انقلابی در دنیا با چاپگر سه بعدی

چه کسی حتی فکرش را میکرد که ای کاش روزی بشود با کامپیوتر خانگیمان یک اتاق شخصی برای خود بسازیم؟ یا هر آنچه که فکرش را میکنیم؟ حتی اشیاء و وسایلی که اصلا وجود ندارند.

دیگر آن دوران که یک طرح پیچیده را روی کاغذ چاپ یا رسم میکردیم و صفحات متوالی برایش توضیحات قابل فهم می آوردیم گذشت؛ فکرت را حقیقی کن! هر آنچه که فکرش را میکنیم امروزه میتوانیم تولیدش بکنیم، بدون هیچ محدودیتی.

ورود چاپگرهای سه بعدی به صحنه زندگی مان همانقدر شگفت انگیز هستند که روزی ماشین حساب های بزرگی که امروزه کامپیوتر مینامیم وارد زندگی مان شدند.

وقتی برای اولین بار مدل های مختلف ساخته شده با چاپگرهای سه بعدی را نگاه میکردم با خودم میخندیدم و شک داشتم که حقیقی باشند، اما وقتی نحوه کار این ربات های باهوش را دیدم تنها چیزی که مجسم کردم دهان باز با چشمان خیره بود.

با نگاهی کاملتر به چاپگرهای سه بعدی شگفتی ها و حقیقت ها را صد چندان میکنیم:

تعریف ساده این نوع چاپ تبدیل مدل های سه بعدی کامپیوتری به اشیاء و مدل های واقعی در خانه، محل کار، کارخانه، مطب و هر جای دیگری میباشد.

مواد بصورت لایه های نازک و رشته ای بر روی یک سطح حرکت میکنند و لایه دیگری از چاپ را تولید کرده به لایه بعدی میروند.

پس از گذشت این روند کار و تولید لایه های مختلف روی هم ما با یک جسم کاملا فیزیکی روبرو میشویم، این جسم همان افکار طراحی شده ما در کامپیوتر به صورت سه بعدی میباشد.

اولین چاپگر سه بعدی در سال ۱۹۸۴ توسط چاک هال (Chuck Hull ) طراحی و ایجاد شد، در سالهای ۱۹۸۰ ( دهه ۸۰ ) برای اولین بار در امور صنعتی مورد استفاده قرار گرفت ، اما برای توسعه این ربات جادویی چند دهه پیش بینی شده بود تا بصورت وسیع و عمومی در امور مختلف کاری ، پزشکی ، خانگی و … تکمیل و تولید شود.

در اوایل سال ۲۰۱۰ پیشرفت قابل توجهی در این چاپگرها ایجاد شد و در آغاز قرن ۲۱ بود که خرید و فروش دستگاه ها و ماشین آلات AM با کاهش قیمت قابل توجهی مواجه شد

در سال ۲۰۱۲ ارزش بازار چاپگرهای سه بعدی در سرتاسر جهان نزدیک به ۲۲ بیلیون دلار بود که رشدی ۲۹ درصدی نسبت به سال ۲۰۱۱ داشت.

دیگر چاپگر های سه بعدی تنها برای صنعت نبود و توسعه دهندگان این چاپ در همه امور از جمله : طراحی صنعتی ، خودرو ، هوا فضا ، نظامی ، مهندسی ، دندان پزشکی و پزشکی ، زیست فناوری ( جایگزینی بافت های انسانی ) ، مد و کفش و جواهرات ، سیستم جغرافیایی و آموزش و پرورش ، غذا و در خیلی از زمینه های مختلف دیگر مشغول به تحقیق، بررسی و ارائه تکنولوژی ها و دستاورد های جدید شدند.

نحوه کار چاپگرهای سه بعدی بصورت تولید افزونی ( additive manufacturing ) صورت می پذیرد، یعنی بصورت انباشته شدن لایه لایه ای بر روی هم و ایجاد یک شئ فیزیکی و حجم دار.

