چاپ سه‌بعدی چیست؟

چاپ سه بعدی یک تکنولوژی تولید افزودنی است که برای تولید قطعات استفاده می شود.این روش "ضمیمه" نامیده می شود زیرا برای ایجاد یک شی فیزیکی به یک قطعه مواد یا قالب تکیه نمی کنددر عوض، آن را با انباشت و ادغام لایه های مواد ساخته می شود.

این فناوری به طور معمول سرعت تولید سریع و هزینه های نصب ثابت پایین را ارائه می دهد و قادر به ایجاد هندسه های پیچیده تر از تکنیک های تولید سنتی است.انواع مواد مورد استفاده در چاپ سه بعدی به طور مداوم در حال گسترش استآن را در صنعت مهندسی، به ویژه برای نمونه سازی و ایجاد هندسه های سبک استفاده شده است.

اصطلاح چاپ سه بعدی اغلب با فرهنگ سازندگان، علاقه مندان و علاقه مندان مرتبط است، شامل چاپگرهای رومیزی، فناوری های چاپ قابل دسترسی مانند FDM،و مواد کم هزینه مانند ABS و PLA (ما این اختصارات را بعدا توضیح خواهیم داد)این پدیده عمدتا به دموکراتیک شدن چاپ سه بعدی، به ویژه ظهور جنبش RepRap، نسبت داده می شود.که منجر به ماشین های رومیزی مقرون به صرفه مانند MakerBot و Ultimaker اصلی شد.این پیشرفت همچنین منجر به رشد انفجاری تکنولوژی چاپ سه بعدی در سال 2009 شد.

استفاده گسترده از تولید افزودنی
در مقایسه با چاپ سه بعدی، تولید افزودنی یک مفهوم گسترده تر است که انواع فناوری ها و مواد را شامل می شود، با کاربردهای در تولید صنعتی، مراقبت های پزشکی، هوافضا،و سایر زمینه هاتولید افزودنی بر ساخت اشیاء با اضافه کردن لایه مواد به لایه تاکید دارد و به طور معمول برای برنامه های کاربردی با دقت بالا و عملکرد بالا استفاده می شود.

به طور کلی، در حالی که چاپ سه بعدی یک نوع تولید افزودنی است، تفاوت های قابل توجهی در فناوری، برنامه های کاربردی و موقعیت بازار وجود دارد.

در مقابل، تولید افزودنی (AM) تقریبا همیشه با کاربردهای تجاری و صنعتی مرتبط است.

نمونه سازی سریع اصطلاحی است که گاهی اوقات برای اشاره به تکنولوژی چاپ سه بعدی استفاده می شود. این نام به روزهای اولیه تکنولوژی چاپ سه بعدی باز می گردد. در دهه 1980،زمانی که تکنولوژی چاپ سه بعدی برای اولین بار اختراع شد، به عنوان نمونه سازی سریع شناخته می شد زیرا عمدتاً برای نمونه سازی به جای تولید قطعات واقعی استفاده می شد.

تکامل تکنولوژی
در سال های اخیر، چاپ سه بعدی به یک راه حل عالی برای تولید قطعات تبدیل شده است. در عین حال، سایر فن آوری های تولیدی مانند ماشینکاری CNC،به طور اقتصادی تر و راحت تر شده اندبنابراین، در حالی که برخی هنوز "پروتوپلیسم سریع" را مترادف با چاپ سه بعدی می دانند،عبارت به تدریج در حال تکامل است تا به تمام اشکال نمونه سازی سریع اشاره کند..

در خلاصه، در حالی که "پروتوپلیسم سریع" در اصل به طور خاص به نمونه سازی اشاره دارد، معنای آن با پیشرفت های تکنولوژیکی گسترش یافته است تا طیف گسترده تری از روش های تولید را شامل شود.

چاپ سه بعدی در اصل برای تسریع در توسعه محصولات صنعتی از طریق نمونه سازی سریع تر طراحی شده است.چاک هال به طور کلی به عنوان مخترع چاپ سه بعدی شناخته می شوددر سال 1984، او دستگاه استریولیتوگرافی (SLA) را ثبت اختراع کرد، که به یک تکنولوژی پیشگام برای چاپگرهای 3D تبدیل شد.

اختراع هول پایه و اساس فناوری چاپ سه بعدی را گذاشته و توسعه تولید افزودنی را پیشبرد کرد که امروزه به طور گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شود.

