قلم‌ سه‌بعدی چیست ، چگونه استفاده می‌شوند و کدام‌ها بهترین هستند؟

قلم سه‌بعدی یک ابزار شناخته شده در جهان است و توجه افراد از زمینه‌های حرفه‌ای و گروه‌های سنی مختلف را به خود جلب کرده است و بسیاری نیز تلاش کرده‌اند تا توانایی‌های این ابزار ، کاربردهای آن در بخش‌های مختلف و نحوه استفاده از آن را بررسی کنند .

اولین کاربران قلم سه‌بعدی، که از طریق وب‌سایت‌ها تجربیات ، ایده‌ها و پیشنهادات خود را به اشتراک گذاشته‌اند ، اشیاء متنوعی را ایجاد کرده‌اند ، به عنوان چند مثال : مدل‌های معماری ، لامپ‌ها ، تزئینات و ……

در این مقاله ، قصد داریم به بررسی قلم‌های سه‌بعدی بپردازیم ، فناوری‌ای که به خانه‌ ی خلاقیت و هنر وارد شده و در واقع تلفیقی از هنر و خلاقیت و علم است.

قلم سه بعدی چیست؟

قلم‌های سه‌بعدی قلم‌های مشابه با قلم‌های خودنویس هستند ، اما به جای جوهر سنتی ، از فیلامنت استفاده می‌کنند . این فیلامنت نقش اساسی در ایجاد آثار سه‌بعدی ایفا می‌کند . در واقع ، قلم‌های سه‌بعدی همان مفهوم ” اکستروژن ” را دارند که در پرینترهای سه‌بعدی معمولی مشاهده می‌شود ، اما نیازی به ایجاد فایل یا تنظیمات خاصی نیست . برعکس ، قلم‌های سه‌بعدی به خلاقیت ما آزادی می‌دهند ، زیرا محورهای XYZ کارهای ما ، دست‌های ما هستند . بنابرین قلم سه‌بعدی تنها نیاز به مهارت‌های دستی خوب دارد . به این ترتیب ، اشیاء ساخته شده با قلم سه‌بعدی ، هرچند که ممکن است دقت کمتری از پرینتر سه بعدی داشته باشد ، اما قطعاً از نظر هنری و شخصی‌سازی جذاب‌تر است .

قلم سه‌بعدی شباهت زیادی به تفنگ چسب حرارتی دارد و نوار نازکی از پلاستیک (مشابه خطی از قلم) را در فضا آزاد می‌کند که در زمان بسیار کوتاهی به حالت جامد در می‌آید . این قلم می‌تواند با PLA (اسید پلی‌لاکتیک) یا ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) که دو ماده پلاستیکی با ویژگی‌های متفاوت هستند ، استفاده شود . با ABS می‌توان در هوا  نوشت ، که این قابلیت با PLA ممکن نیست . از سوی دیگر ، PLA  بهتر شکل می‌گیرد و برای ساخت قطعات مختلف صاف و سپس مونتاژ آن‌ها در فضا راحت‌تر است.

طی پروژه تحقیقاتی برخی از معلمان دبیرستان از مقطع ابتدایی تا دبیرستان متوسطه که قبلاً استفاده از قلم سه‌بعدی را در کلاس‌های مختلف و در مواد درسی مختلف پیشنهاد داده بودند ؛ در نهایت موفق شدند تا آن را به مرحله اجرا درآورده‌اند و دانشجویان را در ایجاد انواع مختلفی از آثار مشارکت دهند . برای مثال  :

• در زمینه مکانیک و مهندسی عمران ، مدل‌های کوچک نمایانگر پل‌ها یا ساختارهای خاص تولید شده‌اند .
• در هنر، پرتره‌ها، مجسمه‌ها، جواهرات و برجسته‌کاری‌ها ساخته شده‌اند .
• در شیمی ، بازآفرینی سه‌بعدی ساختار مولکول‌ها، اتم‌ها و اوربیتال‌های مربوطه به طرز جالبی امکان‌پذیر شده است تا شکل آن‌ها را راحت‌تر مطالعه کرد .
• برای تحلیل آماری ، امکان ایجاد نمودارهایی با بیش از دو محور فراهم شده که به‌طور قابل توجهی درک داده‌ها را تسهیل و آن‌ها را ملموس‌تر و قابل‌لمس‌تر می‌کند .
• در زمینه نجوم ، یک استاد سیستم سیاره‌ها و خورشید ، با ویژگی‌ها و تناسبات صحیح آن‌ها را بازآفرینی کرده است.

