پرينتر سه بعدي

از 20 مي 2023 تا 26 نوامبر 2023، هجدهمين بينال بين المللي معماري و پرينتر سه بعدي در ونيز برگزار مي شود. اين نسخه، با عنوان "آزمايشگاه آينده"، تمركز غرفه داران شركت كننده بر بي طرفي آب و هوا و استعمار زدايي را به نمايش مي گذارد. آثار 64 شركت كننده ملي در غرفه ها، گيارديني، آرسناله و در سراسر مركز شهر ونيز به نمايش گذاشته مي شود. همزمان، ياسمين محموديه، معمار آلماني-ايراني، نمايشگاه جديد خود با عنوان «مگردونه» را كه حول محور منابع پايدار براي معماري متمركز است، ارائه خواهد كرد. مي‌توانيد آثار او، از جمله نواري با طراحي منحصربه‌فرد كه تركيبي از هنر، محيط، و چاپ سه‌بعدي است را در Scoletta dell’Arte dei Tiraoro e Battioro در كانال بزرگ مشاهده كنيد.

ياسمين محموديه، معمار، طراح داخلي و كارآفرين مستقر در لندن با ريشه در هامبورگ، چندين سال را به كاوش در توليد مواد افزودني و استفاده از پلاستيك بازيافتي و منابع نوآورانه اختصاص داده است. او براي پروژه‌هاي گذشته‌اش جوايز متعددي كسب كرده است كه بر فضاهاي همه‌كاره، مواد معتبر، بي‌طرفي آب‌وهوا و نوآوري‌هاي فناوري مانند چاپ سه‌بعدي تاكيد دارند. مشاركت هاي قابل توجه شامل مشاركت او در طراحي هتل Radison Sas در برلين، Carpe Diem در سالزبورگ، هتل Four Seasons در هامبورگ، و Nevai Hotel در Verbier، سوئيس است.

نمايشگاه «دگرديسي» به موضوع آلودگي پلاستيكي مي پردازد و از اكتشاف منابع جديد حمايت مي كند. هدف ياسمين محموديه الهام بخشيدن به معماران براي پذيرش طيف متنوعي از روش ها و پرورش خلاقيت در مورد مصالح است. محموديه در اين نمايشگاه مبلمان هايي با فرم هاي موج مانند را به نمايش مي گذارد كه با استفاده از پلاستيك بازيافت شده از اقيانوس ها به صورت سه بعدي پرينت شده اند. او با همكاري با استارتاپ Ginger Additive مستقر در ميلان و ساير شركا، صندلي «Turn Me» را معرفي كرد كه از فناوري چاپ سه بعدي و گرانول هاي ترموپلاستيك استفاده مي كند. Ginger Additive در توليد پرينترهاي سه بعدي تخصص دارد و از فناوري اكستروژن با گرانول به جاي فيلامنت سنتي استفاده مي كند.

مصالح ساختماني براي آينده براي معماري پايدار

در طول نمايشگاه مسخ، ياسمين محموديه به بررسي استفاده از ميسليوم به عنوان ماده طراحي مي پردازد. ميسليوم، سيستم ريشه قارچ ها، از سلول هاي نخ مانندي به نام هيف تشكيل شده است كه به سرعت در حال رشد هستند. مي توان آن را نسبتاً سريع كشت كرد و براي اهداف مختلف به كار برد. قابل ذكر است كه ميسليوم زيست تخريب پذير، سبك وزن، بادوام و كمپوست پذير است. كاربردهاي بالقوه آن در سراسر مد، طراحي و حتي حوزه پزشكي گسترده است. محموديه ميسليوم را آينده مصالح ساختماني مي‌داند و بيان مي‌كند كه در حالي كه پلاستيك قابل بازيافت نقطه شروع است، معماري بايد به پيشرفت خود به سمت منابع سازگار با محيط زيست ادامه دهد. نام "دگرديسي" جوهر اين تغيير در استفاده از مواد را نشان مي دهد. محموديه از طريق نصب خود در بينال ونيز قصد دارد امكانات بيومواد در معماري را برجسته كند و تفكر در اين زمينه را تقويت كند.

در پيگيري حفاظت از دريا، چندين رويكرد نوآورانه براي حفاظت از اكوسيستم هاي دريايي در معرض تهديد مانند صخره هاي مرجاني در حال ظهور است. يكي از اين رويكردها شامل ايجاد منحصر به فرد چتر دريايي رباتيك چاپ شده با پرينتر سه بعدي به نام "Jellybots" است كه توسط دانشگاه فلوريدا آتلانتيك و دفتر تحقيقات نيروي دريايي ايالات متحده توسعه يافته است. اين روبات‌هاي پيچيده طراحي شده حركات چتر دريايي واقعي را تقليد مي‌كنند و به آنها امكان مي‌دهند در فضاهاي محدود در صخره‌هاي مرجاني حركت كنند و زباله‌ها را بدون آسيب رساندن جمع‌آوري كنند. هدف Jellybots كه به عنوان نگهبان اقيانوس ها عمل مي كند، نظارت و محافظت از اين محيط هاي شكننده است. با شاخك هاي هيدروليكي كه توسط پمپ هاي پروانه كار مي كنند، Jellybots به زيبايي در آب مانور مي دهند و حركت موج دار چتر دريايي را شبيه سازي مي كنند. با تكامل اين فناوري، محققان آرزو دارند اين نگهبانان روباتيك را به حسگرهاي محيطي و الگوريتم‌هاي ناوبري پيشرفته مجهز كنند تا به تحقيقات دريايي و تلاش‌هاي حفاظتي كمك كنند.

