مرکز تخصصی چاپ آنلاین حامد

پرينت سه بعدي چيست؟

فهرست مطالب
پرينت سه بعدي چيست و چگونه كار مي كند
برنامه هاي كاربردي براي انواع مختلف پرينت سه بعدي
نحوه طراحي براي چاپ سه بعدي
پرينت سه بعدي چيست؟
چاپ سه بعدي و توليد مواد افزودني
پرينت سه بعدي و نمونه سازي سريع
پرينت سه بعدي چه زماني اختراع شد؟
پرينت سه بعدي چگونه كار مي كند؟
تكنولوژي پرينت سه بعدي
مواد پرينت سه بعدي
نرم افزار پرينت سه بعدي
دستورالعمل طراحي پرينت سه بعدي
كاربردهاي پرينت سه بعدي
چگونه چيزي را پرينت سه بعدي كنيم

پرينت سه بعدي چيست؟
دانلود PDF

پرينت سه بعدي يك فناوري افزودني است كه براي ساخت قطعات استفاده مي شود. “افزودني” است زيرا براي ساخت اشياء فيزيكي نيازي به بلوك مواد يا قالب ندارد، به سادگي لايه‌هايي از مواد را روي هم چيده و تركيب مي‌كند. معمولاً سريع، با هزينه‌هاي راه‌اندازي ثابت پايين است و مي‌تواند هندسه‌هاي پيچيده‌تري نسبت به فناوري‌هاي «سنتي» با فهرستي از مواد در حال گسترش ايجاد كند. اين به طور گسترده در صنعت مهندسي، به ويژه براي نمونه سازي و ايجاد هندسه هاي سبك وزن استفاده مي شود.

چاپ سه بعدي و توليد مواد افزودني
«چاپ سه بعدي» معمولاً با فرهنگ سازندگان، علاقه‌مندان و آماتورها، چاپگرهاي روميزي، فناوري‌هاي چاپ قابل دسترس مانند FDM و مواد كم‌هزينه مانند ABS و PLA مرتبط است (ما در زير همه اين كلمات اختصاري را توضيح خواهيم داد). اين تا حد زيادي به دموكراتيك كردن چاپ سه بعدي از طريق ماشين هاي روميزي مقرون به صرفه كه از جنبش RepRap سرچشمه گرفته اند، مانند MakerBot و Ultimaker اصلي، كه همچنين منجر به انفجار چاپ سه بعدي در سال 2009 شد، نسبت داد.

پرينت سه بعدي چيست؟
«نمونه‌سازي سريع» عبارت ديگري است كه گاهي براي اشاره به فناوري‌هاي چاپ سه بعدي استفاده مي‌شود. اين به تاريخ اوليه پرينت سه بعدي برمي گردد كه اين فناوري براي اولين بار ظهور كرد. در دهه 1980، زماني كه تكنيك هاي چاپ سه بعدي براي اولين بار اختراع شد، از آنها به عنوان فناوري نمونه سازي سريع ياد مي شد، زيرا در آن زمان اين فناوري فقط براي نمونه هاي اوليه مناسب بود، نه قطعات توليدي.
در سال‌هاي اخير، پرينت سه بعدي به يك راه‌حل عالي براي بسياري از انواع قطعات توليد تبديل شده است و ساير فناوري‌هاي توليد (مانند ماشين‌كاري CNC) براي نمونه‌سازي ارزان‌تر و در دسترس‌تر شده‌اند. بنابراين در حالي كه برخي از مردم هنوز از «نمونه‌سازي سريع» براي اشاره به چاپ سه بعدي استفاده مي‌كنند، اين عبارت در حال تكامل است تا به همه اشكال نمونه‌سازي بسيار سريع اشاره كند.

پرينت سه بعدي چه زماني اختراع شد؟
چاپ سه بعدي به عنوان ايده اي براي تسريع توسعه محصولات صنعتي از طريق نمونه سازي سريعتر آغاز شد. با وجود اينكه قبلاً تعداد كمي حق ثبت اختراع وجود داشت، چاك هال معمولاً با اختراع چاپگر سه بعدي از طريق دستگاه استريوليتوگرافي خود (SLA) كه در سال 1984 به ثبت رسيد، اعتبار دارد.

چاپ سه بعدي SLA – چاپ سه بعدي SLA چيست؟
عليرغم شهرت چاك، در اواخر دهه 1980 چندين فناوري به طور موازي در حال توسعه بودند و چندين شركت در اين دوره تأسيس شدند كه براي توسعه اين فناوري حياتي بودند.
1981 – اولين اختراع براي دستگاهي كه از نور UV براي درمان فوتوپليمرها استفاده مي كرد به Hideo Kodama در ژاپن اعطا شد. او آن را براي «نمونه‌سازي سريع» طراحي كرد، زيرا براي ساخت مدل‌ها و نمونه‌هاي اوليه در نظر گرفته شده بود، اما هيچ علاقه‌اي وجود نداشت و حق ثبت اختراع كنار گذاشته شد.
1984 – مخترعان فرانسوي آلن لو مهوت، اوليويه دو ويت و ژان كلود آندره حق اختراعي را ارائه كردند كه در آن، مانند هيدئو، از اشعه ماوراء بنفش براي درمان فوتوپليمرها استفاده شده بود. جنرال الكتريك به دليل فقدان پتانسيل تجاري قابل توجه، حق ثبت اختراع را رها كرد.