ایده‌ای که پشت این پروژه است ، انجام ریاضیات ساختاری است که با استفاده از این قلم ویژه ، دانش‌آموزان آزادند در فضا ، طراحی و ساخت انجام دهند ، بدون اینکه مجبور به طراحی در مقیاس بر روی کاغذ باشند .

چگونه قلم‌های سه‌بعدی کار می‌کنند؟

قبل از توضیح نحوه کار قلم‌های سه‌بعدی، بیایید اجزای آن‌ها را فهرست کنیم:

• اکستروودر :که می‌تواند به دماهای مختلفی بسته به قلم سه‌بعدی خریداری شده برسد.
• موتور :که برای کشیدن یا جمع کردن فیلامنت استفاده می‌شود
• تنظیم‌کننده سرعت اکستروژن
• دکمه‌های کنترل موتور یا دما

عملکرد قلم‌های سه‌بعدی بسیار ساده و در دسترس هر نوع کاربر، از کودکان تا بزرگسالان و حتی هنرمندان حرفه‌ای است .

قلم‌های سه‌بعدی مناسب برای کودکان

قلم سه بعدی MYNT3D Junior 2

شرکت آمریکایی MYNT3D دامنه وسیعی از محصولات را ارائه می‌دهد ، از قلم‌های سه‌بعدی تا مواد، لوازم جانبی و قطعات یدکی. در میان پیشنهادات متنوع این شرکت ، گزینه‌ای ویژه برای کودکان نیز وجود دارد . به نام  Junior 2، این قلم با طراحی ارگونومیک و نازل دمای پایین که از سوختگی‌های احتمالی جلوگیری می‌کند ، به‌طور خاص برای کودکان توسعه یافته است . قلم سه‌بعدی با فیلامنت‌های استاندارد 1.75 میلی‌متری PCL سازگار است .

قلم سه بعدی Filapen :

فیلاپن یک استارتاپ جوان آلمانی از شهر کییل است که به تولید قلم‌های سه‌بعدی با کیفیت بالا تخصص دارد. قلم فیلاپن نه تنها برای علاقه‌مندان مناسب است ، بلکه می‌تواند بدون هیچ نگرانی توسط کودکان نیز استفاده شود ، زیرا تکنولوژی دمای پایین به فیلامنت PCL اجازه می‌دهد تا در دماهای پایین نیز ذوب شود . فیلامنت PCL یک محصول طبیعی است که قابل تجزیه زیستی است و هنگام استفاده هیچ بوی مضری تولید نمی‌کند . با استفاده از فیلاپن ، کاربران می‌توانند خلاقیت خود را آزادانه به کار ببرند و طراحی‌های کاملاً فردی را به واقعیت تبدیل کنند .

قلم سه بعدی 3DoodlerStart

3DoodlerStart ، همان‌طور که نامش نشان می‌دهد ، برای هر کسی که تازه وارد دنیای چاپ سه‌بعدی است – در اینجا ، قلم‌های سه‌بعدی – ایده‌آل است . ویژگی ویژه آن فیلامنتی است که استفاده می‌کند ، به نام “Ego Plastic”. این فیلامنت زیست‌تجزیه‌پذیر است و به دمای ذوب بسیار پایین‌تری نسبت به فیلامنت‌های سنتی مانند PLA یا ABS نیاز دارد . کاربر می‌تواند با خیال راحت به فیلامنت دست بزند، که این موضوع برای استفاده توسط کودکان بسیار مفید است .