archiREEF: كاشي هاي شش ضلعي سقف سفالي در هنگ كنگ چاپ مي شوند

به عنوان بخشي از ابتكار archiREEF با هدف بازسازي مرجان ها در آب هاي هنگ كنگ، سازه هاي شش ضلعي متشكل از سفالين (خاك رس) با استفاده از چاپ سه بعدي ساخته مي شوند تا به عنوان سكوهاي استقرار مرجان ها عمل كنند. هدف جايگزيني زيستگاه هاي مرجاني موجود نيست، بلكه تحريك استعمار مجدد اين مكان ها توسط گونه ها است. انتخاب تراكوتا از تركيب طبيعي آن ناشي مي شود كه منعكس كننده اصول بيوميميك است. فرآيند توليد شامل يك ربات صنعتي با شش محور بود كه با يك اكسترودر خاك رس، با استفاده از تكنيك نوشتن جوهر مستقيم (DIW) همكاري مي كرد.

يك الگوريتم براي طراحي كاشي هاي سقف، تسهيل سازگاري با محيط ها و موجودات مختلف، به ويژه حرا و صدف، استفاده شد. توليد افزودني توسط مبتكران پروژه archiREEF به دليل ظرفيت آن براي تركيب پارامترهاي خاص سايت و پرورش سفارشي‌سازي براي گونه‌هاي مرجاني مختلف در سطح جهان انتخاب شد. علاوه بر اين، ايجاد فرم‌هاي پيچيده فراتر از قابليت‌هاي روش‌هاي ريخته‌گري معمولي را امكان‌پذير مي‌سازد، در حالي كه مقرون به صرفه و مقرون به صرفه است. پروژه archiREEF بر ايجاد ساختارهاي دقيق و در مقياس كوچك متمركز است تا ميكروارگانيسم‌هاي بسيار آسيب‌پذير را در خود جاي دهد و در نتيجه تنوع زيستي را تقويت كند.

تصميم به اتخاذ توليد افزودني براي Symetrie به عنوان راهي براي حل مشكلي كه شركت با آن روبرو بود آغاز شد. Symetrie هميشه هگزاپودهاي خود را به صورت داخلي در محل خود طراحي، مونتاژ و صلاحيت كرده است. با اين حال، در سال هاي اخير، تعداد ماشين آلات فروخته شده به طور قابل توجهي افزايش يافته است. علاوه بر اين، تأخير تأمين‌كنندگان نيز افزايش يافته است، همانطور كه بسياري به ويژه در طول همه‌گيري كوويد-19 مشاهده كردند، كه متعاقباً شركت را مجبور كرد گاهي اوقات تحويل مشتريان خود را به تأخير بيندازد، وضعيتي كه واضح است كه ايده‌آل نبود.

اين باعث شد اين شركت در سال 2022 روي يك چاپگر سرمايه گذاري كند، به ويژه يك راه حل صنعتي از OMNI3D - يك پرينتر سه بعدي NET Factory 2.0. و اين انتخاب سودمند بوده است. نه تنها به جبران تأخيرهاي مكرر تأمين‌كنندگان كمك كرد، بنابراين به آنها اجازه داد تا از به تعويق انداختن تحويل مشتريان خودداري كنند، بلكه هزينه‌هاي توليد را با ساخت قطعات بيشتر در داخل كاهش دادند.

چاپ سه بعدي در حال حاضر نقش مهمي در خدمات مختلف اين شركت دارد. به عنوان مثال، براي ساخت ابزاري براي ساخت به منظور راه اندازي سيستم هاي ميكرومكانيكي، يا بلوك هاي چاپ براي قرار دادن محرك ها به روشي دقيق و قابل تكرار در هنگام مونتاژ ماشين ها. اين قطعات به عنوان نمونه اوليه در PLA تا حد امكان نازك ساخته مي شوند تا قبل از چاپ نسخه هاي نهايي تنها در دو ساعت با استفاده از CF-PA12 براي كاهش خطر شكستگي، طرح را تاييد كنند.

ايروين استيل، مدير توليد Symetrie، خاطرنشان مي‌كند: «چاپگر OMNI3D به نيازهاي غيرمنتظره توليد واكنش نشان مي‌دهد و امكان ساخت قطعات غيرممكن براي ماشين‌كاري را فراهم مي‌كند.»

اين چاپگر سه بعدي براي توليد قطعات روي محصولات نهايي مانند سيني كابل براي شش‌پايه‌ها، جداكننده‌ها در پلت فرم ثابت يا پوشش‌هاي PCB در كمتر از 3 تا 4 ساعت استفاده شده است. اين سرعت به‌ويژه زماني مفيد واقع شد كه از شركت خواسته شد قطعه‌اي را با عجله براي مشتري بسازد كه به رابط بين شش‌پايه HEGOA Symetrie و يك سيستم optronic نياز داشت. آنها مي‌توانستند اين قطعه را در CFPA-12 در شش ساعت چاپ كنند، برخلاف چندين روز يا حتي چند هفته كه اگر با روش‌هاي سنتي‌تر انجام مي‌شد، لازم بود.