1984 – تنها چند هفته پس از Le Mehaute، چارلز “چاك” هال آمريكايي حق اختراع خود را براي “دستگاه توليد اشياء سه بعدي توسط استريوليتوگرافي” ثبت كرد، بنابراين اصطلاح “استريوليتوگرافي” (SLA) را نيز ابداع كرد.
1987 – هال فايل STL را اختراع كرد و در همان سال سيستم سه بعدي را تأسيس كرد.

1987 – كارل دكارد آمريكايي يك حق اختراع براي تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) به ثبت رساند و در همان سال شركت (Desktop Manufacturing (DTM) را تأسيس كرد (كه توسط 3D Systems در سال 2001 خريداري شد).
1989 – اسكات كرامپ آمريكايي يك حق اختراع براي مدلسازي رسوب ذوب شده (FDM) ارائه كرد و در همان سال استراتاسيس را به همراه همسرش تأسيس كرد.

تجاري سازي
از اواخر دهه 1980 تا اوايل دهه 1990، صنعت دستخوش تجاري سازي بسيار سريعي شد. اولين ماشين‌ها بزرگ و گران بودند و سازندگان آنها براي قراردادهاي نمونه‌سازي صنعتي با توليدكنندگان بازار انبوه در صنايع خودروسازي، هوافضا، سلامت و كالاهاي مصرفي رقابت كردند.
1987 – D Systems3 اولين چاپگر تجاري SLA را با نام “SLA-1” منتشر كرد.
1992 – سرانجام حق اختراع FDM به Stratasys اعطا شد كه منجر به انتشار اولين چاپگر FDM به نام “D Modeler3” شد.
1992 – DTM اولين چاپگر تجاري SLS را با نام “Sinterstation 2000” منتشر كرد.
1994 – شركت آلماني (Electro Optical Systems (EOS) تاسيس شد
در سال 1989، “EOSINT M160” خود، اولين چاپگر سه بعدي فلزي تجاري خود را رونمايي كرد.
دموكراتيك شدن
در اوايل دهه 2000، رقابت شديد براي كسب سود، پيشرفت در علم مواد و پايان دادن به بسياري از پتنت ها، محيطي را ايجاد كرد كه در نهايت چاپ سه بعدي براي توده ها مقرون به صرفه شد. اين دهه‌اي بود كه پرينت سه‌بعدي در تخيل رايج مطرح شد – توليد، كه هميشه حوزه صنعت سنگين و پول كلان بود، به دست مردم آمد.
2005 – پروژه منبع باز RepRap (براي “Replicated Rapid Prototyper”) با هدف ايجاد چاپگرهاي سه بعدي خود-تكثير شونده با قابليت چاپ قطعات خود راه اندازي شد و باعث افزايش سرسام آور علاقه عمومي به اين فناوري شد.
2009 – حق اختراع كليدي FDM در مالكيت عمومي قرار گرفت و MakerBot چاپگر سه بعدي روميزي خود را به نام “Cupcake CNC” راه اندازي كرد. هزينه آن صدها دلار بود، نه هزاران، و همه اجزا از Thingiverse قابل دانلود بودند، وب سايتي كه به اشتراك گذاري فايل هاي طراحي ديجيتالي ايجاد شده توسط كاربر اختصاص داده شده است.
2012 – Formlabs “Form 1” را منتشر كرد، اولين چاپگر SLA مقرون به صرفه، از طريق كمپين ركوردشكني Kickstarter كه 2.95 ميليون دلار بودجه جمع آوري كرد. 3D Systems به دليل نقض حق ثبت اختراع از آنها شكايت كرد، اما پرونده به نفع Formlabs حل و فصل شد.
2013 – Hubs به عنوان يك سرويس چاپ سه بعدي همتا به همتا راه اندازي شد، كه امكان تراكنش انبوه را بين افرادي كه چاپ  مي كنند و افرادي كه داراي ماشين هستند را فراهم مي كند. اين به سرعت تبديل به بزرگترين پلتفرم چاپ سه بعدي در جهان با بيش از 50000 “مركز” چاپ شد، قبل از اينكه تمركز خود را بر كمك به مشتريان تجاري خود از طريق در دسترس‌تر كردن همه اشكال توليد سفارشي متمركز كند.
2014 – حق ثبت اختراعات كليدي SLS در مالكيت عمومي قرار گرفت و منجر به توليد تعداد زيادي از شركت‌ها شد كه چاپگرهاي SLS كوچك‌تر و مقرون به صرفه‌تر توليد كردند.

