پرینتر های سه بعدی خانگی چیست؟ + کاربرد آنها

پرینتر های سه بعدی خانگی چیست ? ، پرینتر سه بعدی صنعتی و نیمه صنعتی به گونه ای هستند که روز به روز در حال توسعه هستند و قابلیت های جدیدی به آنها افزوده می شود. چاپگر سه بعدی در هر صنفی که فکر کنید قابل استفاده است و در صورتی که به درستی از آن استفاده شود میتواند خیلی از جنبه های زندگی را تغییر دهد، اما در این مقاله می خواهیم به معرفی پرینتر های سه بعدی خانگی و مدل هایی از این محصول که توسط 3dRD ساخت و عرضه می شود بپردازیم. پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

پرینتر سه بعدی چیست؟

پرینتر سه بعدی یک نوع دستگاه تولیدی است که پس از طراحی محصول توسط نرم افزار و بارگذاری فایل دیجیتالی در آن، با استفاده از یک متریال شروع به ساخت قطعه می کند.

روش تولیدی چاپگرهای سه بعدی، روش تولید افزایشی است یعنی برخلاف روش تولید سنتی که قطعه ی اصلی از حذف متریال طی مراحل مختلف به وجود می آید، در این روش پرینتر های 3d بعد از بارگذاری طرح، از همان ابتدا شروع به ساخت محصول به صورت افزایشی و چیدن لایه ها روی یکدیگر می کند.

در واقع پس از طراحی محصول، فایل دیجیتالی باید به فرمت STL تبدیل شود تا برای نرم افزار های اسلایسر(برش دهنده) قابل پردازش و خوانا باشد.

پس از آن اسلایسرها تمامی اجزای قطعه را به لایه های دو بعدی تبدیل می کنند و در آخر دستگاه، تمامی این لایه های دو بعدی را روی هم قرار می دهد تا محصول نهایی مورد نظر ساخته شود.

با توجه به نحوه ی کارکرد پرینتر های 3d، می توان دریافت که وجود این نوع فناوری، انقلابی در زمینه ی روش تولید به وجود آورده است چرا که مزیت های بسیار زیادی به طراحان و تولیدکنندگان عرضه می کند. اولین ویژگی چشمگیر پرینتر های سه بعدی سرعت ساخت آنها می باشد.

این ویژگی سبب صرفه جویی در زمان تولید محصول اولیه می شود و در روند تصمیم گیری نهایی برای تولید انبوه نیز مفید واقع می شود. مزیت بعدی چاپگر های سه بعدی، هزینه ی پایین ساخت محصول توسط آن نسبت به روش های تولید سنتی است.

انواع ویژگی های پرینتر سه بعدی

به علت تک  مرحله ای بودن روش تولید در چاپگر های سه بعدی دیگر تولید محصول نیاز به مراحل مختلف ندارد و در نتیجه هزینه ها کاهش می یابد. همچنین مصرف پرینتر های سه بعدی خانگی پایین است و هزینه ی متریال آن که نسبت به انواع مختلف این نوع دستگاه ها متفاوت است، برای تولید در هر سطحی به صرفه می باشد.

علاوه بر این دو ویژگی مهم، امکان ساخت طرح های پیچیده، مصرف بهینه متریال به خاطر روش تولید افزایشی، بهبود روند توسعه، کاهش ریسک تولیدات انبوه از دیگر مزیت های پرینتر های سه بعدی است.

به دلیل همین ویژگی های منحصر به فرد این فناوری است که رشد گسترده ای داشته و اکثر صنایع دنیا همچون معماری، پزشکی، نظامی، آموزشی و … برای تولید محصولات و پیشبرد پروژه های خود به استفاده از آنها روی آورده اند.

شیوه ی کار پرینتر های سه بعدی خانگی و صنعتی مشابه یکدیگر می باشند اما پرینتر های سه بعدی خانگی از چند حیث تفاوت عمده ای با نوع صنعتی دارند چرا که پرینترهای صنعتی بنا بر چند ویژگی قابلیت چاپ با دقت بالاتری دارند.

این ویژگی ها شامل: کار با دو نازل که یکی حاوی متریال اولیه اصلی و دیگری حاوی متریال انحلال پذیر برای پشتیبانی است، پیچیدگی بیشتر در کالیبراسیون و کنترل دقیق تر روند ساخت و پردازش می باشد. همچنین چاپگر های سه بعدی صنعتی فضای چاپ بیشتری دارند.

پرینتر های سه بعدی خانگی چیست؟

چاپگر های سه بعدی خانگی(رومیزی) مناسب برای کسب و کار های کوچک یا ساخت یک سری از لوازم مورد نیاز در خانه است و همچنین هزینه مصرف برق و متریال آن بسیار پایین تر از چاپگر های سه بعدی صنعتی می باشد. در ادامه به معرفی  دو نوع از پرینتر های سه بعدی می پردازیم.