Factory 2.0 NET از OMNI3D نيز تصادفي انتخاب نشده است. اين چاپگر داراي چند ويژگي است كه به ويژه براي Symetrie جذاب بود. به عنوان مثال، اندازه بزرگ امكان چاپ همزمان تعداد زيادي از قطعات كوچك را فراهم مي كند. اما آنها همچنين به مقدار مواد موجود براي چاپ، محفظه گرمايش، اكستروژن مضاعف و گزينه پشتيباني محلول (ODS20) اشاره مي كنند. همه در كاربردهاي صنعتي مانند هگزاپودها حياتي هستند.

تصميم به اتخاذ توليد افزودني براي Symetrie به عنوان راهي براي حل مشكلي كه شركت با آن روبرو بود آغاز شد. Symetrie هميشه هگزاپودهاي خود را به صورت داخلي در محل خود طراحي، مونتاژ و صلاحيت كرده است. با اين حال، در سال هاي اخير، تعداد ماشين آلات فروخته شده به طور قابل توجهي افزايش يافته است. علاوه بر اين، تأخير تأمين‌كنندگان نيز افزايش يافته است، همانطور كه بسياري به ويژه در طول همه‌گيري كوويد-19 مشاهده كردند، كه متعاقباً شركت را مجبور كرد گاهي اوقات تحويل مشتريان خود را به تأخير بيندازد، وضعيتي كه واضح است كه ايده‌آل نبود.

اين باعث شد اين شركت در سال 2022 روي يك پرينتر سه بعدي سرمايه گذاري كند، به ويژه يك راه حل صنعتي از OMNI3D - يك چاپگر سه بعدي NET Factory 2.0. و اين انتخاب سودمند بوده است. نه تنها به جبران تأخيرهاي مكرر تأمين‌كنندگان كمك كرد، بنابراين به آنها اجازه داد تا از به تعويق انداختن تحويل مشتريان خودداري كنند، بلكه هزينه‌هاي توليد را با ساخت قطعات بيشتر در داخل كاهش دادند.

چاپ سه بعدي در حال حاضر نقش مهمي در خدمات مختلف اين شركت دارد. به عنوان مثال، براي ساخت ابزاري براي ساخت به منظور راه اندازي سيستم هاي ميكرومكانيكي، يا بلوك هاي چاپ براي قرار دادن محرك ها به روشي دقيق و قابل تكرار در هنگام مونتاژ ماشين ها. اين قطعات به عنوان نمونه اوليه در PLA تا حد امكان نازك ساخته مي شوند تا قبل از چاپ نسخه هاي نهايي تنها در دو ساعت با استفاده از CF-PA12 براي كاهش خطر شكستگي، طرح را تاييد كنند.

ايروين استيل، مدير توليد Symetrie، خاطرنشان مي‌كند: «چاپگر OMNI3D به نيازهاي غيرمنتظره توليد واكنش نشان مي‌دهد و امكان ساخت قطعات غيرممكن براي ماشين‌كاري را فراهم مي‌كند.»

اين چاپگر سه بعدي براي توليد قطعات روي محصولات نهايي مانند سيني كابل براي شش‌پايه‌ها، جداكننده‌ها در پلت فرم ثابت يا پوشش‌هاي PCB در كمتر از 3 تا 4 ساعت استفاده شده است. اين سرعت به‌ويژه زماني مفيد واقع شد كه از شركت خواسته شد قطعه‌اي را با عجله براي مشتري بسازد كه به رابط بين شش‌پايه HEGOA Symetrie و يك سيستم optronic نياز داشت. آنها مي‌توانستند اين قطعه را در CFPA-12 در شش ساعت چاپ كنند، برخلاف چندين روز يا حتي چند هفته كه اگر با روش‌هاي سنتي‌تر انجام مي‌شد، لازم بود.

Factory 2.0 NET از OMNI3D نيز تصادفي انتخاب نشده است. اين چاپگر داراي چند ويژگي است كه به ويژه براي Symetrie جذاب بود. به عنوان مثال، اندازه بزرگ امكان چاپ همزمان تعداد زيادي از قطعات كوچك را فراهم مي كند. اما آنها همچنين به مقدار مواد موجود براي چاپ، محفظه گرمايش، اكستروژن مضاعف و گزينه پشتيباني محلول (ODS20) اشاره مي كنند. همه در كاربردهاي صنعتي مانند هگزاپودها حياتي هستند.