چاپ سه بعدي SLS – چاپ سه بعدي SLS چيست؟
از سال 2018، هياهوي پرينت سه بعدي تا حد زيادي از رسانه هاي جمعي ناپديد شد، اما علاقه به برنامه هاي تجاري براي مشاغل در همه اندازه ها هرگز بالاتر از اين نبوده است. امروزه هزاران شركت وجود دارد كه چاپگر توليد مي كنند و انواع خدمات را با استفاده از فناوري چاپ سه بعدي ارائه مي دهند.


درباره تاريخچه پرينت سه بعدي بيشتر بدانيد
مقالات زيادي وجود دارد، اكثر آنها فقط خواندني سرگرم كننده هستند. براي كساني كه به دنبال كاوش عميق در تاريخ هستند، Wikipedia و Wohler Associates بهترين منابع هستند.

پرينت سه بعدي چگونه كار مي كند؟
افزودني در مقابل توليد سنتي
توليد افزودني تنها از دهه 1980 وجود داشته است، بنابراين روش‌هاي توليدي كه قبل از آن توسعه يافته‌اند، اغلب به عنوان توليد سنتي شناخته مي‌شوند. براي درك تفاوت‌هاي عمده بين توليد افزايشي و سنتي، بياييد همه روش‌ها را به 3 گروه: افزايشي، تفريقي و توليدي دسته‌بندي كنيم.

توليد مواد افزودني
توليد افزودني، اشياء سه بعدي را با رسوب و ذوب لايه هاي دو بعدي مواد ايجاد مي كند.
 چاپ سه بعدي پيلار صفحه توليد افزودني 01
اين روش تقريباً زمان راه اندازي يا هزينه اي ندارد و آن را براي نمونه سازي ايده آل مي كند. قطعات را مي توان به سرعت ساخته و پس از استفاده دور انداخت. قطعات نيز تقريباً در هر هندسه اي قابل توليد هستند كه يكي از نقاط قوت اصلي چاپ سه بعدي است.

يكي از بزرگترين محدوديت هاي پرينت سه بعدي اين است كه بيشتر قطعات ذاتاً ناهمسانگرد يا كاملاً متراكم نيستند، به اين معني كه معمولاً فاقد خواص مواد و مكانيكي قطعات ساخته شده از طريق تكنيك هاي تفريق يا شكل دهي هستند. به دليل نوسانات در شرايط خنك كننده يا پخت، چاپ هاي مختلف يك قسمت نيز مستعد تغييرات جزئي هستند كه محدوديت هايي را در سازگاري و تكرار ايجاد مي كند.

توليد تفريقي
توليد كاهنده، مانند آسياب و تراشكاري، با برداشتن (ماشينكاري) مواد از يك بلوك از مواد جامد كه اغلب به عنوان “خالي” نيز ناميده مي شود، اشياء ايجاد مي كند.

 چاپ سه بعدي ستوني صفحه توليد كسر 01
تقريباً هر ماده اي را مي توان به روشي ماشين كاري كرد كه آن را به يك تكنيك پركاربرد تبديل مي كند. به دليل ميزان كنترل بر روي هر جنبه از فرآيند، اين روش قادر به توليد قطعات بسيار دقيق با تكرارپذيري بالا است. اكثر طرح‌ها براي ترسيم مسيرهاي ابزار سفارشي‌شده و حذف كارآمد مواد، به ساخت با كمك كامپيوتر (CAM) نياز دارند، كه زمان و هزينه‌هاي راه‌اندازي را افزايش مي‌دهد، اما براي اكثر طرح‌ها، مقرون‌به‌صرفه‌ترين روش توليد است.
محدوديت اصلي توليد كاهشي اين است كه ابزار برش بايد بتواند به تمام سطوح براي حذف مواد دسترسي پيدا كند، كه پيچيدگي طراحي را بسيار محدود مي كند. در حالي كه ماشين‌هايي مانند ماشين‌هاي 5 محوره برخي از اين محدوديت‌ها را حذف مي‌كنند، قطعات پيچيده هنوز بايد در طول فرآيند ماشين‌كاري جهت‌دهي مجدد شوند و زمان و هزينه اضافه شود. توليد تفريقي نيز به دليل مقادير زيادي از مواد حذف شده براي توليد هندسه قطعه نهايي، يك فرآيند بيهوده است.

توليد تكويني
توليد شكل دهنده، مانند قالب گيري تزريقي و مهر زني، اشياء را با شكل دادن يا قالب گيري مواد به شكل مي سازد.
با گرما و/يا فشار

 چاپ سه بعدي Pillar Page 01
تكنيك‌هاي شكل‌دهنده براي كاهش هزينه‌هاي نهايي توليد قطعات منفرد طراحي شده‌اند، اما ايجاد قالب‌ها يا ماشين‌هاي منحصربه‌فرد مورد استفاده در فرآيند توليد به اين معني است كه هزينه‌هاي راه‌اندازي بسيار بسيار زياد است. صرف نظر از اين، اين تكنيك ها مي توانند قطعاتي را در طيف وسيعي از مواد (هم فلز و هم پلاستيك) با قابليت تكرار تقريباً بي عيب و نقص توليد كنند، بنابراين براي توليد با حجم بالا، تقريباً هميشه مقرون به صرفه ترين هستند.

