پرینتر سه‌بعدی در یک نگاه

پرینتر سه‌بعدی عنوان وسیله‌ای است که فایل‌های سه‌بعدی با فرمت STL را دریافت کرده و به صورت لایه لایه، اقدام به ساخت قطعات متناسب با فایل سه‌بعدی آن می‌کند. این دستگاه با وجود نو‌ظهور بودن در بسیاری از صنایع و مشاغل به کار گرفته شده‌است. ابداع این تکنولوژی به دهه هشتاد میلادی (1983) باز می‌گردد. ناگفته نماند که نمونه‌های کنونی در مقایسه با نوع اولیه تغییرات چشمگیر و مثبتی داشته و بسیاری از معایب آن برطرف شده‌است. در زیر به برخی از کاربردهای آن به صورت تیتروار اشاره می‌کنیم:

               خودروسازی؛ ساخت قطعات مختلف

               هنر؛ برای ساخت مجسمه و یا طرح‌های هنرهای تجسمی

               رباتیک؛ ساخت ربات‌های باکیفیت تر و کاربردهای مختلف

               جواهرسازی؛ برای ساخت طرح اولیه انواع جواهرات و زیورآلات

               پزشکی و دندان پزشکی؛ ساخت دندان، ارتودنسی و …

               ساخت وسایل و تجهیزات مختلف از قبیل کفش، عینک، مواد غذایی و …

               معماری و شهرسازی و ساختمان سازی؛ برای ساخت ماکت و بخش‌های مختلف یک ساختمان واقعی

عوامل تاثیرگذار در قیمت پرینت سه‌بعدی

البته کاربردهای پرینتر سه‌بعدی موضوعی فراتر از موارد فوق است و در بسیاری از مشاغل به آن احساس نیاز می‌شود. به همین دلیل مراکز مختلفی با هدف ارائه این گونه خدمات به متقاضیان شکل گرفته و ایفای نقش می‌کنند. قیمت پرینت سه‌بعدی یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های متقاضیان است که تحت تاثیر پارامترهای مختلفی تعیین می‌شود. نوع پرینتر و تکنولوژی به کار گرفته شده در آن، نوع، مقدار و کیفیت مواد اولیه، پیچیدگی یا سادگی شکل مورد نظر و اندازه آن، دقت مورد نیاز، زمان لازم برای طراحی و میزان تخصص اپراتور از جمله پارامترهای تاثیرگذار در قیمت پرینت سه‌بعدی به شمار می‌روند. علاوه ‌بر این قیمت مذکور در صورت تمایل به دریافت خدمات اضافی و جانبی افزایش می‌یابد. بنابراین ابتدا طرح توسط اپراتور بررسی شده و پس از مشخص شدن سلیقه مشتری و اعمال موارد فوق هزینه نهایی تعیین می‌شود.

پیچیدگی یا سادگی طرح مورد نظر و اندازه آن

طبیعتاً اندازه طرح و شکل آن می‌تواند قیمت پرینت سه‌بعدی را تغییر دهد. قیمت تمام شده نمونه‌های ساده و کوچک با نمونه‌های پیچیده و بزرگ یکسان نیست. نمونه‌های بزرگ نیازمند وقت و مواد اولیه بیشتری بوده و هزینه را افزایش می‌دهد. در برخی موارد نیز اندازه طرح بیش از اندازه صفحه کار بوده و باید نمونه‌سازی در چندین مرحله انجام و قطعات حاصل پس از پایان کار به هم متصل شوند. این موضوع می‌تواند هزینه‌ها را بیش از پیش افزایش دهد.

ساپورت یا پشتیبان‌گذاری برای طرح

برای طرح‌هایی که با صفحه زاویه بیش از 45 درجه دارند، روند کار چاپ ساده است. اما در مواردی که این زاویه کمتر از 45 درجه باشد، لایه‌ها برای نگهداشتن نیاز به یک پشتیبان یا ساپورت دارند. در چنین شرایطی علاوه بر صرف زمان بیشتر، کیفیت کار نیز کاهش یافته و نیازمند خدمات فینیشینگ بیشتری می‌باشد که قیمت تمام شده را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال می‌توان به زبری‌های به جا مانده حاصل از جدا کردن ساپورت از روی طرح اشاره کرد.

البته برخی دستگاه‌های پرینت سه‌بعدی FDM، دارای دو نازل بوده و در کنار چاپ، ساپورت‌گذاری را با استفاده از مواد حلال در آب PVA انجام می‌دهد. به این ترتیب بعد از اتمام کار طرح را شستشو داده و ساپورت به سادگی حل و جدا می‌شود.

نوع پرینتر و تکنولوژی به کار گرفته شده در آن

اگرچه رایج ترین، محبوب ترین و پرکاربرد ترین نوع پرینتر سه‌بعدی، FDM است؛ اما بر اساس فن آوری مورد استفاده، نمونه‌های بیشتری از آن به بازار عرضه شده‌است که شامل SLA ، DLP ، SLS و SLM می باشد. در پرینترهای FDM مواد اولیه یا رشته‌های فیلامنت درون نازل قرار گرفته و پس از ذوب روی صفحه کار قرار می گیرد. هر یک از این محصولات از لحاظ دقت، نحوه عملکرد و نوع چاپ با دیگری متفاوت بوده و نمونه ها را با قیمت متفاوتی پدید می آورند.

مواد اولیه

مواد اولیه مورد استفاده در پرینترهای FDM  اغلب از نوع فیلامنت است که انواع مختلفی دارند. PLA، Nylon ، ABS و PET از جمله این موارد به شمار می روند که کیفیت، مارک و قیمت‌های متفاوتی دارند. اما رایج ترین آنها همان PLA  است که رنگ‌های مختلف آن در بازار موجود است. استفاده از هر یک از مواد فوق در گرو هدف متقاضی از چاپ نظر و مشخصات طرح مورد نظر، کیفیت بصری و میزان مقاومت نمونه است.

زمان صرف شده برای چاپ

قیمت تمام شده در شرایطی که زمان چاپ بیشتر باشد، افزایش می یابد. پارامترهای مختلفی می تواند زمان و قیمت کار را افزایش دهد. به عنوان مثال بیشتر بودن ضخامت قطعه و تراکم داخلی، فرآیند چاپ را طولانی تر می‌کند. علاوه بر این پایین بودن سرعت دستگاه، کم بودن قطر نازل و همچنین گسسته بودن طرح نیز به زمان کار می افزاید.

دقت مورد نیاز

دقت و روزلوشن پرینترهای FDM  از 40 الی 300 میکرون متغیر است. موارد بین 40 الی 150 میکرون برای طرح‌های ظریف و بیش تر از آن برای سایر موارد استفاده می‌شود. افزایش دقت زمان طراحی را افزایش داده و بالطبع قیمت آن نیز بیشتر می‌شود.

خدمات جانبی

در برخی موارد پرینت یک طرح به سادگی انجام نشده و بعد از اتمام کار نیازمند خدمات جانبی است. نوع خدمات جانبی نیز می تواند قیمت پرینت سه‌بعدی را تغییر دهد. به عنوان مثال می توان به اتصال قطعاتی که جداگانه چاپ شده اند اشاره کرد. علاوه بر این سطح برخی طرح ها زبر بوده و نیازمند صیقلی کردن و یا پولیش می باشد. رنگ آمیزی نیز نوع دیگری از خدمات جانبی است که برای برخی طرح ها ضرورت پیدا می‌کند.