مزایا و معایب چاب سه بعدی
- علمی و تحقیقاتی
مجتبی دهبان- 0
- 4 دقیقه خوانده شده
مزایای چاپ سهبعدی :
- چاپ سهبعدی انعطافپذیر :
تقریباً تمام چاپها ، سازههایی هستند که میتوانند تا کوچکترین جزئیات سفارشیسازی کرد . چاپ سهبعدی این امکان را فراهم میآورد که پروژههای پیچیدهتری بدون توجه به محدودیتهای طراحی که در فرآیندهای تولید سنتی وجود دارد ، طراحی و چاپ شوند .
- تولید سریع قطعات :
چاپگرهای سهبعدی میتوانند قطعات را در عرض چند ساعت تولید کنند . این سرعت بالا به معنای این است که میتوان نمونههای اولیه ، مدلها یا حتی قطعات نهایی را بسیار سریعتر از روشهای تولید سنتی ساخت . به عنوان مثال ، در مقایسه با فرآیندهای سنتی که ممکن است برای تولید یک نمونه اولیه نیاز به چندین هفته یا حتی ماهها زمان داشته باشند ، چاپ سهبعدی میتواند این زمان را به چند ساعت کاهش دهد .
- پایان سریع مراحل بعدی :
سرعت تولید بالای چاپ سهبعدی به این معنی است که مراحل بعدی طراحی و تولید ، سریعتر به پایان میرسند . اگر نیاز به تغییرات یا اصلاحاتی در طراحی باشد ، این تغییرات میتوانند به سرعت اعمال شده و مدلهای جدید چاپ شوند . این امر به طراحان و مهندسان این امکان را میدهد که به سرعت به بازخوردها و نیازهای جدید پاسخ دهند.
- کاربردهای سفارشی در پزشکی :
چاپ سهبعدی به متخصصان پزشکی این امکان را میدهد تا قطعات سفارشی برای مراحل پزشکی ایجاد کنند، مانند ایمپلنتهای سفارشی برای دندانها ، لگن ، ستون فقرات و زانوها . اخیراً یک ایمپلنت جمجمه با استفاده از قطعات چاپ سهبعدی ساخته شد . کاربردهای دیگر شامل پروتزهای سفارشی قوی و بادوام ، سمعکهای سفارشی و ابزارهای جراحی مخصوص هر عمل است . در دوران پاندمی (دوران کووید 19 ) ، تقاضا برای سوابها بسیار زیاد بود و برای کاهش کمبود ، سوابها را با چاپ سهبعدی تولید کردند . تحقیقات در زمینه چاپ سهبعدی پزشکی ، در حال توسعه بافتهای حاوی رگهای خونی ، داروها ، دریچههای قلب و اندامها است . مواد زیستسازگار برای این پیشرفتهای پزشکی ضروری هستند.
چاپ سهبعدی روشی کارآمد برای تولید محصولات است . این یک فرآیند یک مرحلهای است که مراحل متعدد تولید افزایشی ، روشهای تنظیم و مصرف انرژی را حذف میکند . قطعات ماشینکاری CNC چندین برابر گرانتر از قطعات چاپ سهبعدی هستند . در چاپ سه بعدی مقدار مواد کمی هدر میرود و فرآیند میتواند به طور خودکار برای تولید چندین قطعه به طور مداوم تنظیم شود . علاوه بر حذف هزینههای موجودی ، هزینههای ذخیرهسازی و حمل و نقل نیز حذف میشود . شرکتهای محلی چاپ سهبعدی خدمات قراردادی ارائه میدهند که به شرکتها کمک میکند تا از نیاز به خرید سرمایه و توسعه فرآیندها و اپراتورها صرفنظر کنند .