 ارتودنسي لايت فورس 80 ميليون دلار براي بريس هاي پرينت سه بعدي دريافت مي كند

يكي از بخش هايي كه پرينتر سه بعدي واقعاً به يك فناوري كليدي تبديل شده است، بدون شك دندانپزشكي است. در واقع، برخلاف بسياري از زمينه‌هاي ديگر كه گاهي اوقات توليد مواد افزودني هنوز در مراحل اوليه پذيرش است، فناوري‌هاي سه‌بعدي قبلاً در كاربردهاي دندانپزشكي براي برخي در حال حاضر مورد استفاده قرار گرفته‌اند و استفاده‌ها تنها در حال رشد هستند. به طوري كه بر اساس تحقيقات گراند ويو، ارزش بازار جهاني پرينت سه بعدي دنداني تنها در سال 2022 به 2.5 ميليارد دلار رسيد. و سلامت بازار با جديدترين اخبار مبني بر اينكه لايت فورس ارتودنسي 80 ميليون دلار بودجه سري D را براي سيستم بريس هاي پرينت سه بعدي خود تامين كرده است، دوباره تاييد شد.

قبلاً در مورد ارتودنسي لايت فورس به شما گفته ايم. اين شركت در سال 2015 در برلينگتون، ماساچوست توسط دكتر آلفرد گريفين، DMD، phD، MMSc، و دكتر لو شومان، DMD، CAGS تأسيس شد و عمليات تجاري خود را در سال 2020 راه اندازي كرد. هدف آن؟ براي ارائه يك پلت فرم ديجيتال براي ارتودنتيست ها براي دسترسي به ابزارهاي كاملاً سفارشي شده و پرينت سه بعدي حركت دندان. به عبارت ديگر بريس ها يا ساير وسايل ارتوپدي كه به اصلاح لبخند بيماران كمك مي كند. با توجه به اينكه طبق آمار انجمن دندانپزشكي پنسيلوانيا، حدود چهار ميليون نفر در ايالات متحده در هر زمان بريس دارند، كه 25 تا 53 درصد در سراسر جهان نياز به مداخله ارتودنسي دارند، مطمئناً اين زمينه اي است كه از نوآوري استقبال مي شود.

گريفين در يك بيانيه مطبوعاتي، مأموريت ويژه LightForce و مزاياي اين بودجه را گسترش داد و توضيح داد: «بيماران نوجوان براي چندين دهه به دليل نادرستي و ناكارآمدي بريس‌هاي غير سفارشي محدود شده‌اند. LightForce براي ارائه گزينه هاي درماني كاملاً شخصي به ارتودنتيست ها براي هر يك از بيماران خود تأسيس شد تا نتايج و تجربه آنها در حين درمان بهبود يابد. با اين بودجه، LightForce به جذب استعدادهاي كليدي، نوآوري از طريق جامعه باورنكردني متخصصان ارتودنسي و انجام عمليات هاي مقياسي ادامه خواهد داد، زيرا ما به دنبال ارتقاي استاندارد مراقبت از درمان ارتودنسي نوجوانان هستيم.

آوردن بريس هاي پرينت سه بعدي به سطح بعدي

ارتودنسي لايت فورس مدتي است كه در بخش ارتودنسي مورد توجه قرار گرفته است. قبلاً گزارشي از دريافت 50 ميليون دلار بودجه سري C در سال 2021 ارائه كرده بوديم. اكنون اين سرمايه گذاري اخير 80 ميليون دلار براي شركت به دست آورده است كه توسط گروه Ally Bridge رهبري مي شود. اين پول براي چند منظور استفاده خواهد شد. يعني، براي پيشبرد ماموريت شركت براي ارائه مراقبت شخصي با براكت‌هاي پرينت سه بعدي سفارشي براي بريس‌ها، افزايش توليد و پيشرفت استفاده از هوش مصنوعي در گردش‌هاي كاري ديجيتال كامل، كه براي ايجاد راه‌حل عالي براي هر بيمار سازگار شده است. براي انجام اين كار، اين شركت اميدوار است به رشد تيم مهندسان و دانشمندان خود ادامه دهد تا نرم افزار و سخت افزار چاپ سه بعدي خود را بهبود بخشد. علاوه بر اين، انتظار مي‌رود كه لايت فورس ارتودنسي قابليت‌هاي بريس‌هاي پرينت سه‌بعدي را با يك مركز جديد توليدي 36000 فوت مربعي در ويلمينگتون، ماساچوست افزايش دهد.

در هر صورت، بودجه باورنكردني قطعا نشان دهنده علاقه مردم نه تنها به شركت، بلكه نقش پرينت سه بعدي در ارتودنسي است. كوين ريلي، مدير عامل Ally Bridge Group، نتيجه گيري مي كند: "LightForce صنعت ارتودنسي را به سطح بعدي مي برد. راه حل آنها از فناوري هاي بسيار نوآورانه استفاده مي كند تا امكان شخصي سازي درمان ارتودنسي از طريق پرينت سه بعدي را فراهم كند و به بيماران كمك كند تا به بهترين لبخند خود دست يابند. ما هيجان زده هستيم كه بخشي از گروه متنوعي از سرمايه گذاران سطح بالاي مراقبت هاي بهداشتي و فناوري هستيم كه به مزاياي پزشكي شخصي در صنعت ارتودنسي اعتقاد دارند. آينده ارتودنسي سفارشي سازي و گردش كار ديجيتالي است و ما هيجان زده هستيم كه شاهد افزايش مداوم مراقبت از بيمار از طريق اين بودجه باشيم.

