جایگاه تکنولوژی چاپ سه بعدی در عصر جدید
فرایند چاپ سه بعدی از چندین مرحله که شامل طراحی کامپیوتری ، تنظیم پارامتر های مناسب و در نهایت تولید مدل سه بعدی نهایی (حاصل از طراحی مجازی) تشکیل می شود.
" چاپ سه بعدی تقریباً در تمامی صنایع از جمله مواد غذایی ، اتومبیل ، دفاعی ، هنر ، هوا فضا ، ساختمان سازی ، دارو، دندانپزشکی، پروتز و غیره تأثیر گذار بوده است "
غذا های چاپی سه بعدی اکنون به واقعیت پیوسته اند!
فناوری چاپ سه بعدی در چند سال گذشته (از 2011 تاکنون) به سرعت پیشرفت کرده است ؛ اکنون در بازار ، پرینتر های سه بعدی رومیزی مقرون به صرفه و قابل اعتمادی وجود دارد که با "هزینه کمتر از 500 دلار" می توان آن ها را خریداری کرد.
امروزه نه تنها قطعات هواپیما های تجاری توسط چاپ سه بعدی تولید می شوند ، بلکه غذاهای چاپی سه بعدی نیز به واقعیت پیوسته اند و کاربرد فناوری چاپ - در حوزه بیوتکنولوژی - به منظور توسعه بافت ها رو به پیشرفت است .
در نظر داشته باشید که تکنیک های چاپ سه بعدی ، به شدت به برنامه های نرم افزاری متکی هستند .
تحول عظیم در ساخت قطعات سرامیکی با چاپ سه بعدی
افزایش قدرت پردازشگر ها و سرعت تراشه ها منجر به کاهش هزینه، افزایش دقت و بهبود عملکرد چاپگرها شده است ؛ از طرفی با کاهش شدید هزینه ها ، کاربردهای جدیدی برای پرینترهای سه بعدی ابدا شده که یکی از آن ها ساخت قطعات سرامیکی است.
چاپگر های سه بعدی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد خود ، کاربرد های متفاوتی در صنعت دارند ؛ از جمله این خصوصیات می توان به مقاومت مکانیکی و سختی بالا ، پایداری حرارتی و شیمیایی خوب و عملکرد حرارتی ، نوری ، الکتریکی و مغناطیسی مناسب اشاره کرد.
قطعات سرامیکی معمولاً از مخلوط پودرها به همراه (یا بدون) اتصال دهنده و سایر افزودنی ها ساخته شده با استفاده از فناوری های متداول ، از جمله قالب گیری تزریقی ، پرس، ریخته گری نواری ، ریخته گری ژلی و سایر روشها به شکل های دلخواه در می آیند.
برای دستیابی به تراکم بیشتر ، قطعات خام باید در دما های بالاتر زینتر شوند ، اما روش های اشاره شده برای ساخت سرامیک ها ، به دلیل نیاز به زمان و هزینه زیاد، محدودیت هایی را ایجاد می کنند.
از آنجایی که برای ساخت سرامیک ها با روش های مذکور عمدتا به قالب نیاز است، تولید قطعاتی با هندسه بسیار پیچیده و حفرات بهم پیوسته ، با این روش ها امکان پذیر نیست ؛ از طرف دیگر، ماشینکاری قطعات سرامیکی به دلیل سختی و تردی بالا بسیار دشوار بوده و ابزارهای برش ، نه تنها در معرض سایش شدید هستند ، بلکه ممکن است باعث ایجاد نقص هایی از جمله ترک خوردگی در قطعات سرامیکی شوند.
چگونه می توان با چاپ سه بعدی اشکال پیچیده را در تعداد بالا تولید کرد؟
" ظهور فناوری چاپ سه بعدی ، به عنوان یک انقلاب در تولید در نظر گرفته می شود "
چاپ سه بعدی مجموعه ای از فناوری های پیشرفته تولید است که برای ساخت قطعات فیزیکی به صورت نقطه به نقطه، خط به خط یا لایه به لایه استفاده می شود.
پرینت سه بعدی یک فلسفه تولیدی منحصر به فرد بوده و با توجه به انعطافی که در طراحی فراهم می کند ، تولید ساختارهای بسیار پیچیده و دقیق را امکان پذیر کرده است – ساختار هایی که تولید آن ها با استفاده از روش های ساخت سنتی مانند ریخته گری و ماشینکاری دشوار است .
بهره وری با تکنولوژی چاپ سه بعدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد زیرا می توان در یکبار اجرا ، قطعات بسیاری ساخت ؛ به همین دلیل چاپ سه بعدی از زمان ظهور در دهه 1980 به سرعت در جوامع علمی و مهندسی مورد توجه قرار گرفته است .
چاپ سه بعدی سرامیک ها اولین بار توسط "مارکوس و همکارانش" و "ساکس و همکارانش" در دهه 1990 گزارش شد . حال امروزه با پیشرفت های رخ داده در علم مواد و کامپیوتر ، انواع متفاوتی از فناوری های چاپ سه بعدی ، به طور خاص برای تولید سرامیک ها طراحی و تولید شده است .
موانع موجود برای گسترش تکنولوژی چاپ سه بعدی چیست؟
با وجود پیشرفت های زیادی که در زمینه مواد سرامیکی قابل استفاده در پرینتر های سه بعدی دست آمده است ، همچنان موانعی برای بهینه سازی پارامترهای پردازش ، پس از پردازش و استفاده گسترده تر از چاپ سه بعدی در ساخت سرامیک ها وجود دارد.
تولید انبوه صنعتی نیز می تواند بسیار چالش برانگیز باشد ؛ از موانع دیگر می توان به ساخت قطعات سرامیکی با اندازه بزرگ (به عنوان مثال چند متر) به دلیل تردی بالا و ضریب انبساط کم اشاره کرد .
"برای گسترش کاربرد چاپ سه بعدی سرامیک ها و تولید گسترده قطعات سرامیکی با کیفیت در صنعت ، بیشترین تاکید باید روی بهبود مکانیزم شکل دهی باشد"
مکانیزم شکل دهی باید به گونه ای طراحی شود که قطعات سرامیکی با کارایی بالا ، با کمترین هزینه ، در حداقل زمان ممکن و بسیار نزدیک به شکل نهایی مورد نیاز تولید شوند.
منابع:
نظرات 1