چاپگرهای سه بعدی _ 3D Printer

چاپگرهای سه بعدی

3D Printer

 

چاپگرهای سه بعدی، چاپگرهایی هستند که به جای چاپ روی کاغذ می‌توانند حجم سه بعدی بسازند، این چاپگرها به جای جوهر از مواد نیمه جامد استفاده می‌کنند و حاصل کار آنها یک حجم سه بعدی است، به این صورت که پس از گرفتن یک فایل سه بعدی از کامپیوتر، طرح آن را به وسیله‌ی یک نوع ماده(پلاستیک، تیتانیوم و هر چیز دیگر) به صورت سه بعدی می‌سازد و توانایی خلق اجسام مختلف را دارد. 

 

از دهه 1980 تا کنون، تکنولو‍ژی مربوط به این چاپگرها در حال تحقیق و توسعه بوده‌است. از آنجا که زمان زیادی صرف پیشرفت دائمی این تکنولوژی شده‌است، این اختراع دارای دقت بالایی است. مدل اولیه این چاپگر توسط یک شرکت سوییسی ساخته شد.

نحوه‌ عملکرد

 

 

برای شکل گیری یک مدل سه بعدی، چاپگر ابتدا نیاز به یک طرح کامپیوتر(CAD) دارد و بر اساس آن لایه‌های بسیار نازک از یک ماده خاص توسط چاپگر روی هم چیده می‌شوند و جسم مورد نظر پس از لایه نشانی‌های متعدد به دست می‌آید. ماده اولیه به کار رفته می‌تواند بصورت مایع، پودر و ورقه‌های نازکی از جنس پلاستیک، شیشه، فلز، پلیمر و حتی برخی مواد خوراکی باشد. در این چاپگرها بعد از روی هم قرار گرفتن لایه‌ها، از اشعه ماورای بنفش استفاده می‌شود تا محصول به‌دست آمده ساختاری یکپارچه و جامد پیدا کند. این نوع چاپگرها، بسته به نحوه عملکرد و ابعاد قابل چاپ دارای اندازه‌های مختلف بزرگ و کوچک هستند. در زیر دو نوع از این چاپگرها را مشاهده می‌کنید.

 

 

 

کاربردهای این فناروی

از این تکنولوژی میتوان استفاده‌های زیادی کرد اما بارزترین موارد استفاده از این تکنولوژی تولید بافت‌های طبیعی بدن مانند رگ مصنوعی است.  یک شرکت در سانفرانسیسکو که  Bespoke Innovation  نام دارد ایده جدیدی برای استفاده از این چاپگرها ارائه کرده است.

 

اعضای بدن مصنوعی

این کمپانی با استفاده از چاپگرهای سه بعدی و تکنولوژی مدل سازی، توانسته پای مصنوعی سفارشی تولید کند که به کاربرانش زندگی متفاوتی هدیه می نماید. 

نحوه کار بدین صورت است که ابتدا کمپانی هر دو پای طبیعی و مصنوعی مشتری را اسکن می کند، و یک مدل سه بعدی کامپیوتری ایجاد می شود که تقارن را بین دو اندام بدن حفظ می کند. سپس مشتری می تواند به سلیقه خود فرایند سفارشی کردن پای مصنوعی را کارگردانی کند. بدین ترتیب که از میان طیف وسیعی از الگوها، قالب ها و مواد، موارد دلخواه خود را انتخاب می کند. 

به گفته این کمپانی اندام مصنوعی که از سوی این شرکت تولید می شود، در واقع منعکس کننده شخصیت و سلیقه کاربرانش است. به نوشته سایت این شرکت، ساخت این اندامهای سفارشی چیزی در حدود ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ دلار برای مشتریانش هزینه خواهد داشت. در حقیقت با کمک این تکنولوژی دیگر لازم نیست افراد دچار نقص عضو بااجبار حتما از پای مصنوعی ساده و متحد الشکلی استفاده کنند و طراحی دلخواه پای شان می تواند در روحیه آنها تاثیر فراوانی داشته باشد.  

 

رگ طبیعی

 

 

به تازگی محققین شرکت ارگانوو خبر از چاپگری می‌دهند که می‌تواند بافت‌های طبیعی بدن مانند رگ‌های خونی را چاپ کند و از سلول‌های بدن به عنوان ماده اولیه استفاده کند. این رگ‌ها اولین رگ‌های مصنوعی هستند که کاملا از سلول‌های طبیعی بدن ساخته شده‌اند و در بافت آن ها از هیچ گونه ماده اولیه‌ای ساخته نشده است. دو قلم روباتیک، ذرایت از سلول‌های اندوتلیال(سلول‌های جدار عروق)، عضلات صاف منقبض کننده عروق  و سلول‌های بافت ساز فیبروپلاست را کنار هم می‌چیند  تا رگ شکل گیرد آن را طی مدت زمان کمتر از یک ساعت تحویل می‌دهد. البته فرآیند بلوغ رگ به زمان بیشتری نیاز دارد، جریانی از مواد مغذی در داخل رگ  جدید به گردش در می‌آید تا نقش خون را برای رگ ایفا کند  و رگ بعد از یک ماه از استحکام کافی برای استفاده برخوردار خواهد بود. سرپرست این تیم تحقیقاتی می‌گوید که تا آخر سال میلادی این رگ ها را روی حیوانات آزمایش می‌کنند و در صورت موفقیت از این رگ ها در عمل قلب باز استفاده خواهد شد. این تیم تحقیقاتی حتی وعده‌های دیگری نیز داده‌است و می‌گوید اگر همچنان روند موفقیت‌آمیز را طی کنند به زودی پروژه ارگان‌های بدن مانند کلیه را شروع خواهند کرد.

 

 

ساختن خانه در 20 ساعت

چاپگری سه‌بُعدی در ابعاد بسیار بزرگ که توسط گروهی به رهبری پروفسور بهرخ خوشنویس استاد دانشگاه USC پیشنهاد شده است. ماده‌ مورد استفاده در این چاپگر بسیار بزرگ، دارای مقاومتی ۳ برابر بتُن در برابر فشار است. با به کارگیری چندین دستگاه در کنار هم می‌توان کار ساخت یک مجتمع آپارتمانی را در عرض چند روز تمام کرد. 

 

 

اگرچه در حال حاضر چاپ سه‌بُعدی فرآیندی بسیار گران محسوب می‌شود ولی با پیشرفت روز به روز و هر بیشتر ارزان‌تر شدن این فناوری باید امیدوار بود که در آینده‌ی نزدیک این دستگاه‌ها جایی روی میزمان داشته باشند. فرض کنید بتوانید مدل آماده‌ی کفش مورد علاقه‌ی خود را از اینترنت دانلود کرده و مشخصاتی همچون رنگ، سایز و خطوط روی کفش خود را توسط اپلیکیشنی که شرکت سازنده‌ کفش فراهم کرده برای خودتان شخصی‌سازی نموده و دستور چاپ کفش منحصربه‌فرد خود را بفرستید! تمامی این‌ها در سال‌های نزدیک آینده جزئی از زندگی ما خواهند بود.