نحوه مقايسه اين روش ها
توليد پيچيده است و ابعاد بسيار زيادي براي مقايسه جامع هر روش با روش هاي ديگر وجود دارد. تقريباً غيرممكن است كه به يكباره بهينه سازي هزينه، سرعت، پيچيدگي هندسي، مواد، خواص مكانيكي، پرداخت سطح، تحمل ها و تكرارپذيري انجام شود.
در چنين موقعيت‌هاي پيچيده‌اي، اكتشافات و قوانين سرانگشتي ارزشمندتر هستند:
ساخت افزودني براي حجم هاي كم، طرح هاي پيچيده و زماني كه سرعت ضروري است، بهترين است.
توليد كسر براي حجم هاي متوسط، هندسه هاي ساده، تحمل هاي محكم و مواد سخت بهترين است.
براي توليد قطعات يكسان با حجم بالا، توليد فرمي بهترين است.
هزينه هر قطعه معمولاً عاملي است كه تعيين مي كند كدام فرآيند توليد بهترين است. به عنوان يك تقريب تقريبي، هزينه هاي واحد در هر روش را مي توان به صورت زير تجسم كرد:

 نمودار صفحه ستوني چاپ سه بعدي 01
چاپ سه بعدي هر سال ارزان تر مي شود و در برخي موارد شروع به رقابت با قالب گيري تزريقي براي كارايي هزينه مي كند. با اين حال، معمولاً پرينت سه بعدي و ماشينكاري CNC هستند كه براي كارهاي خاص قابل تعويض هستند، بنابراين ما يك راهنماي كامل براي مقايسه آنها در كنار هم نوشته ايم. درباره پرينت سه بعدي در مقابل ماشينكاري CNC بيشتر بخوانيد.
ماشينكاري CNC در مقابل چاپ سه بعدي – به كدام يك نياز داريد؟

تكنولوژي پرينت سه بعدي
با بسياري از فناوري هاي مختلف پرينت سه بعدي در بازار، درك كل چشم انداز مي تواند دشوار باشد. سازمان بين المللي استاندارد استاندارد ISO/ASTM 52900 را براي استانداردسازي اصطلاحات انفجاري در مورد چاپ سه بعدي ايجاد كرد و ما پركاربردترين زبان را در اين واژه نامه اصطلاحات چاپ سه بعدي جمع آوري كرده ايم.

انواع مختلف پرينت سه بعدي
پرينترهاي سه بعدي را مي توان به يكي از چندين نوع فرآيند طبقه بندي كرد:
پليمريزاسيون Vat: فوتوپليمر مايع با نور پخت مي شود
اكستروژن مواد: ترموپلاستيك مذاب از طريق يك نازل گرم شده رسوب مي كند


پودر بستر فيوژن: ذرات پودر توسط يك منبع انرژي بالا ذوب مي شوند
پرتاب مواد: قطرات ماده ذوب حساس به نور مايع روي يك بستر پودري رسوب مي‌كنند و با نور پخت مي‌شوند.
بايندر جت: قطرات ماده اتصال دهنده مايع روي بستري از مواد دانه بندي شده رسوب مي كنند كه بعداً با هم تف جوشي مي شوند.
رسوب مستقيم انرژي: فلز مذاب به طور همزمان رسوب و ذوب مي شود
لمينت ورق: ورق هاي جداگانه مواد به شكل بريده شده و با هم لمينت مي شوند

فرآيندهاي پرينت سه بعدي
هفت فرآيند اصلي پرينت سه بعدي وجود دارد. در هر نوع فرآيند، فناوري‌هاي منحصربه‌فردي وجود دارد، و براي هر فناوري منحصربه‌فرد، برندهاي مختلفي نيز وجود دارد كه چاپگرهاي مشابهي را مي‌فروشند.

فتوپليمريزاسيون VAT
فتوپليمريزاسيون فرآيندي است كه در آن رزين فوتوپليمر در معرض طول موج هاي خاصي از نور قرار گرفته و جامد مي شود.
استريوليتوگرافي (SLA)، پردازش نور مستقيم (DLP) و پردازش نور مستقيم پيوسته (CDLP) فرآيندهاي توليد افزودني هستند كه در دسته فتوپليمريزاسيون vat قرار مي گيرند. در SLA، يك جسم با پخت انتخابي يك رزين پليمري لايه به لايه با استفاده از پرتو ليزر فرابنفش (UV) ايجاد مي‌شود. DLP شبيه SLA است اما از يك صفحه نمايش نور ديجيتال براي فلاش زدن يك تصوير از هر لايه به طور همزمان استفاده مي كند. CDLP شباهت زيادي به DLP دارد اما بر حركت مداوم رو به بالا صفحه ساخت تكيه دارد. تمام فرآيندهاي فتوپليمريزاسيون vat براي توليد جزئيات ظريف و سطوح صاف خوب هستند و آنها را براي جواهرات و كاربردهاي پزشكي ايده آل مي كند.

