشتری نسبت به بقیه دارند، حدود 2000×2000×2000 میلی متر مکعب [60]. بنابراین برای تولید مولفه ای با حجم ساخت بزرگتر باید از تکنیک های دیگری استفاده کرد یا اینکه در قطعات کوچکتر ساخته شود.

زمان

استفاده از پرینتر سه بعدی برای ساخت قطعه ای که مورد نیاز است معمولاً بیش از چند ساعت زمان می برد.

نتیجه

پرینتر سه بعدی تکنیک ساخت حال و آینده است. طیف گسترده ای از مواد را می توان برای تولید یک جزء پردازش کرد و مواد جدید به طور منظم در حال توسعه هستند. این تکنیک در صنایعی مانند خودرو، هوافضا، بهداشت و پزشکی، الکترونیک، ساخت و ساز، غذا و بسیاری موارد دیگر برای اهدافی مانند نمونه سازی سریع، اصلاحات و تعمیر کاربرد پیدا کرده است. گستره فرصت ها در پرینتر سه بعدی فوق العاده است، به ویژه در هوافضا و

اعلامیه منافع رقابتی

نویسندگان اعلام می کنند که هیچ منافع مالی رقیب یا روابط شخصی شناخته شده ای ندارند که به نظر می رسد بر کار گزارش شده در این مقاله تأثیر بگذارد.

استارتاپ هایی که در پرینت سه بعدی کار می کنند

کار عظیمی که استارت آپ ها برای ترویج پذیرش پرینتر سه بعدی در صنعت ساخت و ساز انجام می دهند، گواه این است که اکوسیستم contech تحت سلطه کارآفرینانی است که جرات شرط بندی روی فناوری های نوآورانه را دارند. بیشتر اوقات، این پروژه ها توسط نام های بزرگ در ساخت و ساز حمایت می شوند که نتیجه رشد این فناوری در بازار جهانی است.

مواد استفاده شده اگرچه بیشتر آنها از ملات استفاده می کنند، اما برخی از گچ یا مواد طبیعی مانند خاک یا گل استفاده می کنند.

محل چاپ

بسیاری دستگاه را برای چاپ در فضای انتخاب شده حرکت می دهند، اگرچه شرکت های بیشتری ظاهر می شوند که این کار را ابتدا در کارخانه انجام می دهند و سپس آن را به محل ساخت و ساز منتقل می کنند.

برنامه‌هایی که کل خانه‌ها، بخش‌هایی از خانه‌ها، سازه‌ها یا اشیاء (مانند مبلمان خیابان) را چاپ می‌کنند.

آنها می توانند از سیستم بازوی رباتیک یا شفت استفاده کنند. بازوی رباتیک معمولاً در سراسر ساختار حرکت می کند و آزادی حرکت بیشتری دارد. از طرف دیگر، سیستم شفت محدودتر است، حرکت نمی کند و فقط در جایی که دستگاه می افتد چاپ می کند.

CEMEX Ventures و تعهد آن به چاپ سه بعدی در صنعت ساخت و ساز

به عنوان بخشی از تلاش‌هایی که به ما امکان رهبری انقلاب ساخت‌وساز را می‌دهد، از CEMEX Ventures، ما فعالانه به دنبال راه‌حل‌ها و کارآفرینانی هستیم که به ما امکان می‌دهند تا بخش ساخت‌وساز را آنطور که امروز می‌شناسیم تغییر دهیم.

یک دهه پیش، صحبت در مورد چاپ سه بعدی در ساخت و ساز تقریباً غیرقابل تصور بود، زیرا راه حل آن بسیار گران بود و گسترش آن در بازارها بسیار دشوار بود. اکنون می توان گفت که گزینه های موجود در بازار در حال کامل تر شدن هستند و مزایای زیادی را برای همه در زنجیره ارزش ساخت و ساز ارائه می دهند.

نمونه ای از این آخرین همکاری CEMEX با استارتاپ چاپ سه بعدی Cobod است. CEMEX بتن سنتی را به سنگدانه‌ای چندمنظوره‌تر تبدیل کرد که فوراً شکل می‌گیرد و به آن اجازه می‌دهد در کنار ماشین‌های چاپ سه بعدی Cobod استفاده شود. هر دو شرکت این فناوری را توسعه داده و به کمال رسانده اند و به آنها اجازه می دهد پروژه ای را برای ساخت مسکن مقرون به صرفه در آنگولا انجام دهند و یکی از بزرگترین خانه های ساخته شده با این فناوری را با استفاده از بتن واقعی در عمان بسازند.

علاوه بر شرکت‌هایی که در بالا به آنها اشاره شد، از سال 2017 ما به استارت‌آپ‌های شرکت‌کننده در مسابقه راه‌اندازی ساخت‌وساز تحت دسته روش‌های نوین ساخت و ساز توجه ویژه‌ای داشته‌ایم و در آن توجه ویژه‌ای به کسانی داریم که راه‌حل‌هایی متمرکز بر چاپ سه‌بعدی دارند.

علاوه بر این، ما در لیست سالانه خود از بهترین 50 استارت‌آپ Contech، امیدوارکننده‌ترین آنها را قرار می‌دهیم تا به آنها بیشتر دیده شود. پس از گذشت پنج سال می توان گفت که این حوزه به صورت جهشی در حال تقویت است و با پیش بینی های انجام شده برای سال های آینده شاهد ادامه روند مثبت آن هستیم.

اگر استارتاپی دارید که راه حلی با چاپ سه بعدی برای این بخش توسعه می دهد، یا قبلا راه اندازی شده است و به دنبال گسترش مجموعه مشتریان و بازارهای خود هستید، فقط باید یک چیز بگوییم: زمین حاصلخیز است، نور سبز است. ، و غرفه ها در انتظار دیدن مشارکت شما هستند.