چاپگر سه بعدی همه کاره

وقتی به آخرین نوآوری‌‌ها در زمینه فناوری چاپگر سه بعدی نگاه می‌‌کنید معمولاً چاپگری کوچک‌تر، سریع‌تر با دقت بالاتر یا با استفاده از ماده‌‌ای جدید ساخت شده است. معمولاً این پیشرفت‌‌ها مسئله جدیدی نیستند ولی گاهی اوقات هم می‌‌توان امیدوار بود که فناوری جدیدی در این حوزه به نمایش گذاشته شود؛ چاپگر سه بعدی Focus یکی از این نوآوری‌هاست.

چاپگر سه بعدی Focus که توسط شرکت هلندی 3D By Flow طراحی و ساخته شده است، می‌‌تواند از چند ماده استفاده کند؛ ضمن اینکه می‌‌توان آن را به صورت یک کیف قابل حمل تا کرد. البته نمی‌‌توان گفت چرا کسی باید به چاپگرهای سه بعدی قابل‌ حمل نیاز داشته باشد، اما این چیزی از ارزش‌‌های این اختراع کم نمی‌‌کند! ما پیش از این نیز اَشکال کوچکی از این ماشین‌‌ها را دیده ایم، ولی Focus اولین چاپگری است که اختصاصاً بر مبنای قابل حمل بودن طراحی شده است.

البتهاین تنها ویژگی خاص این چاپگر نیست! فارغ از تا شدنی بودن این چاپگر، توانایی‌‌های آن بسیار بیشتر از چاپگرهایی با فیلامنت‌‌های ذوب شونده است؛ چرا که این چاگر با استفاده از ماردون تعویض‌شدنی خود می‌‌تواند گستره‌‌ای از مواد مختلف را برای چاپ استفاده کند. اضافه بر این، این چاپگر می‌‌توانداز موادی همچون نایلون، برنز، سرامیک‌‌ها یا حتی موادی خوراکی همچون شکلاتیا پنیر خامه‌‌ای علاوه بر پلاستیک‌‌های گرمانرم معمول همچون ABS یا PLA برای چاپ استفاده کند.

هنوزتحت‌تأثیر قرار نگرفته اید؟ خب پس بهتر است به ویژگی بعدی که عدم نیاز Focus به راه اندازی پیچیده یا تنظیم مجدد است توجه کنید. در واقع شما می‌‌توانید هر زمانی که دلتان خواست چاپگر را در آورده، ماردون مخصوص را درونش قرار داده.

پرینت سه‌ بعدی اعضای بدن انسان

برایسال‌های متمادی است که دانشمندان درصدد ایجاد اعضای بدن انسان‌ها در محیط‌های آزمایشگاهی هستند، اما در انتهای دهه‌ی ۹۰ میلادی بود که با معرفیفناوری پرینت بیولوژیک پیشرفت‌هایی در این زمینه حاصل شد. این فناوری ماحصل تلاش‌های دانشمندان در انستیتوی Wake Forest بوده که با استفاده از آن موفق به پرینت سه بعدی بلوک‌های مصنوعی سلولی شدند که آن‌ها را قادر به پرینت مثانه انسان می‌کرد، اما این گروه هیچگاه مثانه‌ی انسان را به طور مصنوعی پرینت نکردند.در ابتدای سال 2000 میلادی، توماس‌بلیدر، مهندس بیولوژی دانشگاه کلِمسون،کار خود را برای بهینه‌سازی پرینتر‌های جوهرافشان به‌منظور استفاده از جوهر بیولوژیک و ساخت اعضای سه‌بعدی آغاز کرد.