فوايد:
سطح صاف
جزئيات دقيق
براي نمونه سازي IM خوب است

محدوديت ها:
شكننده
معمولاً نياز به پشتيباني دارد
حساس به اشعه ماوراء بنفش
پردازش پست گسترده مورد نياز است

فتوپليمريزاسيون VAT (SLA)
فيوژن بستر پودري
فن‌آوري‌هاي همجوشي بستر پودري (PBF) از يك منبع حرارتي براي القاي همجوشي (تجزيه يا ذوب) بين ذرات پودر پلاستيك يا فلز در يك لايه استفاده مي‌كنند. تف جوشي ليزري انتخابي (SLS)، ذوب پرتو الكتروني (EBM) و همجوشي چند جت (MJF) همگي در اين فناوري قرار دارند. فرآيندهاي چاپ سه بعدي فلزي، ذوب ليزري انتخابي (SLM) و تف جوشي مستقيم ليزري فلزات (DMLS) همچنين از همجوشي بستر پودري براي اتصال انتخابي ذرات پودر فلز استفاده مي‌كند.

فوايد:
قطعات محكم (نايلون)
هندسه پيچيده
مقياس پذير (مناسب با اندازه)
بدون پشتيباني

محدوديت ها:
زمان توليد طولاني تر
هزينه بالاتر (ماشين آلات، مواد، عمليات)

فيوژن بستر پودري (SLS)
مواد
اكستروژن
فن‌آوري‌هاي اكستروژن مواد، يك ماده را از طريق يك نازل و روي صفحه ساخت، لايه به لايه فشرده مي‌كنند. مدل سازي رسوب ذوب شده (FDM) در اين دسته قرار مي گيرد و پركاربردترين فناوري چاپ سه بعدي است.

فوايد:
سريع
كم هزينه
ترموپلاستيك هاي رايج

محدوديت ها:
پرداخت سطح خشن
بي نظيري
معمولاً نياز به پشتيباني دارد
مقياس پذير نيست
دقت محدود

اكستروژن مواد (FDM)
جت كردن مواد
فن آوري هاي جت مواد از نور UV يا گرما براي سخت كردن فتوپليمرها، فلزات يا موم، قطعات ساختماني يك لايه در يك زمان استفاده مي كنند. جت نانو ذرات (NPJ) و Drop-on-demand (DOD) دو نوع ديگر از جت كردن مواد هستند.

فوايد:
نمونه هاي اوليه واقعي
جزئيات عالي
دقت بالا
پرداخت سطح صاف

محدوديت ها:
هزينه بالا
خواص مكانيكي شكننده

جت كردن مواد
بايندر جتينگ
بايندر جتينگ از يك هد چاپ صنعتي براي قرار دادن ماده چسبنده روي لايه‌هاي نازك مواد پودري استفاده مي‌كند. بر خلاف ساير فناوري هاي چاپ سه بعدي، جت بايندر نيازي به گرما ندارد.

فوايد:
گزينه هاي تمام رنگي
طيف مواد
بدون پشتيباني
بدون تاب برداشتن و كوچك شدن

محدوديت ها:
استحكام قطعه كم
دقت كمتري نسبت به جت مواد

بايندر جتينگ
رسوب مستقيم انرژي
رسوب مستقيم انرژي (DED) با ذوب مواد پودري در هنگام رسوب، اشياء سه بعدي ايجاد مي كند. بيشتر با پودر فلز يا سيم استفاده مي شود و اغلب به عنوان رسوب فلز ناميده مي شود. شكل شبكه مهندسي شده ليزري (LENS) و توليد افزودني پرتو الكتروني (EBAM) نيز در اين دسته قرار مي گيرند.

فوايد:
قطعات قوي
طيف مواد
قطعات بزرگتر

محدوديت ها:
هزينه بالا
پرداخت سطحي ضعيف

لمينيت ورق
اين فناوري ورق هاي نازكي از مواد را براي ساخت قطعات روي هم چيده و لمينيت مي كند. چند نوع مختلف لمينيت وجود دارد: باندينگ، جوش اولتراسونيك يا لحيم كاري.

فوايد:
سريع
كم هزينه
هيچ ساختار پشتيباني لازم نيست
لايه هاي چند ماده اي

محدوديت ها:
پردازش پست مورد نياز است
مواد محدود
پايان ممكن است متفاوت باشد

كل چشم انداز فناوري هاي توليد افزودني را مي توان در يك نمودار درختي ساده خلاصه كرد:

اينفوگرافيك AM Technologies
مقاله ما در مورد هفت نوع رسمي پرينترهاي سه بعدي، يك نماي كلي از نحوه عملكرد هر نوع چاپگر، مواد موجود، قيمت و سرعت چاپ، خواص هندسي (اندازه، پيچيدگي و وضوح)، خواص مكانيكي (دقت، قدرت و پرداخت سطح) و كاربردهاي رايج را ارائه مي دهد.