- هزینه پایینتر نسبت به نمونهسازی مبتنی بر ماشین:
در روشهای سنتی تولید ، مانند ماشینکاری (تراشکاری، فرزکاری و غیره) ، نیاز به طراحی و ساخت ابزارها و قالبهای پیچیده وجود دارد که این میتواند هزینهبر و زمانبر باشد. علاوه بر این ، هر بار که طراحی تغییر کند ، ممکن است نیاز به ساخت ابزارها یا قالبهای جدید باشد . در مقابل ، چاپ سهبعدی از چنین ابزارهایی بینیاز است و تنها نیاز آن به فایل دیجیتال طراحی است . بنابراین ، هزینهها و زمانهای مربوط به تولید ابزارهای جدید کاهش مییابد و تولید نمونهها یا قطعات به طور کلی ارزانتر و سریعتر انجام میشود .
- چاپ سهبعدی از منابع کمتری استفاده میکند :
یکی دیگر از مزایای چاپ سهبعدی در صورت نیاز ، این است که برخلاف فرآیندهای تولید سنتی ، نیازی به ذخیرهسازی موجودیهای بزرگ ندارد . این امر باعث صرفهجویی در فضا و هزینهها میشود ، زیرا فقط زمانی که نیاز باشد ، میتوانید به صورت عمده چاپ کنید . علاوه بر این، تمام فایلهای طراحی سهبعدی در یک کتابخانه مجازی ذخیره میشوند ، زیرا چاپ با استفاده از مدل سهبعدی به صورت فایل CAD یا STL انجام میشود . با یک کتابخانه منظم ، هر مدل به راحتی قابل یافتن و چاپ است . تغییرات در پروژهها نیز با ویرایش فایلهای جداگانه به صورت بسیار مقرونبهصرفه امکانپذیر است، بدون اینکه مواد منسوخ شده هدر برود یا نیاز به سرمایهگذاری در ابزارهای جدید باشد.
- مواد سبک :
بیشتر مواد مورد استفاده در چاپ سهبعدی ، ترکیبات پلاستیکی سبک و مواد مهندسی هستند . این ویژگی یکی از نقاط قوت بزرگ در صنعت هوافضا است : مواد میتوانند به گونهای سفارشیسازی شوند که ویژگیهای عملکردی خاصی به علاوه سبکی ، مانند مقاومت شیمیایی ، مقاومت در برابر حرارت ، الاستیسیته یا استحکام را بهبود دهد .
- چاپ سهبعدی به محیطزیست آسیب نمیزند :
چاپ سهبعدی فناوری کمپسماندی است . چرا که تنها ، مواد مورد نیاز برای تولید قطعات ، مواد اولیه ساخت مانند فیلامنتها یا رزینها و هرگونه ساپورت لازم است . در مقایسه با روشهای دیگر که بخشهای زیادی از مواد غیرقابل بازیافت را حذف میکنند ، در چاپ سهبعدی ضایعات بسیار کم یا هیچ ضایعاتی تولید نمیشود . بنابراین ، فرآیند چاپ سهبعدی منابع را صرفهجویی کرده و هزینه مواد استفاده شده را کاهش میدهد .
- چاپ سهبعدی بهراحتی در دسترس است :
چاپگرهای سهبعدی به عنوان یک روش تولیدی ، به واسطه ی طیف وسیعی از تولیدکنندگان ، در دسترس قرار گرفتهاند، زیرا شرکتهای محلی بیشتری خدمات برونسپاری را ارائه میدهند . این امر باعث صرفهجویی در زمان و کاهش هزینههای حملونقل میشود .
دنیای تولید ، بوسیله چاپ سهبعدی دگرگون شده است ، فناوری که وعده میدهد پروتوتایپسازی و تولید در مقیاس کوچک را سادهتر کند . اما با وجود مزایای قابل توجه این فناوری، معایبی نیز وجود دارد .