يكي ديگر از نوآوري هاي بسيار هيجان انگيز در اين زمينه، تحقيق در مورد چاپ با پرينتر سه بعدي اندام هاي انسان است كه توسط برندون بريگز در CNN در سال 2014 گزارش شد. هنوز تحقيقات زيادي در اين زمينه وجود دارد، اما همانطور كه بريگز توضيح مي دهد:

"در حالي كه چاپ كل اندام هاي انسان براي پيوندهاي جراحي هنوز سال ها باقي مانده است، اين فناوري به سرعت در حال پيشرفت است."

توسط بريگز توضيح داده شده است كه فرآيند ساخت اندام ها چندان دشوار نيست. بخش مشكل ساز خود موادي است كه از آنها مي توان اندام ها را چاپ كرد، زيرا آنها بيولوژيكي هستند و كار با آنها آسان نيست. به عنوان مثال، بريگز بيان مي‌كند كه ساختن اشياي بي‌جان آسان‌تر است، زيرا سلول‌هاي بدن اگر به گونه‌اي ذخيره نشوند كه آنها را تازه نگه دارد، مي‌ميرند. روشي كه پرينت سه بعدي سلول ها، بافت ها و اندام ها كار مي كند اين است كه دانشمندان از سلول هاي انساني استفاده مي كنند و اجازه تكثير آنها را مي دهند. سپس در يك چاپگر سه بعدي قرار مي گيرد كه مي تواند انواع سلول ها را مرتب كند. پيامدهاي اين نوع فناوري كاملاً برجسته است، اگرچه هنوز راهي براي رفتن وجود دارد.

روش هاي بسيار متفاوت ديگري وجود دارد كه در حال حاضر از پرينت سه بعدي به روشي بسيار نوآورانه استفاده مي‌شود، و چارلي آزبورن در سال 2014 در ZDNet در مورد آنها گزارش مي‌دهد. به عنوان مثال، آيا مي‌دانستيد كه جت‌هاي جنگنده بريتانيا قبلاً با قطعاتي كه با استفاده از آنها ساخته شده‌اند پرواز كرده‌اند. فناوري پرينت سه بعدي؟ با توجه به موضوع نظامي، طبق گفته چارلي آزبورن، شركتي به نام Defense Distributed طرح هايي را براي قطعات پرينت سه بعدي با تمركز بر اسلحه توسعه داده و منتشر كرده است. يك تفنگ با استفاده از اين فناوري ساخته شد و 200 گلوله بدون هيچ مشكلي مشخص شد. البته مشكلاتي وجود دارد كه به طور بالقوه با استفاده از اين فناوري مرتبط است و اگر به دست افراد نادرستي برسد، مشكل ساز خواهد بود.

پرينت سه بعدي سراميكي نيز به دست آمده است، و استدلال مي شود كه اين مي تواند تأثير مثبتي بر هزينه هاي توليد داشته باشد. چهره هاي انساني نيز به اين شكل ساخته شده اند و مردي از كارديف در نتيجه پرينت سه بعدي صورت خود را بازسازي كردند. نوآوري هاي پرينت سه بعدي به خودروها، اندام هاي مصنوعي و پروتزها و هواپيماهاي بدون سرنشين نيز گسترش مي يابد.

در صنعت خودرو، پرينت سه بعدي براي نمونه سازي سريع، توليد مدل هاي مفهومي و ساخت قطعات مصرفي نهايي استفاده شده است. شركت‌هايي مانند BMW و Ford براي توسعه اجزاي پيچيده و كاهش زمان توسعه مدل هاي جديد خودرو، از چاپ سه بعدي استفاده كرده‌اند. Desktop Metal، Inc.، Proto Labs، Inc. و Xerox Holdings Corporation برخي از شركت هايي هستند كه مرزهاي فناوري چاپ سه بعدي را در بخش خودرو پيش مي برند.

اين فناوري همچنين راه خود را در مؤسسات آموزشي پيدا كرده است و دانش‌آموزان و مربيان را قادر مي‌سازد تا موضوعات STEAM را به شيوه‌اي عملي كشف كنند. پرينترهاي سه بعدي كاربرپسند Creality در كلاس هاي درس براي زنده كردن مفاهيم مورد استفاده قرار گرفته اند و دانش آموزان را قادر مي سازد تا اشياء ملموس را طراحي و خلق كنند. شركت جنرال الكتريك همچنين به طور فعال در ترويج آموزش و تحقيقات چاپ سه بعدي مشاركت داشته است.

علاوه بر اين، طراحان مد از چاپ سه بعدي براي ايجاد قطعات منحصر به فرد و آوانگارد استفاده مي كنند كه توليد پوشاك سنتي را به چالش مي كشد. برندهايي مانند آديداس و نايك كفش هايي با چاپ سه بعدي را آزمايش كرده اند و كفش هاي سفارشي و سبك وزن را براي ورزشكاران ارائه مي دهند. Proto Labs، Inc. و Voxeljet AG نيز در ارائه راه حل هاي چاپ سه بعدي براي صنعت مد مشاركت داشته اند.