انتخاب فرآيندهاي چاپ سه بعدي مناسب
انتخاب فرآيند پرينت سه بعدي بهينه براي يك قطعه خاص مي تواند دشوار باشد زيرا اغلب بيش از يك فرآيند مناسب وجود دارد، اما هر كدام تغييرات ظريفي در هزينه و خروجي ايجاد مي كند. به طور كلي سه جنبه كليدي وجود دارد كه بايد در نظر گرفته شود:

خواص مواد مورد نياز:
استحكام، سختي، مقاومت ضربه و غيره.
الزامات طراحي كاربردي و بصري: سطح صاف، استحكام، مقاومت در برابر حرارت و غيره.
قابليت هاي فرآيند چاپ سه بعدي: دقت، اندازه ساخت و غيره.
اينها با سه روش رايج براي انتخاب فرآيند مناسب مطابقت دارند:
با مواد مورد نياز
با عملكرد مورد نياز يا ظاهر بصري
با دقت مورد نياز يا اندازه ساخت

انواع فناوري هاي چاپ سه بعدي
مواد پرينت سه بعدي
نماي كلي مواد پرينت سه بعدي
تعداد مواد پرينت سه بعدي موجود هر سال به سرعت در حال افزايش است زيرا تقاضاي بازار براي مواد خاص و خواص مكانيكي باعث پيشرفت در علم مواد مي شود. اين امر ارائه يك نماي كلي از همه مواد پرينت سه بعدي را غيرممكن مي كند، اما هر فرآيند چاپ سه بعدي فقط با مواد خاصي سازگار است، بنابراين تعميم هاي آساني وجود دارد.
پليمرهاي ترموپلاستيك و ترموست رايج‌ترين مواد پرينت سه بعدي هستند، اما فلزات، كامپوزيت‌ها و سراميك‌ها نيز مي‌توانند چاپ سه بعدي شوند.

نمودار مواد چاپ سه بعدي
روش ديگر طبقه بندي مواد بر اساس خواص آنها است: ارزان، مقاوم در برابر مواد شيميايي، قابل حل، انعطاف پذير، بادوام، مقاوم در برابر حرارت، صلب، مقاوم در برابر آب، مقاوم در برابر UV. بسياري از كاربردهاي صنعتي به پلاستيك‌هاي بادوام مانند نايلون 12 نياز دارند و بيشتر برنامه‌هاي سرگرمي از PLA يا ABS استفاده مي‌كنند كه رايج‌ترين مواد مورد استفاده در چاپ سه بعدي FDM هستند.

نرم افزار پرينت سه بعدي
پرينت سه بعدي با نرم افزار شروع مي شود و برنامه هاي مختلفي براي كمك به هر مرحله از فرآيند طراحي و چاپ وجود دارد، از مدل سازي سه بعدي گرفته تا شبيه سازي چاپ و برنامه هاي اسلايسر.
براي پرينت سه بعدي از چه نرم افزاري استفاده كنيم؟
دو روش اصلي مدل‌سازي سه‌بعدي «مدل‌سازي جامد» و «مدل‌سازي سطح» هستند و بسته‌هاي نرم‌افزاري CAD مختلفي براي هر رويكرد وجود دارد. مدل سازي جامد به ايجاد اشياء مجازي از طريق تعريف و به هم پيوستن اشكال سه بعدي كه معمولاً از پيش تعريف شده اند و جزئيات سطح تصفيه شده بعداً به آنها اضافه مي شود، اشاره دارد. مدل‌سازي سطح مشابه است با اين تفاوت كه طراح با سطوح دوبعدي شروع مي‌كند و آنها را به شكل آزاد شكل مي‌دهد تا اشكال سه‌بعدي ايجاد كند.
هر دو روش مي‌توانند دقيقاً خروجي مشابهي توليد كنند، اما مدل‌سازي جامد براي اشكال ساده و غير ارگانيك سريع‌تر است، در حالي كه مدل‌سازي سطح براي اشكال ارگانيك‌تر سريع‌تر است. SolidWorks، Fusion 360 و Rhino 3D محبوب ترين نرم افزارهاي حرفه اي هستند و برنامه هاي رايگان زيادي براي آماتورها وجود دارد.
از ديگر نرم افزارهاي مفيد پرينت سه بعدي مي توان به ابزارهاي شبيه سازي چاپ و رفع خطاهاي فايل اشاره كرد.