1. 1981:هيدئو کاداما از ژاپن اولين دستگاهي را براي درمان فوتوپليمرها با استفاده از نور ماوراء بنفش ثبت اختراع کرداما اختراعات در نهایت به دلیل عدم علاقه رها شد..
2. 1984:مخترعین فرانسوی آلان لو ميهوت، اولیور دو ویت و ژان کلود آندره برای دستگاهی که از نور UV برای درمان فوتوپلیمرها استفاده می کرد، ثبت اختراع کردند.باور داشت که فاقد پتانسیل تجاری است.
3. 1984:فقط چند هفته بعد از اینکه لو ميهوت ثبت اختراع کرد، چارلز "چاک" هال آمریکایی ثبت اختراع خود را برای "آبهایی برای تولید اجسام سه بعدی با استریولیتوگرافی" ثبت کرد.اصطلاح "استریولیتوگرافی" (SLA)در سال ۱۹۸۷، هال فرمت فایل STL را اختراع کرد و همان سال سیستم های سه بعدی را تاسیس کرد.
4. 1987:کارل دکارد آمریکایی، سینتر کردن لیزری انتخابی (SLS) را ثبت کرده و شرکت Desktop Manufacturing (DTM) را تاسیس کرد که توسط 3D Systems در سال 2001 خریداری شد.
5. 1989:آمریکایی اس. اسکات کرمپ یک ثبت اختراع برای مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) ثبت کرد و در همان سال استراتاسیس را با همسرش تاسیس کرد.

این اختراعات و شرکت های اولیه پایه و اساس توسعه پر رونق تکنولوژی چاپ سه بعدی را گذاشتند.

1. 1987:سیستم های سه بعدی اولین چاپگر تجاری SLA، "SLA-1" را منتشر کردند که آغاز تجاری سازی تکنولوژی چاپ سه بعدی را نشان می دهد.
2. 1992:اختراعات FDM در نهایت به Stratasys اعطا شد و منجر به راه اندازی اولین چاپگر FDM ، مدل "3D Modeler" شد.
3. 1992:DTM اولین چاپگر تجاری SLS، "Sinterstation 2000" را منتشر کرد که به تصویب تکنولوژی چاپ سه بعدی کمک می کند.
4. 1994:EOS، که در سال 1989 تاسیس شد، اولین چاپگر 3D تجاری فلزی "EOSINT M160" را راه اندازی کرد و بازار جدیدی را برای تولید افزودنی فلز باز کرد.

1. 2005:پروژه منبع باز RepRap ("Replicating Rapid Prototyping") راه اندازی شد، با هدف ایجاد یک پرینتر سه بعدی خود تکثیر که قادر به چاپ قطعات خود است.این پروژه به طور قابل توجهی علاقه عمومی به تکنولوژی چاپ سه بعدی را تحریک کرد.
2. 2009:اختراعات کلیدی FDM وارد حوزه عمومی شدند، و MakerBot چاپگر سه بعدی رومیزی خود را عرضه کرد، "Cupcake CNC".به طور قابل توجهی کمتر از هزاران دلار برای چاپگرهای سنتی، تمام اجزای موجود برای دانلود در Thingiverse، یک وب سایت اختصاص داده شده به به اشتراک گذاری فایل های طراحی دیجیتال ایجاد شده توسط کاربر در دسترس بودند.
3. 2012:فرم لابز اولین چاپگر SLA مقرون به صرفه "Form 1" را منتشر کرد و با موفقیت 2.95 میلیون دلار را در Kickstarter به دست آورد.
4. 2013:شبکه پروتولابز به عنوان یک سرویس چاپ سه بعدی همتا به همتا راه اندازی شد و امکان معاملات در مقیاس بزرگ بین خریداران چاپ و کاربران ماشین آلات را فراهم می کند.این پلتفرم به سرعت به بزرگترین پلتفرم چاپ سه بعدی جهان تبدیل شد.، با بیش از 50،000 "نقطه" چاپ، و به منظور دسترسی بیشتر به انواع مختلف تولید سفارشی برای مشتریان تجاری متمرکز شده است.
5. 2014:اختراعات کلیدی SLS وارد حوزه عمومی شدند، که باعث شد بسیاری از شرکت ها چاپگرهای SLS کوچکتر و مقرون به صرفه تر تولید کنند.

این تحولات باعث شد که تکنولوژی چاپ سه بعدی در دسترس تر باشد و کاربرد و نوآوری آن را در بخش های مختلف افزایش دهد.

از سال ۲۰۱۸، در حالی که تبلیغات رسانه ای در مورد چاپ سه بعدی به طور قابل توجهی کاهش یافته است، علاقه به برنامه های کاربردی تجاری برای کسب و کارهای هر اندازه به بالاترین حد قابل توجهی رسیده است.هزاران شرکت چاپگرهای سه بعدی تولید می کنند و طیف گسترده ای از خدمات را با استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی ارائه می دهند.

این مرحله نشان دهنده بلوغ تکنولوژی چاپ سه بعدی است، زیرا شرکت ها شروع به ادغام آن در فرآیندهای تولید خود برای کاربردهای مختلف در زمینه های مختلف، از جمله نمونه سازی،تولید سفارشیپیشرفت های تکنولوژیکی به طور مداوم کارایی و مقرون به صرفه چاپ سه بعدی را بهبود بخشیده است و به تصویب گسترده آن منجر شده است.