تاریخچه پرینترهای سه بعدی

فناوری پرینتر سه بعدی در محافل دانشگاهی از سال 1950 مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. اما اولین پرینتر سه بعدی در سال 1987 توسط چاک هال بنیانگذار شرکت 3dsystem با نام استریولیتوگرافی ثبت و اختراع شد. او در ثبت اختراع خود استریولیتوگرافی را به عنوان روشی برای ساخت اشیاء جامد به وسیله چاپ متوالی لایه ها و سفت کردن آن ها توسط اشعه ماورابنفش تعریف نمود.

اولین پرینتر سه بعدی ساخت چاک هال

در ابتدا اختراع چاک تنها محدود به مایعاتی بود که قابلیت سفت شدن داشتند، اما بعد از آن که او کمپانی پرینترهای سه بعدی را ایجاد نمود، به زودی دریافت که این تکنیک تنها محدود به مایعات نیست و هر ماده ای که قابلیت تجزیه کردن یا توانایی تغییر در وضیعت فیزیکی آن را داشته باشیم را می توان به کار برد.

تا سال 2009 پرینترهای سه بعدی بیشتر محدود به کاربردهای صنعتی بودندو استفاده ازآن محدود به صنایع بسیار محدود بود، اما بعد از اختراع پرینترهای FDM ، تحولی عظیم دراین صنعت رخ داد.

این پرینتر ها اولین بار به صورت عمده برای نمونه سازی سریع مورد استفاده قرار گرفتند و امروزه عمدتاً به طور مستقیم برای تولید قطعات محصولات و بالا بردن سرعت چرخه تولید مورد استفاده قرار می گیرد. این پرینتر های سه بعدی برای استفاده های شخصی نیز مفید هستند. پرینتر سه بعدی و یا تولید افزایشی فرایندی است که در آن مواد به صورت لایه به لایه از طرح های سه بعدی به نمونه مورد نظر تبدیل می شود.
هدف اصلی تلکنولوژی سه بعدی ساخت قطعات با دقت وسرعت زیاد می باشد که در چندسال اخیر پیشرفت عظیمی دراین صنعت صورت گرفته به طوری که برای سال 2020 جزو 10 شغل برتر جهانی قرارگرفته است.

پرینترهای سه بعدی انواع مختلفی دارند که با پیشرفت تکنولوژی و فراگیر شدن آن در صنایع مختلف هرسال شاهد پیشرفت درا ین عرصه هستیم.

در تمام پرینترهای سه بعدی یک فراآیند تکرار می شود وآن هم ساخت اشکال سه بعدی به صورت لایه لایه که بسته به نوع پرینتر و مواد اولیه آن این فرایند مختلف است برای مثال در پرینترهای FDM نازل همانند نقاشی ماهر شروع که ذوب کردن مواد اولیه وساختن لایه به لایه اشکال را می نماید و یا در مدل های DLP  تصویر لایه توسط پرژکتور یو وی برروی رزین تابیده و آن را خشک می نماید که به این فرآیند فتوپلیمر گفته می شود.

پرینتر FDM

تشریح انواع پرینتر سه بعدی و کاربردهای آن را می توانید در مقاله انواع پرینترهای سه بعدی دنبال کنید

امروزه بخش عظیمی از این تکنولوژی در بخش های مختلف صنایع از جمله  بهداشت و درمان کاربرد دارد. نمونه های تولیدی بارز از پرینتر سه بعدی مثل قطعات شامل: سمعک، براکت ارتودنسی، تاج دندان، جایگزاری مفاصل ران را می توان نام برد. در صنعت هوا فضا نیز پرینتر سه بعدی می تواند وزن هواپیما را کاهش دهد، بهره وری موتور را بالا برده و به بیان ساده تر جایگزین مرقون به صرفه تری برای ماشین کاری های جاری باشد. به طور مثال بوئینگ بیش از 200 قطعه مختلف از ده هواپیمای خود را با استفاده از پرینتر سه بعدی تولید کرده است. شرکتهای بوئینگ، ایرباس، رولز رویس و جنرال الکتریک استقبال قابل توجهی از این فناوری داشته اند اما این تکنولوژی هنوز در مقیاس های بزرگ کاملا تصویب نشده است. تاکنون قطعاتی که بار زیادی را تحمل نمی کنند مانند F18 را شرکت بوئینگ برای هواپیما تولید کرده است.

بخش خودرو سازی به احتمال زیاد به دنبال برتری نسبت به بخش هوافضا می باشد. اما باز هم شرکتهایی که دارای تجربه در فلزات مبتنی بر پرینت سه بعدی هستند مانند همچوشی پودر تخت، دارای موقعیتی خاص برای عرضه کالای خود در بخش های هوایی و خودرو هستند. بسیاری از صنایع دیگر نیز هستند که از چاپ سه بعدی استفاده می کنند که در جدول زیر برخی از برنامه های کاربردی در استفاده تجاری امروز برای پرینترهای سه بعدی همراه با فناوری تولید افزایشی به طور معمول استفاده شده، آورده شده است.

این سیستم ها می توانند از 5.000 تا 1 میلیون دلار هزینه بر باشند که این هزینه ها نسبت به دهه گذشته حدود یک چهارم کاهش پیدا کرده اند. و البته پرینتر های سه بعدی تا سال 2022 با قیمت 200 دلار در دسترس خواهند بود.
بازار استفاده از پرینترهای سه بعدی شخصی سریعترین بخش استفاده از این فناوری است که نمودار این امر را به وضوح نشان می دهد. با توجه به آمارهای گرفته شده توسط wohlers و همکاران بین سالهای 2015 تا 2020 فروش پرینتر های سه بعدی شخصی از 20 درصد به 70 درصد این صنعت رسیده است.

در دنیای امروز که زمان جزو فاکتورهای اصلی در پیشرفت وتوسعه کسب وکارها وصنایع محسوب می شود پرینترهای سه بعدی این امر را با دقت و سرعت بسیار بالا محقق می نمایند.

مقاله های مرتبط

آموزش کاربا پرینترهای سه بعدی

انواع رزین پرینترهای سه بعدی

فهرست