از جواهرات گرفته تا دكور خانه، چاپ سه بعدي بر توليد كالاهاي مصرفي تأثيرگذار است. شركت‌هايي مانند Shapeways مشتريان را قادر مي‌سازند تا محصولات سفارشي با پرينتر سه بعدي را طراحي و سفارش دهند و عصر جديدي از تجربيات شخصي‌سازي شده مصرف‌كننده را به وجود آورند. Prodways Group SA يكي ديگر از بازيگران برجسته در بخش كالاهاي مصرفي است كه طيف گسترده اي از راه حل هاي چاپ سه بعدي را براي كاربردهاي مختلف ارائه مي دهد.

چاپ سه بعدي: روندهاي آينده

همانطور كه محققان و مهندسان به بررسي احتمالات جديد مي پردازند، مواد جديد با خواص افزايش يافته، مانند استحكام بيشتر، انعطاف پذيري و مقاومت حرارتي، روندهاي آينده هستند. نوآوري ها در پرينت سه بعدي فلزي، مواد زيستي و كامپوزيت ها، مرزهاي جديدي را در بخش هاي هوافضا، مراقبت هاي بهداشتي و خودرو باز مي‌كند و امكان توليد قطعات بادوام‌تر و كاربردي‌تر را فراهم مي‌كند. مواد سازگار با محيط زيست و پايدار نيز احتمالاً برجستگي پيدا مي كنند و با تمركز جهاني رو به رشد بر روي شيوه هاي توليد آگاهانه از محيط زيست همسو مي شوند.

قسمت بعدي پرينت سه بعدي شامل چاپ انواع كاملاً جديدي از مواد خواهد بود. در نهايت ما محصولات كاملي را چاپ خواهيم كرد: مدارها، موتورها و باتري‌هايي كه قبلاً گنجانده شده‌اند. در آن مرحله، همه شرط‌بندي‌ها متوقف مي‌شوند.» - هاد ليپسون، مدير آزمايشگاه ماشين‌هاي خلاق دانشگاه كلمبيا.

آينده پرينت سه بعدي در پتانسيل آن براي امكان سفارشي سازي و شخصي سازي انبوه در مقياس بزرگ نهفته است. با پيشرفت تكنولوژي، مي‌توان انتظار داشت كه پرينترهاي سه بعدي در دسترس، كارآمدتر و مقرون به صرفه تر شوند و به كسب و كارها اين امكان را مي دهند كه محصولات سفارشي را در مقياس توليد كنند.

مصرف كنندگان اين توانايي را خواهند داشت كه همه چيز را از پوشاك و كفش گرفته تا لوازم الكترونيكي مصرفي سفارشي كنند و تجربه اي منحصر به فرد و فردي را ارائه دهند. صنايعي مانند مراقبت هاي بهداشتي از چاپ سه بعدي براي ايجاد دستگاه ها و ايمپلنت هاي پزشكي خاص بيمار استفاده مي كنند و نتايج درمان را بهينه مي كنند. اين روند نه تنها نحوه توليد و مصرف محصولات را تغيير مي دهد، بلكه زنجيره هاي تامين را نيز تغيير مي دهد و به سمت مدل هاي توليدي چابك تر و پاسخگو تر حركت مي كند.

پلاستيك پرينتر سه بعدي چقدر محكم است؟

پلاستيك هاي نايلوني همچنان براي توليد صنعتي حكمفرما هستند. نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] يكي از محبوب ترين مواد پرينت سه بعدي در كاربردهاي صنعتي است كه دوام فوق العاده، استحكام كششي بالا، مقاومت در برابر سايش و پايداري حرارتي را ارائه مي دهد.

نايلون 12 [پلاستيك همه كاره]، چاپ سه بعدي با تف جوشي ليزري انتخابي، به دليل شكل پذيري بالا نيز به درستي نامگذاري شده است، كه در هنگام پرينت سه بعدي سازه هاي نازك تر، انعطاف پذيري را فراهم مي كند، اما در هنگام پرينت سه بعدي قطعات ضخيم تر، ماهيت سفت و سختي دارد.

مواد پرينت سه بعدي ترموپلاستيك معمولاً چگونه تمام مي شوند؟

مشترياني كه از مواد محبوبي مانند نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] استفاده مي كنند، مي توانند از طيف وسيعي از پرداخت ها استفاده كنند:

طبيعي - سطح كمي زبر و روكش مات.

پردازش شده - مقداري از مواد را براي ايجاد يك روكش صاف تر حذف مي كند.

Premium - روكش صاف با مقاومت خوب در برابر خراش.

صاف - نهايي صاف و نهايي ايجاد شده با استفاده از فرآيند بخار فيزيكي و شيميايي.

چگونه قطعات پرينت سه بعدي صاف و رنگي مي شوند؟

فرآيند صاف كردن بخار حتي مي تواند حفره هاي داخلي را صاف كند و يك قسمت كاملاً صاف، نيمه براق و ضد آب ايجاد كند. مواد بسيار كمي در طول صاف كردن بخار حذف مي شود و يكپارچگي ساختاري هر قسمت پس از پردازش حفظ مي شود.

رنگرزي قطعات پرينت سه بعدي نيز با نايلون 12 [پلاستيك همه كاره] امكان پذير است. با داشتن رنگ طبيعي سفيد، محصولات را مي توان در رنگ هاي زير رنگ كرد: مشكي، آبي، سبز، نارنجي، صورتي، بنفش، قرمز و زرد. رنگرزي در ايجاد طرح ها با رنگ هاي زنده و همچنين در متمايز كردن بخش ها در كاربردهايي مانند الكترونيك مفيد است.