اینکار در صنعت به عنوان پیش تولید یاد میشود، یعنی ایجاد یک مدل حقیقی و بررسی روی مدل ایجاد شده و رفع عیوب آن و همچنین تکمیل مدل درصورت لزوم، و تولید کالای مورد نظر بدون کوچکترین عیب و نقص!

در تولیدات صنعتی قبل از پیشرفت مدل سازی و اختراع چاپ سه بعدی، نحوه کار بصورت برعکس یعنی پیش تولید بصورت تولید کاهشی بود، در این مدل سنتی یک حجم فیزیکی و هندسی را با تراشیدن و کارهای گوناگون به مدل اصلی کوچکتری تبدیل میکردند که معایبی همچون سختی کار، وقت و زمان ، نبود رفع اشکالات بصورت ساده و… وجود داشت.

مدلهای چاپ سه بعدی ممکن است بوسیله نرم افزارهای مختلف مانند استدیو مکس، سالید وورکز، گوگل اسکیچاپ و … و یا توسط اسکنرهای سه بعدی ایجاد شود.

فرایند مدل سازی برای چاپ سه بعدی همانند هنر مجسمه سازی میباشد و اسکن ۳D یک فرآیند تجزیه و تحلیل و جمع آوری داده های دیجیتال در شکل و ظاهر یک شی واقعی است.

بر اساس این داده ها، مدل های سه بعدی از شئ اسکن شده و سپس می تواند تولید شود.

هر دوی ایجاد این نوع مدل ها ( مدلهای سه بعدی قابل چاپ ) برای استفاده کنندگان دشوار میباشد که اینکار موجب شده بازارهای مختلفی در سالهای گذشته بوجود بیایند که معروفترین و محبوبترین آنها شرکتهایی مانند Shapeways, Thingiverse, MyMiniFactory and Threeding هستند.

بعد از طراحی مدل سه بعدی نوبت به چاپ مدل میرسد، رزولیشن چاپ را مختصات مدل سه بعدی تعیین میکند.

یعنی طول، عرض، ارتفاع و مرکز ( XYZ ). که بصورت عمومی تر ۲۵۰DPI میباشد، البته مدلهای پیشرفته تریی مثل Connex و ProJet قابلیت چاپ ۱۶۰۰DPI را هم دارند.

بسته به اندازه مدل، چاپ سه بعدی از چند دقیقه تا چند روز طول میکشد ( چاپ یک گردنبند یا چاپ یک ماشین !!)

بعضی از چاپگرها امکان بکارگیری مواد مختلف را برای چاپ دارند، بر خلاف بعضی ها که تنها از نوعی پلاستیک مخصوص استفاده میکنند.

همچنین چاپگرهای پیشرفته تر امکان چاپ در رنگ های مختلف و یا ترکیب رنگها را دارا میباشند.

به هر حال این تکنولوژی تازه متولد شده و نو نهال نیاز به رقابت ها و پشتیبانی شرکتهای بزرگی دارد تا بتواند آینده ما را بطوری حیرت انگیزی تغییر بدهد.

چه کسی فکر میکرد روزی کلیه، قلب، استخوان و … را خیلی راحت چاپ و مورد استفاده قرار داد؟

آیا رویای اینکه روزی بتوان بجای شستن ظروف آشپزخانه آنها را چاپ و بازیافت کرد در سر پرورانده میشد؟

آیا میتوانستیم باور کنیم که در خانه میتوانیم بهترین مدل ماشینمان را طراحی و چاپ کرده و در شهر گشت و گذار کنیم؟

آیا باور این را داشتیم که میتوانستیم بجای استفاده از گچ و سیمان و کلی خرج و مخارج بهترین و زیباترین اتاق ها را برای خود بسازیم؟

اگر به فکر ما هم خطور نمیکرد مطمئناً کسانی بودند که این افکار جادویی را داشتند.

و چه بسا روزی بهترین گوشت، بهترین نوشیدنی وبهترین ربات انسانی را برای خود چاپ کنیم.

افکار خود را به وسعت آسمانها درآورید و آماده آینده ای عجیب و رویایی باشید.