• پرینتر سه بعدی FDM ( Fused Deposition Modeling) از رایج ترین پرینتر های مورد استفاده برای کسب و کاری های کوچک می باشد.متریال آن فیلامنت نام دارد که به صورت رشته ای ( رول) در دستگاه قرار می گیرد و با ذوب آن، لایه های دو بعدی محصول روی یکدیگر قرار می گیرند. پرینتر های سه بعدی FDM یکی از بهترین نمونه های پرینتر های سه بعدی خانگی هستند که به علت قیمت پایین متریال و استفاده بهینه از مواد حتی در تولید محصولات حجیم طرافداران زیادی دارد.
• پرینتر سه بعدی DLP( Digital Light Processing) با تابش نور و یا لیزر به یک نوع فوتوپلیمر که رزین نامیده می شود سبب خشک شدن مایع آن شده و به این طریق لایه های جسم را روی هم قرار می دهد. این نوع پرینت های 3d در تولید مدل های که ظرافت بالایی دارند کارایی خوبی دارند و برای ساخت مدل های مربوط به جواهر سازی و زیورآلات مطلوب هستند.

 ساخت پرینتر های سه بعدی خانگی

شاید ساخت پرینتر سه بعدی کمی پیچیده به نظر بیاید و فکر کنید که خودتان توانایی ساخت آن را ندارید. البته هر چه دانش لازم برای ساخت پرینتر 3d بیشتر باشد، دستگاه بهتر از آب در می آید و به طبع ساخت یک سری از این نوع فناوری نیازمند تخصص و دانش در حیطه های مختلف است.

به طور کلی برای ساخت یک پرینتر سه بعدی نیاز به یک سری اجزای مورد نیاز برای ساخت بدنه آن دارید که شامل اجزای مکانیکی، قطعه های الکترونیکی، و اجزای مرتبط با بخش اتصالات برقی نیاز می شود.

همچنین علاوه بر این اجزا، نیاز به دانش برنامه نویسی برای کدگذاری دارید و باید نرم افزار هایی که یک پرینتر برای روند لایه لایه کردن نیاز دارد را تهیه کنید. اما لازم نیست که برای استفاده از این لوازم و مهارت ها در هر بخش دانش تخصصی داشته باشید بلکه فقط در حد نیازی که به آنها برای ساخت پرینتر سه بعدی دارید به آنها تسلط پیدا کنید.

در واقع به واسطه ی انجام یک سری پروژه های open source( منبع باز) این امکان به وجود آمده که افراد بتوانند برخی از این نوع مدل ها را خودشان بسازند. در ادامه با لوازم و مهارت های ساخت پرینتر سه بعدی طی چند مرحله آشنا می شویم.

مرحله ی اول: آشنایی با مفاهیم الکترونیک

 آشنایی با برخی از مفاهیم ابتدایی الکترونیک برای کار با آردوینو که برای ساخت پرینتر سه بعدی به آن نیاز دارد.
آشنایی مقدماتی با برنامه نویسی ترجیحا زبان c
آشنایی با روند و مکانیزم های قطعات و اجزای مکانیکی

مرحله ی دوم: انتخاب مدل

انتخاب یک مدل از پروژه های منبع باز که بهترین نوع آنها پرینتر سه بعدی پروسا و هایپرکیوب می باشد.  می توانید کیت ابزار لازم برای ساخت این دو نوع پرینتر سه بعدی را خریداری کنید. حال به ابزار های مورد نیاز برای ساخت پرینتر که باید در مرحله ی دوم آنها را تهیه کنید می پردازیم.

لوله مقطع آلومینیومی
میله ی فولادی با قطر 12 میلی متری
میله فولادی با قطر 8 میلی متر
ورق اکریلیک
میله خطی ریلی SK8UU
میله خطی SK12UU خطی
بلبرینگ پایه 8 میلی متر( KP08)
پیچ T8  هشت میلی متری با مهره
کوپلر موتور استپر 5 میلی متری تا 8 میلی متری
قرقره فلنج دندان برای شافت 5 میلی متری با کمربند زمان Mtr 4
براکت نصب شده Nema 17،
صفحه RAMPS
درایور موتور aper88 a4988
سوئیچ end stop  نوری
منبع تغذیه 12v/20A
قطعه 1.75 میلی متری PLA
اکسترودر Hot end و اکسترودر 0.4  میلی متر
تخت خواب بخاری PCB
NEMA 17  استپر موتور
آلومینیوم خطی حرکت بلبرینگ اسلاید بوش برای CNC  با قطر 8 میلی متر

برای بخش برنامه نویسی پرینتر سه بعدی نیاز به نرم افزار Arduino IDE و سیستم عامل مارلین دارید. همچنین برای نرم افزار های اسلایسر متناسب با پرینتر سه بعدی می توانید یکی از نرم افزار های :
برش 3D
Repetier Host
Slic3r
Ultimaker Cura

 را انتخاب کنید.

قیمت پرینتر های سه بعدی خانگی

به طبع نباید توقع ساخت هر نوع محصولی را از پرینتر های سه بعدی خانگی داشت اما همان طور که گفته شد این نوع پرینتر ها برای خیلی از کسب و کارها مناسب هستند. قیمت و مصرف متریال پرینتر های3d خانگی کاملا برای کسب و کارهای کوچک یا ساخت وسایل مورد نیاز خانه مناسب هستند.

در نتیجه

تولید پرینترهای سه بعدی در ایران رو به افزایش است و نمونه های ایرانی این فناوری با کیفیت مناسبی روانه بازار می شود.3dRD یکی از سازندگان پرینترهای سه بعدی خانگی با بالاترین کیفیت و مناسب ترین قیمت است. تمامی قطعات پرینترهای ساخت 3dRD  توسط خود این شرکت تولید می شود و در دو مدل ارائه شده قابل تهیه می باشد. برای مشاهده و خرید می توانید به بخش خرید پرینتر سه بعدی خانگی مراجعه کنید.