معایب چاپ سهبعدی :
- استفاده محدودی از مواد :
چاپ سهبعدی امکان ساخت اشیاء از انواع مختلف پلاستیکها ، رزینها و فلزات را فراهم میکند ، تعداد این مواد به طور مداوم در حال افزایش است ، مانند ایدههای خاصی مثل شکلات . با این حال ، انتخاب مواد خام نامحدود نیست . این به این دلیل است که همه فلزات و پلاستیکها به اندازهای که برای چاپ سهبعدی لازم است ، مقاومت دمایی ندارند . علاوه بر این ، بسیاری از این مواد قابل بازیافت نیستند و تنها برخی از آنها برای استفاده در صنایع غذایی ایمن هستند ) .هرچند وجود این مواد خود نیز به عنوان یک زمینه دیگر برای توسعه به شمار میآید.
- مشکلات کیفیت و دقت :
فناوری لایهای چاپ سهبعدی میتواند نواقصی را در ساختار نهایی ایجاد کند ، که میتواند بر استحکام مکانیکی تأثیر بگذارد و به مشکلاتی در پرداخت سطح منجر شود . بنابراین دستیابی به کیفیت مطلوب میتواند چالشبرانگیز باشد ، به ویژه در مقایسه با روشهایی مانند قالبگیری تزریقی یا ماشینکاری CNC .
- نیاز به پسپردازش
بسیاری از افراد تعجب میکنند که آیا مدل چاپ شده سهبعدی آماده استفاده است یا نیاز به اقدامات اضافی دارد . قطعات بزرگتر بهطور قطع نیاز به پردازش پس از تولید دارند و همچنین بسیاری از قطعات چاپ شده سهبعدی نیز باید تمیز شوند تا سوپرت ها از طراحی حذف شده و سطح آن صاف شود . روشهای پایاندادن شامل شستشو با آب ، سندبلاست ، غوطهوری شیمیایی ، خشک کردن با هوا یا حرارت ، مونتاژ و غیره است . پردازش پس از تولید به عواملی مانند اندازه قطعه، کاربرد برنامهریزی شده و نوع فناوری چاپ سهبعدی مورد استفاده برای تولید بستگی دارد. برای مدلهای کوچک ایجاد شده در چاپگرهای خانگی نیازی به پردازش نیست ، هرچند ممکن است کسانی که به زیباییشناسی اهمیت میدهند ، برخی از پردازشهای مجدد را مورد توجه قرار دهند.
- سرعت و کارایی تولید :
برای پروژههای در مقیاس بزرگ تر ، زمان یک چالش اساسی در چاپ سهبعدی است . نرخ تولید اغلب کندتر از روشهای تولید سنتی است ، به ویژه برای اشیاء بزرگتر.
- محدودیت ابعاد چاپگرهای سهبعدی :
متأسفانه چاپگرهای سهبعدی تجاری دارای محفظههای چاپ نسبتاً کوچکی هستند که اندازه قطعاتی که میتوان چاپ کرد را محدود میکند . قطعات بزرگتر باید به صورت بخشهای جداگانه چاپ شده و پس از تولید مونتاژ شوند .
- مدلهای چاپگر سهبعدی که بهدرستی تولید نشدهاند ، ممکن است به سادگی از به آسانی از هم جدا شوند :
این مشکل میتواند در هر مرحله از تولید اتفاق بیفتد و محدود به مدلهای نهایی نیست . در چاپ سهبعدی ، قطعات لایه به لایه ساخته میشوند و اگرچه لایهها به یکدیگر چسبیدهاند ، اما ممکن است تحت فشار و عوامل محیطی مختلف از هم جدا شوند . این مشکل به ویژه برای تولید قطعات با استفاده از فناوری FDM مربوط است ، جایی که فیبرهای ترموپلاستیک با استفاده از اکستروژن ذوبشده به صورت الگوی خاصی قرار داده میشوند. قطعات ساخته شده با استفاده از فرآیندهای کمتر رایج پلیجت و مولتیجت نیز ممکن است شکنندهتر باشند . در برخی موارد ، قالبگیری تزریقی گزینه بهتری است زیرا قطعات یکنواختی تولید میکند که از هم جدا نمیشوند و نمیشکنند .