پرينتر سه بعدي هاي فلزي چگونه كار مي كنند و برش هاي ليزري چگونه با آنها كار مي كنند؟

پرينترهاي سه بعدي فلزي بايد به اندازه كافي قدرتمند باشند تا قطعات ساخته شده با فلزات با استحكام بالا را توليد كنند و پودر را با هم تركيب كنند تا استانداردها و الزامات صنعتي سختگيرانه را برآورده كنند. سيستم هاي برش ليزري اغلب با چاپ سه بعدي فلزات با استفاده از سيستم كنترل حركت براي برش يا تبخير قطعات خاصي در حين ساخت همراه هستند.

چه چيزي را مي توانيد با فلز چاپ سه بعدي كنيد؟

آلياژهايي مانند آلومينيوم (AlSi10Mg)، چاپ سه بعدي با ذوب ليزري انتخابي (SLM)، براي كاربردهايي كه نياز به هدايت حرارتي و الكتريكي دارند، همراه با دوام، سفتي و دقت بالا مفيد هستند. Shapeways همچنين دوام Steel، Stainless Steel 17-4 PH و Stainless Steel 316L را توصيه مي كند.

قالب هاي پرينتر سه بعدي براي ريخته گري موم گم شده با مس

پرينت سه بعدي فلزي بيش از يك دهه است كه در حال رشد بوده و همچنان در حال افزايش است. در Shapeways، اين فناوري پايه اصلي است و به مشترياني كه در توليد صنعتي و همچنين كاربردهايي مانند ساخت جواهرات مشغول هستند خدمات مي دهد. موادي مانند مس، كه در ريخته گري موم استفاده مي شود، عمق بي نظيري را به مجموعه عظيم منابع و مواد فلزي چاپ سه بعدي در دسترس طراحان Shapeways مي‌افزايد.

مس خواص بي نظيري را ارائه مي دهد

مس يك منبع طبيعي ضروري است. بر خلاف برنز و برنج كه آلياژهاي مس هستند، Shapeways يك ماده 100٪ مس را ارائه مي دهد كه به دليل چكش خواري و شكل پذيري بالا شناخته شده است. مس براي استفاده در كاربردهاي امروزي به پردازش زيادي نياز ندارد – و در واقع، تاريخچه اين ماده به 8000 سال قبل از ميلاد بر مي گردد.

مس رسانايي حرارتي و الكتريكي عالي را ارائه مي دهد. مس به دليل توانايي گرمايش سريع با پروفيل گرمايشي يكنواخت، معمولاً در كاربردهايي براي ساخت قطعاتي مانند مبدل هاي حرارتي استفاده مي شود.

مس با ظاهر اوليه كه رنگ متاليك نارنجي-قرمز به خود مي گيرد، در نهايت با تبديل شدن به رنگ سبز از طريق اكسيداسيون تيره مي شود. اين واكنش شيميايي يك لايه محافظ بر روي سطح خود تشكيل مي دهد و مس را در برابر خوردگي و رسوب زيستي بسيار مقاوم مي كند. در حالي كه اكسيداسيون ظاهري قديمي را ايجاد مي كند كه اغلب براي جواهرات زينتي و منحصر به فرد مطلوب است، مس براي استفاده در محيط هاي سخت، از جمله كاربردهاي هوافضا و دريايي مناسب است. مس همچنين داراي خواص ضد عفوني كننده اي است كه از موجودات دريايي محافظت مي كند و آن را به يك ماده سازگار با محيط زيست براي مكانيسم هاي زير دريا مانند دستگاه هاي نمك زدايي و مكانيسم هاي حفاري دريايي تبديل مي كند.

با تركيب فناوري چاپ با پرينتر سه بعدي و ريخته گري موم، فرآيند توليد چاپ سه بعدي مس ما قادر به توليد هندسه هاي جديدي است كه از خواص مواد براي كاربردهاي صنعتي مبتكرانه و قطعات تزئيني منحصر به فرد بهره مي برد.

فناوري ريخته گري موم براي چاپ سه بعدي مس

براي طراحان و مهندساني كه مشتاق هستند تغييراتي را در فناوري چاپ سه بعدي فلزي امتحان كنند – اما با لبه اي سريع و اقتصادي تر – ريخته گري موم يك گزينه عالي است. اين فناوري منحصربه‌فرد كه به‌عنوان ريخته‌گري سرمايه‌گذاري، ريخته‌گري دقيق يا حتي cire perdue (فرانسوي) نيز شناخته مي‌شود، از لحاظ تاريخي به عنوان يك لباس قوي براي ريخته‌گري‌ها شناخته شده است. ريخته گري موم گمشده كه حدود 5000 سال پيش براي ساخت محصولات فلزي و مهمات ايجاد شد، با ريختن فلز مايع در قالب ها براي ايجاد ساختارها انجام مي شود.

