پنج صنعت پر کاربرد فناوری چاپ سه بعدی کدامند؟

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از trumpf، فناوری چاپ سه بعدی از زمان ظهور خود در دهه ۱۹۸۰، به سرعت در حوزه‌های مختلف صنعتی، پزشکی، هنری و حتی در زندگی روزمره گسترش یافته است. 

این فناوری نه تنها فرآیند‌های تولید را بهینه کرده، بلکه امکان سفارشی سازی محصولات را به راحتی فراهم می‌آورد. به عنوان مثال، در صنعت پزشکی، چاپ سه بعدی می‌تواند به تولید پروتز‌ها و ایمپلنت‌های سفارشی برای بیماران بپردازد، در حالی که در صنایع خودروسازی و هوافضا، به کاهش وزن و بهبود کارایی قطعات کمک می‌کند.

با پیشرفت‌های چشمگیر در نرم افزار‌های طراحی و تکنیک‌های چاپ، پیش بینی می‌شود فناوری چاپ سه بعدی در آینده نزدیک نقش مهم تری در روند تولید و نوآوری ایفا کند. این فناوری، با قابلیت‌های منحصر به فرد خود، زمینه ساز تحولات زیادی در صنایع مختلف و بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها خواهد بود.

در این گزارش به پنج صنعتی که بیشترین استفاده و کاربرد فناوری چاپ سه بعدی را دارند می‌پردازیم:

هوا فضا 

هوافضا اولین صنعتی بود که چاپ سه بعدی را پذیرفت و اکنون آن را بخشی از استاندارد ملزومات خود می‌داند. دلایل این امر واضح است، برخلاف خودروها، هواپیما‌ها تقریبا همیشه مورد استفاده قرار می‌گیرند و زمان بسیار کمی را در وضعیت پارک می‌گذرانند. این بدان معناست که قیمت هر یک از اجزا به طور جداگانه، چندان مهم نیست بلکه عامل تعیین کننده، میزان عملکرد مطلوب است و در این مورد، طراحی سبک وزن، مهمترین نکته است.

کاهش یک کیلوگرمی وزن یک قطعه هواپیما با اصلاح طراحی آن، می‌تواند به صرفه جویی مستقیم صد‌ها هزار یورویی در هزینه نفت سفید در طول عمر هواپیما منجر شود.

آنچه صنعت به آن نیاز دارد بالاترین استاندارد‌های کیفی ممکن در قطعاتی است که معمولا بسیار کوچک هستند - و این امر همجوشی فلزی لیزری «LMF» را به انتخاب ایده آل تبدیل می‌کند که محبوب‌ترین قطعات پرینت سه بعدی در صنعت اجزای توربین هستند.

تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی 

این بخش‌ها نیز نقش پیشگامی را ایفا می‌کنند و ثابت شده است که چاپ سه بعدی برای مواردی مانند پروتز و قالب‌های دندانی و سایر ایمپلنت‌ها محبوبیت خاصی دارد. در عمل، شما به هر دو بخش محصولات آماده و سفارشی نیاز دارید، زیرا هر پروتز لگن و دندان در هر بیمار متفاوت است. 

کاشت ایمپلنت‌های سفارشی راحت‌تر است و می‌تواند به بهبود سریعتر بیماران کمک کند. یکی از پیشرفت‌های احتمالی این است که از روش‌های تصویربرداری برای اندازه گیری زانوی یا فک بیمار استفاده می‌شود و سپس یک طرح CAD از ایمپلنت مورد نیاز مستقیما به چاپگر سه بعدی ارسال می‌شود و سپس بلافاصله شروع به ساخت آن می‌کند.

مهندسی مکانیک 

یک اتفاق آشنا و در عین حال ناخوشایند برای صنعت ساخت ماشین آلات این است که دستگاه سفارشی مشتری به دلیل عدم وجود چند قطعه کوچک آماده تحویل نیست و در حالی که ماشین تقریبا آماده تحویل است کل فرایند متوقف شده است.

اینجاست که این صنعت به منظور اصلاح چنین وضعیتی و قطع وابستگی به برخی از تامین کنندگان، اقدام به نصب چاپگر‌های سه بعدی در کارخانه‌های خود کرده است.

چاپگر‌های سه بعدی می‌توانند نسخه‌های باکیفیت بالا از قطعاتی مانند تجهیزات نگهدارنده را ارائه دهند. موج اول از شرکت‌ها نیز شروع به چاپ مواد مصرفی خود، مانند ابزار‌های فرز و مته‌ها کرده و استقلال خود را در این زمینه نیز اعلام داشته اند.

هر روز بر تعداد سازندگان ماشین آلاتی که در حال کشف عملکرد‌های جدید از طریق چاپ سه بعدی هستند افزوده می‌شود به عنوان مثال نازل‌هایی که می‌توانند به سادگی با تغییر شکل کانال، به شدت بهبود یابند.

خودروسازی 

LMF به دلیل تمرکز بر کاهش قیمت‌ها و پایبندی به اصول طراحی محافظه کارانه، برای به دست آوردن جایگاهی در صنعت خودرو تلاش کرده است.

تمام اجزای مورد استفاده در این صنعت با روش‌های جا افتاده‌ای مانند ریخته گری و تراشکاری طراحی شده اند و بعید است که این وضعیت تغییر کند.

در این بین LMF فقط برای قطعات قابل مشاهده در بخش‌هایی از خودروی گرانقیمت و برای فیلتر‌ها و جریان بهینه سازی شده ورودی اگزوز استفاده می‌شود.
 
این صنعت همچنین امید زیادی به فرآیند جت بایندر سریع دارد. با از بین بردن نیاز به قالب، این روش به شرکت‌ها کمک می‌کند تا هزینه تولید قطعاتی را کاهش دهند که قبلا ریخته گری و با مقیاس کمتر از ۱۰۰ هزار قطعه تولید شدند.

ابزارسازی 

سازندگان قالب‌های تزریق به تازگی اثرات خنک کننده چاپ سه بعدی را کشف کرده اند و اکنون درج‌های قالب را با طرح‌های کانال جریان، چاپ می‌کنند که قبلا انجام نشده بود.

روش‌های مرسوم مانند حفاری یا فرزکاری همیشه نمی‌توانند به تمام قسمت‌هایی از ابزار که باید آبدیده شوند دسترسی پیدا کنند، اگرچه این امر برای اطمینان از خنک شدن بهینه قطعه قالب گیری تزریقی ضروری است، اما عواقبی دارد، از جمله مشکلات تولید، کاهش کیفیت در طول عمر یک قطعه، و نرخ بالای ضایعات. 

به طور کلی، اثر خنک کنندگی در چاپ سه بعدی قالب‌های تزریق، نقش کلیدی در بهبود کارایی، کیفیت و عمر قالب‌ها دارد. با بهره گیری از این فناوری، تولیدکنندگان می‌توانند به نتایج بهتری در فرآیند تولید دست یابند و محصولات با کیفیت بالاتری ارائه دهند.

چاپ سه بعدی راه را برای طراحی‌های خنک کننده کاملا جدید باز می‌کند که به راحتی می‌تواند نرخ ضایعات را تا ۳۰ درصد کاهش و در عین حال کیفیت کلی را افزایش دهد.