چاپ سه بعدی چیست؟ در واقع، این نوع چاپ به فرایندی گفته میشود که در آن مواد لایهلایه روی هم قرار میگیرند و در سطح مقطع دو بعدی، جسمی سه بعدی میسازند. اگر در حدود یک الی دو دهه پیش به کسی میگفتید علم به حدی پیشرفت میکند که اندامهای بدن مثل گوش را چاپ کند و به بدن انسان پیوند بزند، یا به شما میخندید یا از سر افسوس آه میکشید. اما امروزه به لطف پیشرفت تکنولوژی و امکان چاپ سه بعدی چنین رویایی محقق شده است. در این مقاله با مفهوم پرینت سه بعدی، مراحل چاپ و طرز کار این تکنولوژی بیشتر آشنا خواهیم شد.

مراحل چاپ سه بعدی
چاپ سه بعدی یک فناوری جذاب و در حال توسعه است که به شما امکان میدهد اشیاء سه بعدی را از یک مدل دیجیتال بسازید. این فرآیند شامل چندین مرحله است که در زیر به طور خلاصه شرح داده شده است:
- مدلسازی سه بعدی
اولین مرحله، طراحی مدل سه بعدی شی مورد نظر است. این کار با استفاده از نرمافزارهای طراحی سه بعدی مانند AutoCAD، SolidWorks، Blender یا حتی نرمافزارهای مدلسازی سادهتر انجام میشود. مدل نهایی با فرمت STL یا OBJ ذخیره میشود. این فرمت اطلاعات هندسی مدل را به صورت مجموعهای از مثلثها ذخیره میکند.
- برش مدل
در این مرحله، مدل سه بعدی به لایههای بسیار نازک تقسیم میشود. هر لایه یک برش دو بعدی از مدل است. این برشها توسط نرمافزارهای برش مثل Cura، Prusa Slicer یا Simplify3D انجام میشود. در این گام، پارامترهای چاپ مانند سرعت چاپ، ارتفاع لایه، دمای نازل، سرعت فن خنککننده و نوع پرینت (پر، توپر، یا ترکیبی) تعیین میشود. این پارامترها بر کیفیت و سرعت چاپ تاثیرگذار هستند.
- ارسال فایل به پرینتر
فایل برش خورده به پرینتر سه بعدی ارسال میشود. این کار از طریق کارت حافظه، اتصال USB یا به صورت بیسیم انجام میشود. دقت داشته باشید، قبل از شروع چاپ، باید بستر چاپ را تمیز کرده و فیلامنت موردنظر را در پرینتر قرار دهید.
- چاپ
پرینتر سه بعدی با ذوب کردن فیلامنت پلاستیکی و قرار دادن آن لایه به لایه بر روی بستر چاپ، مدل را میسازد. این فرآیند تا زمانی که تمام لایهها چاپ شوند تکرار شده و در نهایت شی سه بعدی کامل میشود.
تاریخچه چاپ سه بعدی
ینکه چاپ سه بعدی چیست و چگونه به وجود آمده، تاریخچه ای دارد که در ادامه به توضیح آن پرداخته شده است. اولین جرقههای چاپ سه بعدی در دهه 1980 زده شد. هیدئو کودامای، دانشمند ژاپنی، با هدف ساخت سریع و کمهزینه نمونههای اولیه، ایده چاپ سه بعدی را مطرح کرد. چاک هال، مهندس آمریکایی در سال 1986 دستگاهی به نام استریولیتوگرافی اختراع کرد که با استفاده از رزینهای مایع و نور لیزر، امکان تولید قطعات پلاستیکی را فراهم میکرد. این اختراع نقطه عطفی در تاریخ چاپ سه بعدی بود.

با گذشت زمان، چاپ سه بعدی در صنایع مختلف کاربرد پیدا کرد. پزشکان از این فناوری برای ساخت ایمپلنتها و اندامهای مصنوعی استفاده کردند. مهندسان هوافضا و خودروسازی نیز از چاپ سه بعدی برای تولید قطعات پیچیده و سبک وزن بهره بردند. امروزه چاپ سه بعدی به یکی از فناوریهای کلیدی در جهان تبدیل شده است. با پیشرفت این فناوری، امکان ساخت اشیاء پیچیده و شخصیسازی شده با سرعت و دقت بالا فراهم شده است. از تولید محصولات مصرفی گرفته تا ساخت خانهها، چاپ سه بعدی توانسته نفوذ کاملی پیدا کند.