دستورالعمل طراحي پرينت سه بعدي
بهترين روش ها و قوانين كلي بين فناوري هاي مختلف چاپ سه بعدي متفاوت است، اما ويژگي هاي خاصي وجود دارد كه هميشه بايد به آنها توجه كنيد:
ضخامت ديوار پشتيباني شده
ضخامت ديوار پشتيباني نشده
ساپورت و برآمدگي
جزئيات برجسته و حكاكي شده
پل هاي افقي
سوراخ ها
قطعات اتصال دهنده يا متحرك
سوراخ هاي فرار
حداقل اندازه ويژگي
حداقل قطر پين
حداكثر تحمل
قوانين طراحي خاص فرآيند براي هر يك از اين ويژگي ها در نمودار زير خلاصه شده است:
3DP 101 – قوانين طراحي پوستر چاپ سه بعدي

دستورالعمل هاي طراحي قابل اجرا براي تمام فرآيندهاي چاپ سه بعدي
چاپگرهاي سه بعدي چه كارهايي را نمي توانند انجام دهند؟ درك و غلبه بر محدوديت هاي هندسه پرينت سه بعدي
عناصر كليدي طراحي براي پرينت سه بعدي چيست؟
در پرينت سه بعدي چه پشتيباني هايي وجود دارد؟ چه زماني و چرا به آنها نياز داريد؟
چگونه جهت بخشي بر چاپ سه بعدي تأثير مي گذارد؟ نكات طراحي عملي براي توليد مواد افزودني
دقت ابعادي در پرينت سه بعدي چيست و چگونه مي توان به آن دست يافت؟
ارتفاع لايه براي پرينت سه بعدي چقدر مهم است؟ پرينت سه بعدي قطعات بهتر با ضخامت لايه مناسب

كاربردهاي پرينت سه بعدي
پرينت سه بعدي براي نمونه سازي بسيار مفيد است. سرعت همه چيز در نمونه سازي است، و توانايي انتقال از CAD به چاپ با هزينه هاي نصب نزديك به صفر به اين معني است كه پرينترهاي سه بعدي مي توانند قطعات را سريع توليد كنند و صرفه اقتصادي بسيار خوبي براي واحدهاي تك قطعه اي و كوچك داشته باشند.
براي چاپ قطعات توليدي، سرعت و قيمت نيز مهم هستند، اما ويژگي هايي كه بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرند آزادي طراحي و سهولت سفارشي سازي است. در هوافضا و خودرو، سازه‌هاي بهينه‌شده توپولوژي با نسبت استحكام به وزن بالا براي قطعات با كارايي بالا استفاده مي‌شوند و قطعاتي كه قبلاً به مونتاژ نياز داشتند را مي‌توان در يك قطعه واحد ادغام كرد. در مراقبت هاي بهداشتي، سفارشي سازي بسيار مهم است – اكثر سمعك هاي توليد شده در ايالات متحده تقريباً منحصراً با استفاده از چاپ سه بعدي ساخته مي شوند. در توليد، قالب‌هاي تزريق كم‌رنگ را مي‌توان به‌جاي ماشينكاري از فلز، از پلاستيك‌هاي سفت و مقاوم در برابر حرارت به‌صورت سه‌بعدي پرينت كرد و توليد آن‌ها را بسيار ارزان‌تر و سريع‌تر مي‌كند.

پرينت سه بعدي پزشكي
كاربردهاي زيادي براي پرينت سه بعدي در صنعت پزشكي وجود دارد و هر ساله پزشكان و دانشمندان راه هاي جديد و خلاقانه اي را براي استفاده از اين فناوري به سرعت در حال رشد ارائه مي كنند. سرعت و تطبيق پذيري پرينت سه بعدي آن را براي توسعه پروتزها و ايمپلنت هاي سفارشي و كپي هاي خاص بيمار از استخوان ها، اندام ها و رگ هاي خوني عالي مي كند. همچنين براي ابزارهاي جراحي پرينت سه بعدي، مدل هاي تشريحي، تجهيزات پزشكي شخصي سازي شده و طيف وسيعي از نوآوري هاي نجات دهنده ديگر استفاده مي شود.

پرينت سه بعدي خودرو
در صنعت خودروسازي، خودروسازان از پرينت سه بعدي براي آزمايش فرم و تناسب، براي آزمايش روكش‌هاي زيبايي‌شناختي و اطمينان از عملكرد و تعامل همه قطعات به‌صورت مورد نظر استفاده مي‌كنند. همچنين راه‌حلي انعطاف‌پذير براي چرخش سريع جك‌ها، وسايل و دستگيره‌ها ارائه مي‌كند. ايجاد دم; مجراي مجتمع مهندسي؛ و براكت هاي نصب پيچيده و سبك وزن را به سرعت توليد مي كند.

پرينت سه بعدي جواهرات
چند دليل وجود دارد كه بسياري از طراحان از آن استفاده مي كنند
پرينت سه بعدي براي ساخت جواهرات. اين فناوري به جواهرسازان اجازه مي‌دهد تا طرح‌هاي بسيار پيچيده و بسيار قابل سفارشي‌سازي را توليد كنند و برخي از محدوديت‌هاي تكنيك‌هاي جواهرات‌سازي محبوب قبلي مانند ماشين‌كاري CNC، صنايع دستي و ريخته‌گري موم گمشده را كنار بگذارند. امروزه فلزات گرانبها را مي توان به صورت سه بعدي در الگوها و طرح هاي مختلف به سرعت و مقرون به صرفه چاپ كرد.