درسال 2007 میلادی یکی از اولین کمپانی‌های فعال در زمینه‌ی پرینت بیولوژیک با نام Organovo آغاز به‌کار کرد. در ابتدای کار این کمپانی شروع به تولید بافت‌های شُش انسان کرد که برای تست داروها و تحقیقات در آزمایشگاه‌ها مورداستفاده قرار می‌گرفت. یکی از اهداف این کمپانی تولید شُش‌های مصنوعی از طریق پرینت سه بعدی است. این روزها تحقق این نظریه به واقعیت نزدیک‌تر شده است، اما همچنان فاصله‌ با تولید تجاری اعضای بدن انسان‌ها زیاد است.

ساز و کار پرینت سه بعدی اعضای بدن انسان چگونه است؟

هر چند پرینت سه بعدی یک قطعه یا ابزار پلاستیکی از نظر پیچیدگی بسیار ساده‌تر از پیچیدگی تولید اعضای بدن انسان است، اما در صورت کلی، پرینت سه بعدی دارای ساز و کار مشخصی است که برای تمام ابزار‌ها صادق است. پرینتر سه بعدی دارای کارتریج‌ها یا مخازنی برای ذخیر‌ه‌ی جوهر از انواع مختلف و در مورد تولید اعضای بدن، جوهر‌های بیولوژیک هستند، که با استفاده از سوزن

ساخت دارو با چاپگر سه بعدی

یکی از قابلیت‌های فوق العاده‌ی چاپگر سه بعدی در دنیای پزشکی ساخت ایمپلنت‌های ارزان، شخصی و دقیقا متناسب با آناتومی شخص بیمار است. پژوهشگران دانشگاه Louisiana Tech این فناوری را توسعه داده‌اند که می‌توان با استفاده از آن داروهای مبارزه با سرطان یا آنتی بیوتیک‌ها را به شکلی کاملا هدفمند به صورت ایمپلنت در آورد و مورد استفادهقرار داد.

این تیم این محصول را دانه‌های آنتی بیوتیک می‌خواند. این ایمپلنت‌ها معمولا به وسیله‌ی سیمان استخوانی ساخته می‌شوند که جراح آن‌ها را در حین عمل به کمک دستان خود شکل می‌دهد، یکی از مشکلات این ایمپلنت‌ها این است که به طورخود بخودی در بدن متلاشی نمی شوند و برای خارج کردن آن‌ها به جراحی دیگری نیاز است.

با توسعه‌ی میله‌های مخصوص دارورسانی برای چاپگرهای سه بعدی این گروه توانست با استفاده از یک چاپگر سه بعدی معمولی دانه‌های آنتی بیوتیک جدید و بهبود یافته‌ای را تولید کند. استفادهاز این میله‌های جدید برای چاپ به این معنا است که می‌توان آن‌ها را به راحتی با استفاده از داروهای شیمی درمانی یا آنتی بیوتیک‌ها پر کرد و جهت اهداف درمانی استفاده کرد. پلاستیک به کار رفته در آن نیز پس از مدتی خودبخود در بدن تخریب و جذب می‌شود و نیاز به جراحی‌های بعدی را از بین می‌برد.

هم اکنون قرار دادن افزودنی‌های دیگر در پلاستیک‌ها نیاز به امکانات صنعتی وسیع و پیشرفته‌ای دارد تا بتوان از پخش مناسب افزودنی در ماده مطمئن شد. اما با استفاده از روش ابداعی تیم دکتر دیوید میلز می‌توان در ابعادی در حدیک میز از پخش مناسب و مطلوب افزودنی‌ها در پلاستیک به شیوه‌ی دلخواه محققان مطمئن شد که در نوع خود اولین در جهان به شمار می‌آید.

علاوه بر این، دانه‌های چاپ شد

ساخت موتور جت با پرینتر سه بعدی

شرکت جنرال الکتریک یکی از شرکت های پیشگام دنیا در بسیاری از زمینه ها از جمله موتور های جت است. با ورود پرینترهای سه بعدی به عرصه تولید در صنعت شرکت های بزرگی مثل جنرال الکتریک نیز از این مسابقه عقب نمانده اند. این شرکت برای نشان دادن قدرت مهندسینش دست به تولید موتور جت کوچکی زده است که خودش آن را موتور جت کوله ای نامیده است. این موتور کوچک توانست با سرعت 33000 دور بر دقیقه دوران کند که واقعا فوقالعاده است!