منظور از چاپ سه بعدی چیست؟
چاپ سه بعدی با نام انگلیسی Three- Dimensional Printing یا به اختصار 3DP به فرایندی گفته میشود که در آن مواد لایهلایه روی هم قرار میگیرند و در سطح مقطع دو بعدی، جسمی سه بعدی میسازند. برای چاپ از دستگاه چاپگر استفاده میشود. چاپگرهایی که ما میشناسیم و در خانه یا محل کار از آنها استفاده میکنیم چاپگرهای دو بعدی هستند. این چاپگرها تنها تصاویر یا متونی را روی کاغذ چاپ میکنند که دارای دو بعد (طول و عرض) هستند اما چاپگر سه بعدی علاوه بر دو بعد قبلی بعد سوم یعنی ارتفاع را نیز دارا است. یکی از ابزارهای ضروری برای چاپ سه بعدی کامپیوتر است زیرا طراحی سه بعدی ابتدا توسط نرمافزارهای کامپیوتری انجام میشود و بعد چاپگر آن را چاپ میکند. همین موضوع باعث بالا بودن قیمت چاپ سه بعدی است.
کاربرد چاپ سه بعدی
شاید از خود بپرسید کاربردهای چاپ سه بعدی چیست که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. برای پاسخ به این سوال 10 کاربرد اساسی را در ادامه توضیح خواهیم داد.
صنعت پزشکی
بیشترین کاربرد چاپ سه بعدی در صنعت پزشکی است. این چاپ به پزشکان کمک میکند تا ایمپلنتها و اندامهای مصنوعی را با دقت بسیار بالا و متناسب با آناتومی هر بیمار تولید کنند. در واقع، مدلهای سه بعدی چاپ شده برای مطالعه دقیقتر آناتومی بیماران و برنامهریزی عملهای جراحی استفاده میشود. همچنین، ساخت ابزارهای جراحی سفارشی به کمک چاپ سه بعدی، میتواند دقت و کارایی عملهای جراحی را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
صنعت تولید
چاپ سه بعدی امکان ساخت سریع نمونههای اولیه را فراهم میکند و در نتیجه سرعت توسعه محصولات جدید را افزایش میدهد. با استفاده از این چاپ میتوان قطعات پیچیده و سفارشی را با هزینه کمتر و در زمان کوتاهتری تولید کرد. به علاوه، چاپ سه بعدی امکان تولید انبوه محصولات شخصیسازی شده را فراهم میکند و به این ترتیب به نیازهای خاص مشتریان پاسخ میدهد.
صنعت هوافضا
در صنعت هوافضا جهت تولید قطعات پیچیده و سبک وزن برای هواپیماها و ماهوارهها از چاپ سه بعدی بهره برده شده است. همچنین، ساخت ابزارهای سفارشی دقیق برای تعمیرات در فضا توسط همین چاپ امکان پذیر خواهد بود.
صنعت خودروسازی
در صنعت خودروسازی از چاپ سه بعدی جهت تولید قالبهای پیچیده برای قطعات خودرو با هندسههای نامنظم استفاده میشود. علاوه بر این، در ساخت نمونههای اولیه از قطعات خودرو برای تست و ارزیابی عملکرد از این چاپ بهره برده میشود.
صنعت معماری
ساخت مدلهای دقیق و مقیاسپذیر از ساختمانها و سازهها به کمک چاپ سه بعدی انجام میشود. همچنین، برای تولید قطعات سفارشی برای دکوراسیون داخلی و خارجی ساختمانها از این چاپ استفاده میشود.
صنعت مُد
چاپ سه بعدی چنان پیشرفتی کرده که میتوانید از آن برای ساخت لباسهای هوشمند یا ساخت کفشها و جواهرات سفارشی با طراحیهای منحصر به فرد استفاده کنید.
آموزش
تولید ابزارهای آموزشی بصری و تعاملی یا ساخت مدلهای دقیق از پدیدههای علمی را میتوان به کمک فناوری چاپ سه بعدی انجام داد.
هنر
تولید آثار هنری با طرحهای پیچیده و سه بعدی یا تولید اسباببازیها و بازیهای رومیزی با طرحهای سفارشی را میتوان با فرایند چاپ سه بعدی ایجاد کرد.
صنعت غذا
امکان تولید ظروف یکبار مصرف با طراحیهای خلاقانه به کمک چاپ سه بعدی امکان پذیر است.
باستان شناسی
امروزه بازسازی اشیاء باستانی و ساخت مدلهای سه بعدی از آثار باستانی به کمک فناوری چاپ سه بعدی انجام میشود.