مزاياي پرينت سه بعدي چيست؟
پرينت سه بعدي ابزاري استثنايي براي قطعات سفارشي و نمونه سازي سريع با مجموعه اي منحصر به فرد از مزايا است، اما از جهاتي از توليد سنتي نيز عقب است. مزايا و محدوديت هاي اصلي را مي توان به شرح زير خلاصه كرد:

فوايد
– هزينه هاي راه اندازي بسيار پايين
– چرخش بسيار سريع
– طيف وسيعي از مواد موجود
– آزادي طراحي بدون هزينه اضافي
– هر قسمت را مي توان به راحتي سفارشي كرد

محدوديت ها
– قيمت رقابتي كمتر در حجم هاي بالاتر
– دقت و تحمل محدود
– استحكام كمتر و خواص ناهمسانگرد مواد
– به حذف پس از پردازش و پشتيباني نياز دارد
آينده پرينت سه بعدي
پس امروزه پرينت سه بعدي كجاست؟ آيا هياهو تمام شده است؟ بله، و اكنون فناوري در حال رسيدن به بلوغ است. Hubs از سال 2013 وجود داشته است، و ما از سال 2017 هر سال يك گزارش روند پرينت سه بعدي توليد كرده ايم. در طي آن سال ها شاهد بوده ايم كه اين فناوري به اوج چرخه تبليغات رسيده است، از ميان “سرخوردگي” عبور مي كند و به عقب باز مي گردد. به جايي كه اكنون است – در “شيب روشنگري”.
هياهوي سال هاي گذشته بر اساس ايده پذيرش گسترده مصرف كنندگان بود. اين يك تفسير گمراه كننده از جايي بود كه اين فناوري مي تواند به جهان ارزش بيافزايد. اميدواركننده ترين كاربردهاي پرينت سه بعدي در نقش هاي بسيار خاص در دنياي توليد است.
چگونه چيزي را پرينت سه بعدي كنيم
پرينت سه بعدي راه طولاني را از زمان شروع خود پيموده است و اكنون بسيار آسان است كه به سرعت و مقرون به صرفه چيزي پرينت سه بعدي تهيه كنيد.
چاپگر بخريد يا از خدمات چاپ سه بعدي استفاده كنيد؟
پرينت سه بعدي از زمان شروع خود راه طولاني را پيموده است و اكنون بسيار آسان است كه چيزي را با سرعت بسيار پايين چاپ سه بعدي و با قيمت بسيار ارزان تهيه كنيد.

آيا بايد چاپگر سه بعدي خود را بخريد يا از يك سرويس آنلاين استفاده كنيد؟ اين يك تصميم مهم است، بنابراين ما براي هر دو طرف استدلال هايي را جمع آوري كرده ايم تا به شما در انتخاب درست كمك كنيم.

يك چاپگر سه بعدي بخريد اگر… از يك سرويس آنلاين استفاده كنيد اگر…
شما بايد به طور منظم چاپ كنيد، اما نه در حجم زياد (10 تا 25 بار در هفته) شما فقط به چند (كمتر از 10) يا حجم زياد (25+) از قطعات در هفته نياز داريد.
شما يك برنامه خاص براي چاپگري در نظر داريد كه مي خواهيد با استفاده از فرآيندها و مواد متعدد، از جمله چاپگرهاي صنعتي، چاپ كنيد
شما آماده سرمايه گذاري قابل توجهي هستيد و مي خواهيد هميشه به آخرين فناوري ها دسترسي داشته باشيد
شما آماده راه اندازي، سرهم بندي و بهينه سازي دستگاه خود هستيد. ترجيح مي دهيد زمان خود را بر روي طراحي و تكميل مدل هاي خود متمركز كنيد.
شما فضا و زمان لازم را براي نصب و راه اندازي چاپگر در اختيار داريد. مي خواهيد قبل از تصميم گيري در مورد خريد چاپگر ابتدا تست كنيد و ياد بگيريد.
چگونه تصميم بگيريم كدام چاپگر سه بعدي را بخريم؟
اگر تصميم گرفته ايد كه خريد چاپگر سه بعدي خود ايده خوبي است، ممكن است از طيف وسيعي از گزينه هاي موجود غافل شويد. براي كمك به مردم در درك بازار پرينترهاي سه بعدي، ما با كل پايگاه مشتريان خود و شبكه جهاني ارائه دهندگان خدمات چاپ سه بعدي خود تماس گرفتيم تا در مورد پرينترهاي سه بعدي آنها و تجربيات آنها در استفاده از آنها مطلع شويم.
با بررسي بيش از 10000 دارنده چاپگرهاي سه بعدي، كه حدود 1.48 ميليون چاپ را روي بيش از 650 مدل چاپگر سه بعدي مختلف انجام داده اند، تحقيق ما جامع ترين راهنماي چاپگر سه بعدي موجود است.