بسياري از مشتريان Shapeways كه با پرينت سه بعدي با كيفيت بالا مواد ريخته گري موم گم شده و فلزات گرانبها مانند مس تركيب مي شوند، اين روش را ترجيح مي دهند و چاپ سه بعدي در طول فرآيند ساخت قالب مورد استفاده قرار مي گيرد. Shapeways از انواع مواد پرينت سه بعدي براي ايجاد قالب هايي استفاده مي كند تا به عنوان وسيله نقليه براي فلز مذاب عمل كند كه سپس جامد مي شود. قالب ها را مي توان با ترموپلاستيك هايي مانند نايلون 12 [پلاستيك همه كاره]، ماسه سنگ يا فلزاتي مانند فولاد پرينت سه بعدي كرد.

پس از اينكه مشتري يك طرح سه بعدي را آپلود كرد و مس را انتخاب كرد، Shapeways مدل را از طريق Wax Casting به يك شي مسي تبديل مي كند. بخش جامد مس تميز و صيقل داده مي شود تا هرگونه باقي مانده تيز را از بين ببرد و سطحي براق و براق طبيعي باقي بگذارد. پوليش دست اضافي براي درخشش آينه مانند ارائه مي شود.

Shapeways الاستومر ترموپلاستيك جديد (TPE) را به خط توليد مواد چاپ سه بعدي اضافه مي كند

Shapeways Addigy® P3001 را به مجموعه مواد زينترينگ ليزري انتخابي (SLS) اضافه كرده است. اين جديدترين افزوده در مواد پرينت سه بعدي نتيجه همكاري طولاني مدت بين Shapeways و Covestro است.

Addigy P3001 همچنين موضوع يك وبينار Shapeways بود، Addigy® P3001: مواد نسل بعدي براي چاپ سه بعدي SLS، كه توسط توماس مورفي، مدير محصول ارشد Shapeways و Daniëlle Glasbergen-Benning، متخصص توسعه برنامه در Covestro ميزباني شد.

الاستومر ترموپلاستيك چيست؟

Addigy P3001 بخشي از گروه گسترده اي است كه به عنوان الاستومرهاي ترموپلاستيك (TPEs) شناخته مي شوند. پردازش اين مواد آسان است، از نظر كيفيت سازگار هستند، در برابر متغيرهاي متعدد مقاوم هستند و براي استفاده در برنامه هاي بهداشتي ايمن هستند. Covestro از دهه ها تحقيق و دانش در توسعه مواد در سطح جهاني بهره مي برد. در واقع، آنها پشت توسعه پلي اورتان ترموپلاستيك (TPU) در دهه 1930 و PC (پلي كربنات) در دهه 1950 بودند.

TPE ها كه به عنوان پليمرهاي لاستيك مانند محبوب هستند، به طور گسترده در برنامه هاي ورزشي و سبك زندگي مانند كفش و تجهيزات محافظ استفاده شده اند.

Daniëlle Glasbergen-Benning، متخصص توسعه برنامه در Covestro مي‌گويد: «ترموپلاستيك‌ها كلاس خاصي از مواد نيستند، بلكه مشخصات خاصي هستند. Addigy TPE به عنوان يك كوپليمر ترموپلاستيك چند بلوكي شناخته مي شود. در سطح مولكولي، اين TPE هر دو بخش سخت و نرم را ارائه مي دهد. بخش هاي سخت از پلي استر و بخش هاي نرم از پلي اتر ساخته شده اند.

توليد افزودني استفاده از اين پليمرهاي لاستيك مانند را افزايش مي دهد و امكان شخصي سازي و سفارشي سازي را فراهم مي كند.

Addigy P3001: بازده انرژي بالا با پردازش آسان براي چاپ سه بعدي

Addigy P3001 بازده انرژي بالاتري نسبت به ساير مواد پرينتر سه بعدي ارائه مي دهد. اين ويژگي آن را به يك كانديد عالي براي كاربردهاي پرينت سه بعدي تبديل مي كند كه نياز به كمي كشساني يا "چشمه در مرحله" دارند زيرا مواد كشيده مي شوند و پس از تغيير شكل به حالت اوليه خود باز مي گردند.

پردازش و پرينت سه بعدي اين TPE آسان است، با دود/بوي كم مرتبط با توليد. انواع گزينه هاي تكميل و پس از پردازش مانند صاف كردن بخار براي Addigy P3001 موجود است.

برنامه هاي كاربردي توصيه شده:

• كفش
• كالاهاي مصرفي
• محصولات صنعتي مانند واشر
• نگهبانان ورزشي
• اسباب بازي

ويژگي هاي كليدي:

• بافتي منحصر به فرد نرم و الاستومري
• خواص مكانيكي عالي مانند كشيدگي زياد در هنگام شكست
• مقاومت در برابر ضربه و ضربه
• مقاومت در برابر رطوبت و مواد شيميايي
• زيست سازگاري
• تميز كردن آسان، ترويج بهداشت خوب، زيرا قطعات را مي توان در آب گرم استريل كرد
• ظاهر مات سفيد
•  

چاپ سه بعدي با استفاده از تف جوشي ليزري انتخابي (SLS)، فرآيندي قوي كه مواد را لايه به لايه جامد مي كند، قطعات TPE (SLS) در تماس با پوست با گواهي سميت سلولي (ISO 10993-5) و تحريك و حساسيت پوست (ISO 10995-10) ايمن هستند.