اینموتور جت توسط تعدادی تکنیسین،متخصص ماشین های صنعتی و مهندس مکانیک که درقسمت هوایی جنرال الکتریک کار می کنند ساخته شده است. این گروه از شرکت جنرال الکتریک در بخشی که مربوط به توسعه فناوری تولید افزودنی است فعالیت می کنند.

تمام قسمت های این موتور جت توسط پرینتر سه بعدی ساخته شده است.

دراین پروژه تمام جزئیات یک موتور واقعی پیاده نشده است ولی آن ها در عوض موتوری را طراحی کردند که می توان از آن در هواپیما های کنترلی استفاده کرد. همچنین طراحی قطعات این موتور مناسب برای تولید با پرینتر سه بعدی طراحی شده اند.این موتور در حدود 20 سانتی متر طول دارد.

با اتمام کار و سرهم کردن آن این موتور برروی یک پایه تست قرار گرفت و به خوبی کار کرد.

برخلاف روش های تولید معمولی که قطعات را با کم کردن ماده از یک قطعه بزرگترمی سازند، در روش تولیدی sls اشعه لیزر لایه لایه پودر فلز را به مرور ذوبکرده و به هم میچسباند تا قطعه از پایین به بالا تشکیل شود. این روش پیشرفته به این معنی است که برای قطعات پیچیده هدر رفت ماده کمتری ایجاد میشود و قطعات هم با دقت بیشتری تولید می شوند.

این گروه قبل از این موفقیت هم کارهای جالبی انجام داده بودند.

نخستین ساختمان پرینت شده سه بعدی دنیا

نخستین دفتر کار پرینت شده دنیا این هفته در دبی آغاز به کار کرد. این سازه یک طبقه که 250 متر مربع مساحت داردظرف تنها 17 روز با استفاده از یک پرینتر سه بعدی عظیم الجثه به ارتفاع 6 متر با استفاده از ترکیب بتون، پلاستیک تقویت شده با فیبر و سنگ گچ تقویت شده با فایبر گلس ساخته شده است.

پرینتر مورد استفاده برای این منظور آنقدر بزرگ بود که بشود از آن برای ساخت یک بنای دو طبقه استفاده نمود (36 متر طول در 12 متر عرض) با این همه، کار نظارت بر فرایند ساخت آن صرفا از طریق یک نیروی انسانی پایش می شد و نیاز به نفرات بیشتری برای این منظور نبود.

تیم تهیه کننده این سازه البته متشکل از هجده نفر بود که به جز این یک نفر، مابقی افراد نصاب، تکنیسین برق و مهندس الکترونیک بودند که پروسه ساخت بنا را با بودجه ای در حدود 140 هزار دلار (مجموعا برای ساخت و هزینه نیروی کار) به اتمام رساندند.

این قیمت طبق اعلام کارشناسان امر نیمی از مبلغ مورد نیاز برای ساخت بنای مشابه به آن با همین مقیاس است که به شیوه سنتی ساخته شود. در هر حال قرار شده که از این سازه به عنوان دفتر موقت بنیاد آینده دبی استفاده شود و سال آینده نیز موزه آینده دبی در آن آغاز به کار میکند.

مجددا باید اشاره کنیم که این نخستین ساختمان پرینت شده در دنیاست که طبق اعلام محمد القرقاوی وزیر کابینه امارات متحده عربی دفاتری عملیاتی را برای حضور نیروهای کاری در خود جای داده است.

طبق اعلام آقای قرقاوی، دبی در نظر دارد تا سال 2030 میلادی 25 درصد از کل ساختمان های امارات را با استفاده از پرینترهای سه بعدی تهیه نمایند.