نحوه کار پرینتر 4 بعدی
در دنیای عجیب و شگفت انگیز تکنولوژی، همیشه یک موضوع جدید قابل توجه وجود دارد. در حال حاضر، چاپ چهار بعدی موضوع داغ بحثها است. در این مقاله ما سعی میکنیم مروری کلی درباره این فناوری، موارد استفاده و مفهوم آن ارائه کنیم.
نحوه کار پرینتر 4 بعدی
فناوری چاپ چهار بعدی چیست؟
پرینت سه بعدی، که با عنوان «تولید افزایشی یا Additive Manufacturing» نیز شناخته میشود، طرحهای دیجیتال را تبدیل به اجسام فیزیکی میکند و این کار را به صورت ساخت لایه به لایه انجام میدهد. پرینت چهار بعدی نیز بر پایه همین تکنولوژی بنا شده است؛ با یک تفاوت بزرگ: این تکنولوژی از مواد خاص و طراحیهایی پیچیده استفاده میکند که طوری برنامه ریزی شدهاند که پرینت سه بعدی شما را وادار به تغییر شکل میکنند. بنابراین، اساسا، پرینت چهار بعدی را میتوان نسخهای جدید و نوسازی شده از پرینت سه بعدی به حساب آورد که در آن از مواد خاصی استفاده میشود تا محصول پس از تولید، تغییر شکل دهد. محرک تغییر میتواند آب، گرما، باد یا دیگر گونههای انرژی شود.
اختراع پرینت چهار بعدی
نمیتوان اختراع پرینت چهار بعدی را دقیقا به یک نفر نسبت داد. پرینت این فن در حال حاضر توسط بسیاری شرکتهای بزرگ صنعتی و مراکز تحقیقاتی در حال توسعه است. مثلا در سال 2017، شرکتها یا آزمایشگاههای تحقیقاتی مانند MIT’s Self Assembly Lab، کارخانه پرینت سه بعدی Stratasys و شرکت نرمافزار سه بعدی Autodesk جزو مهمترینها در امر پرینت چهار بعدی بودند. با این وجود، همانطور که در ادامه خواهید دید، محققان استرالیایی و سنگاپوری در این زمینه به سرعت پیشرفت کردهاند. مشارکت آنها باعث اضافه شدن طیف وسیعی از مواد مناسب برای چاپ چهار بعدی و همچنین کمک به نزدیک کردن این تکنولوژی به بازار شد.
خرید پرینتر چهار بعدی
این تکنولوژی هنوز به شدت در حال توسعه و تحقیق است. اکنون، در برخی آزمایشگاهها و مراکز نمونه سازی از پرینت چهار بعدی استفاده میشود. حتی ممکن است استفاده از این تکنولوژی در هنر چیدمان (اینستالیشن) و نمایشگاههای معماری ببینید. اما به عنوان یک مصرف کننده، شما نمیتوانید وارد یک فروشگاه شوید و یک «پرینتر چهار بعدی» بخرید یا گواهینامهای برای پرینت چهار بعدی دریافت کنید. حتی احتمال دارد شما یک روز در زندگی روزمره خود با پرینت چهار بعدی برخورد کنید، بدون این که آن را تشخیص دهید؛ این حالت در ایمپلنتهای پزشکی یا سیستمهای مکانیکی وجود دارد که شکل و پیکربندی آنها در برخورد با شرایط محیطی تغییر میکند.
تکنولوژی پرینت چهار بعدی
تصور کنید جعبهای دارید که از طریق پرینت سه بعدی ساخته شده است؛ این به تنهایی جالب است ولی تصور کنید این جعبه میتوانست تحت تاثیر برخی محرکها، به صورت خودکار باز و مسطح شود. شاید تبدیل یک جعبه از حالت سه بعدی به حالت دو بعدی توسط خودش احمقانه به نظر برسد اما تاثیرات آن در دنیای تجارت میتواند بسیار عظیم است.
برای مثال، یک شرکت حمل و نقل را در نظر بگیرید که برای تمام بستههای خود یک انبار دارد؛ هر موقع که این شرکت حمل و نقل محموله باری را دریافت میکند، آنها کالا را از داخل جعبهها خالی میکنند تا به دست گیرنده اصلی برسانند و سپس جعبهها را صاف و مسطح میکنند تا برای استفاده مجدد به نقطه مبدا مرجوع کنند. حالا تصور کنید که این شرکت روزانه حدود پنج هزار کامیون بار تحویل میگیرد. یعنی آنها باید 20 نفر را فقط برای باز و مسطح کردن جعبهها استخدام کنند تا آنها را مرجوع کنند. با حقوق 10 دلار در ساعت و با در نظر گرفتن 7 ساعت کار در روز، شرکت حمل و نقل باید روزانه 14 هزار دلار به کارگران ساده پرداخت کند. با داشتن جعبههایی که تحت تاثیر یک محرک به صورت خودکار مسطح میشوند، چنین شرکتی میتواند سالیانه حدود 5 میلیون دلار صرفه جویی کند و این تنها یک مثال از فواید پرینت چهار بعدی بود. در پرینت چهار بعدی، برای شروع دگرگونی نیاز به یک محرک یا ماشه است. این میتواند شامل آب، گرما، نور یا جریان الکتریکی است. برخی دیگر از محرکها نیز وجود دارند که باید روی آنها تحقیقات عمیقتری صورت گیرد. برای بعضی از فرآیندهای پرینت چهار بعدی، شما نیاز به مواد خاصی دارید که توانایی واکنش به این محرکها را پیدا کنند. این باعث میشود که اجسام قابل «برنامه ریزی» شوند و هر زمان که شما محرک را فعال کنید، «کد ژنتیکی» پرینت سه بعدی آنها اجرا شود. دیگر آزمایشگاههای تحقیقاتی روی برنامه ریزی تبدیل شکل جسم به ساختارهای میکرومواد استاندارد، متمرکز شدهاند. این رویکرد امکان استفاده از قابلیتهای کشف شده در ساختارهای میکروسکوپی را میدهد. زمانی که پیکربندی آنها به درستی انجام شد، شکل مطلوب دگردیسی ساختارهای ماکرو به دست میآید. مزیت این کار این است که اجسامی که پرینت چهار بعدی شدهاند میتوانند در پرینترهای سه بعدی و مواد موجود هم استفاده شوند.