اولين بار فردي ژاپني به نام دكتر كوداما در سال 1980 تكنولوژي چاپ پرينترهاي سه بعدي را به نام خودش ثبت كرد و آن را نمونه سازي سريع نام گذاري كرد. زيرا براي طراحي سريع و كم هزينه اجسام اوليه در حجم بالا بود.

بعد از كوداما نوبت چالرزهل رسيد كه در سال 1986 استريوليتوگرافي را به نام خود ثبت كرد. البته ناگفته نماند كه چالرز دستگاه خود را در سال 1983 اختراع نمود اما در اين مدت مشغول راه اندازي كردن شركت 3D systems بود كه به PR Systems شهرت يافت وي هم اكنون در زمينه ساخت پرينتر هاي سه بعدي مشغول است و همچنين اين شركت اولين مدل دستگاه هاي چاپ سه بعدي را با نام SLA-1 در سال1987 به بازار عرضه كرد.

پرينتر سه بعدي چيست و چگونه كار مي كند؟

پرينتر سه بعدي مانند برادر كوچكش يعني مدل هاي دو بعدي عمل مي كند، با اين تفاوت كه براي چاپ كردن اشياء، چندين لايه را بر روي يكديگر مي چيند و به همين شكل، جسم حالتي سه بعدي به خود مي گيرد. امروزه عمليات ساخت و مونتاژ قطعات به قدري آسان شده است كه همانند جادو كردن كافيست چوب دستي خود را به طرف دستگاه بگيريد و با وِرد جادويي مخصوص، مواد را به يك وسيله تبديل كنيد. عملكرد دستگاه به اين گونه است كه براي ساخت يك جسم سه بعدي كافيست طرح مورد نظر خود را به دستگاه دهيد تا آن را به شما تحويل دهد.

براي اين كار سه روش پيش روي شماست:

1. اول اينكه طرح مورد نظر خود را با گشت زدن در سايت هايي مثل my mini factory پيدا كنيد.

2. دوم اينكه مي توانيد از يك متخصص طراحي سه بعدي براي اين كار استفاده كنيد.

3. در آخر شما مي توانيد طرح مورد نظر خود را با استفاده از Google SketchUP طراحي كنيد.

چگونگي ساخت مدل هاي سه بعدي:

دستگاه هاي پرينتر سه بعدي بر اساس G-code هايي كه به آنها داده مي شود، طرح مورد نظرتان را به چاپ مي رسانند. نكته اصلي و مهم درباره اين دستگاه اين است كه براي داشتن طراحي بهتر و با كيفيت تر علاوه بر داشتن پرينتري قدرتمند، شما نياز به مهارت انساني بالايي براي تبديل هر چه بهتر G-code ها داريد. اشخاصي كه طرح هاي خود را براي چاپ به شركت هاي تبليغاتي مي سپارند، مي توانند تفاوت كيفيت چاپ هاي خود با آنها را مقايسه كنند و به كيفيت بالاي شركت هاي ديگر پي ببرند كه دليل آن نيروي انساني ماهر تر آن شركت ها است.

بعد از عمليات پرينت:

هنگامي كه طرح مورد نظر به چاپ رسيد، مي توان از آن به عنوان قالب ريخته گري استفاده كرد، البته نبايد فراموش كرد كه بعد از مرحله چاپ، طرح بايد پردازش شود و در صورت داشتن ناهمواري، با استفاده از سمباده بايد آن را به اصطلاح FIX كرد و تا به طرح پاياني مورد نظر تبديل شده و آماده استفاده باشد.

مقايسه پرينتر سه بعدي با ديگر ابزارهاي چاپ

نقاط قوت :

مدل هاي سه بعدي نسبت به ديگر ابزار طراحي از سرعت بالاتري براي توليد برخوردار هستند. به دليل ساخت لايه به لايه، نيازي به مواد اضافه نيست چرا كه مي توان از صفر شروع به ساخت اشياء كرد و تمامي مواد مورد نياز را مصرف مي كند. از اين رو زباله كمتري توليد شده و قطعا دور ريز كمتر به معناي هزينه كمتر در ساخت نيز هست. امروزه پرينتر هاي سه بعدي امكان طراحي مدل هاي فوق پيچيده را دارند و مانند گذشته با سختي روبه رو نيستيم.

نقات ضعف:

پرينترهاي سه بعدي به دليل هزينه و زمان بالا براي ساخت، براي چاپ با تيراژ بالا مناسب نيستند. از آنجا كه اين تكنولوژي تازه به بازار عرضه شده حتي با وجود رشد فراواني كه داشته ولي هنوز قادر به توليد اجسام در جنس هاي مختلف نيست. مثلا: نمي توان فلزات با نقطه جوش بالا را مورد استفاده قرار داد.

براي ساخت اشياء با استفاده از تكنولوژي سه بعدي بايد ابتدا طرح توسط شخصي با مهارت بالا طراحي شود كه اين موضوع با شعار شركت سازنده در تضاد است. زيرا شركت سازنده با شعار "پلاگ اند پلي" محصول را راهي بازار كرده و ادعا مي كند كه نسبت به ديگر دستگاه ها عملكرد ساده تري دارد. در آخر مي توان به اين نكته اشاره كرد كه چاپگر هاي سه بعدي نمي توانند اجسام را در ابعاد بزرگ طراحي كنند.

كاربرد هاي پرينتر سه بعدي:

پرينترهاي سه بعدي را مي توان در زمينه هاي مختلفي مورد استفاده قرار داد. اين تكنولوژي امروزه به ياري محققان رفته و باعث شده تا آن ها بتوانند مدل خود را به صورت سه بعدي پياده كنند. در گذشته براي مدل سازي مي بايست زمان زيادي صرف مي شد، اما امروزه با سرعت چند برابري مي توان اين عمل را انجام داد. همچنين به كمك پرينترهاي سه بعدي مي توان قطعات يدكي را بازسازي و از آنها استفاده كرد. در زمينه پزشكي نيز مي توان براي ساخت اندام هاي مصنوعي كه به دقت و ظرافت بالا نياز دارند از اين دستگاه ها كمك گرفت.

ساير كاربردهاي پرينتر سه بعدي :

• ساخت ماكت مقاوم و با دقت بالا در زمينه معماري

• ساخت طرح اوليه خودرو و بررسي آزمايش هاي مربوطه

• صنايعي كه نياز به طراحي دقيق دارند

• طراحي اسلحه هاي نظامي: همانطور كه مي دانيد اسلحه ها داراي بخش هاي كوچك و حساسي مي باشند از اين رو ساخت نمونه اسلحه كار سخت و دشواري است، اما پرينترهاي سه بعدي اين كار را بسيار ساده تر كرده اند. البته مي توان گفت كه بيشترين كارايي چاپگرهاي سه بعدي در همين بخش طراحي قطعات است.

• يكي از ويژه ترين حالات اين چاپگرها چاپ زيستي است كه پيوند اعضا را از طريق سلول هاي بنيادي و مواد زيستي امكان پذير كرده است.