ویژگی تخصصی چاپگرهای سه بعدی
هنگامی که از ساخت جسمی سه بعدی سخن گفته میشود، ممکن است تصوری همچون ریختهگری یا قالبگیری در ذهن فرد شکل بگیرد. اما برخلاف این دو روش که به صورت تک مرحلهای و با فرایند تحکیمی انجام میشوند؛ چاپ سه بعدی فرایندی مرحله به مرحله و در اصطلاح به شیوه تولید افزایشی یا همان ساخت افزایشی انجام میشود. در این روش هزاران لایه بر روی یکدیگر قرار میگیرند تا در نهایت جسم مدنظر ساخته شود. مواد مورد استفاده در چاپگر سه بعدی میتواند پلاستیک، پودر فلز، رزین و حتی سلول زنده انسان باشد.
انواع چاپ سه بعدی
از مهمترین انواع چاپ سه بعدی باید به اکستروژن ماده، گداخت بستر پودر، پاشش چسب، لایهگذاری ورقهای، فتوپلیمریزاسیون مخزنی، پاشش ماده و انرژی نشانی اشاره کنیم.
از قطعات صنعتی تا اسباببازی
در زندگی امروزی ما جایگاه چاپگرهای سه بعدی و قطعاتی که از طریق چاپ سه بعدی ساخته میشوند هر روز اهمیت بیشتری مییابند. امروزه نه تنها در صنایع مختلف از چاپگرهای سه بعدی استفاده میشود بلکه نسخههای رومیزی این چاپگرها نیز این امکان را فراهم کردهاند تا افراد در منزل خود نیز، اشیا مختلف از جمله اسباببازیهای عجیب و غریب را طراحی کنند. اگر به دنبال طراحیهای حرفهای هستید یا قصد دارید با طراحی متخصص در زمینه چاپ گفتوگو نمایید میتوانید با طراحان شرکت سلام گرافیک در ارتباط باشید و از مشاوره تیمی حرفهای بهرهمند شوید.
پرینتر سه بعدی چگونه کار می کند؟
خیلی از افراد دوست دارند بدانند، پرینتر چاپ سه بعدی چیست و چگونه کار میکند؟ در پاسخ باید گفت، پرینترهای سه بعدی با ساخت لایه به لایه یک شیء، آن را از یک مدل دیجیتال به واقعیت تبدیل میکنند. این فرایند مراحلی دارد. ابتدا یک مدل سه بعدی از شیء مورد نظر به کمک نرم افزارهای طراحی سه بعدی یا اسکن سه بعدی ایجاد میشود. سپس، مدل سه بعدی به لایههای نازک افقی برش داده شده که هر لایه یک برش دو بعدی از شیء است. پرینتر سه بعدی با استفاده از یک نازل گرم شده، ماده مذاب (معمولاً پلاستیک) را به صورت لایههای نازک روی یک صفحه میریزد. هر لایه مطابق با برش دو بعدی ایجاد شده در مرحله قبل شکل میگیرد. این روند لایه به لایه تکرار شده تا شیء کامل ساخته شود. نمونه چاپ سه بعدی در سلام گرافیک به آشنایی بیشتر شما در این موضوع منجر خواهد شد.
طراحی برای پرینتر سه بعدی
طراحی برای پرینتر سه بعدی فرآیندی است که در آن یک مدل سه بعدی دیجیتالی به شکلی طراحی میشود که بتوان آن را به صورت فیزیکی با استفاده از یک پرینتر سه بعدی ساخت. این طراحی نیازمند در نظر گرفتن محدودیتهای فنی پرینتر سه بعدی و همچنین ویژگیهای مواد مصرفی آن است. اکنون، سوال اینجا است که روند طراحی برای چاپ سه بعدی چیست؟ باید بگوییم، طراحی برای پرینتر سه بعدی مراحلی دارد. در گام اول، باید ایده تان را به صورت واضح تعریف کنید. سپس، با استفاده از نرمافزارهای مدلسازی سه بعدی ( مانند Tinkercad، Fusion 360، Blender، SolidWorks)، مدل خود را ایجاد کنید. فایل مدل را به فرمت قابل قبول برای پرینتر سه بعدی تبدیل کنید. در مرحله بعد، نرمافزار برش (مانند Cural، Prusa Slicer، Simplify3D) مسیر حرکت نازل پرینتر را محاسبه میکند. اکنون، فایل برش خورده به پرینتر ارسال شده و فرآیند پرینت آغاز میشود.