قلم‌های سه‌بعدی برای علاقه‌مندان :

قلم سه بعدی XYZ Printing da Vinci 3D Pen :

قلم 3D دا وینچی یک دستگاه سبک و قابل حمل است که به کاربران این امکان را می‌دهد که به صورت سه‌بعدی طراحی کنند و چاپ‌های PLA سه‌بعدی موجود را تعمیر کنند . این قلم از فیلامنت PLA زیست‌کمپوست‌پذیر استفاده می‌کند که چاپی ایمن و سازگار با محیط زیست را تضمین می‌کند.  با دمای نازل 190 درجه سانتی‌گراد و قطر 0.8 میلی‌متر ، این قلم خروجی دقیقی را برای طراحی‌های دقیق فراهم می‌آورد و برای مهندسان جوان و علاقه‌مندانی که می‌خواهند خلاقیت به خرج دهند یا تعمیرات کوچکی انجام دهند ، ایده‌آل است . ویژگی خاص این قلم ، توانایی آن در تعمیر و اتصال چاپ‌های سه‌بعدی PLA موجود است که آن را به ابزاری کاربردی برای اصلاحات و تعمیرات تبدیل می‌کند . با استفاده از فیلامنت PLA که زیست‌کمپوست‌پذیر و بدون DEHP است ، ایمنی در اولویت قرار دارد و تجربه چاپی سازگار با محیط زیست و غیرسمی تضمین می‌شود . این قلم از فیلامنت با قطر 1.75 میلی‌متر پشتیبانی می‌کند که به راحتی در دسترس است و فرآیند چاپ را ساده می‌کند .

نمونه های دیگر که به صورت موردی میتوان اشاره کرد :

• Scrib3D Advanced
• SkyWriter V3
• 3Doodler Create+
• Polaroid Play+
• Virtual Foundry 3D Printing Pen
• SUNLU SL-300

نمونه موجود آن در ایران:

قلم طراحی سه بعدی مای ریول مدل RP300B :

این قلم طراحی سه بعدی با عملکردهای کنترل روان، هنر و خلاقیت را زنده می‌کند. دارای کنترل سرعت ساده است که از عملکرد بهتر موتور پیشرفته استفاده می‌کند. ایجاد شاهکارهای رنگارنگ و خوش فرم با این قلم سه بعدی بی‌سیم برای علاقمندان، هنرمندان و افراد خلاق عالی است.

چند نمونه های دیگر در ایران  :

• قلم طراحی سه بعدی مدل RP800A
• قلم طراحی سه بعدی مدل D pen-23
• قلم طراحی سه بعدی مدل ZD-PEN
• قلم طراحی سه بعدی مدل dpen-p113
• قلم طراحی سه بعدی سان‌لو مدل SL-300A
• قلم طراحی سه بعدی مدل 3dpen-Dolphin

قلم D Pro MYNT3D3

قلم D Pro3 ارائه‌شده توسط MYNT3D از نظر سرعت و دما قابل تنظیم است. این امکان را به کاربر می‌دهد تا سرعت خروج فیلامنت را در حین استفاده تعیین کند. علاوه بر این ، دما از طریق یک نمایشگر OLED بزرگ قابل کنترل و به درجه دقیق تنظیم می‌شود ، با دامنه‌ای از 130 تا 230 درجه سانتی‌گراد. قلم 3D  با فیلامنت PLA در سه رنگ مختلف و یک منبع تغذیه عرضه می‌شود.

نمونه های هنری دیگر :

• 3D&Print Printing Pen Pro
• 3Doodler Pro+

نتیجه‌گیری

در پایان این مقاله،  به پتانسیل بالای قلم‌های 3D اشاره کردیم که توجه بسیاری از افراد ، چه کسانی که با چاپ سه‌بعدی آشنا هستند و چه کسانی که نیستند ، را جلب کرده است.