پرينتر سه بعدي

راهنماي كامل فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي
تمام فناوري هاي خانواده پودر بستر فيوژن (PBF) از يك پلت فرم ساخت حاوي مواد پودري براي توليد افزودني قطعه استفاده مي كنند - پودر مي تواند پليمر يا فلز باشد. در طول دهه 1990 بود كه چندين شركت شروع به كاوش در همجوشي بستر پودري (PBF) براي فلز كردند: ذرات پودر فلز با استفاده از يك منبع حرارتي مانند ليزر يا پرتو الكتروني ذوب مي شدند تا لايه به لايه يك بخش كم و بيش پيچيده را تشكيل دهند. امروز، ما بر روي ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) تمركز خواهيم كرد، كه همانطور كه از نامش پيداست، از ليزر براي ساختن يك قطعه فلزي با پرينتر سه بعدي به صورت افزودني استفاده مي كند. چندين فناوري پرينتر سه بعدي در صنعت وجود دارد، آنها در بخش هاي مختلف و براي ابزارهاي مختلف استفاده مي شوند. از جمله آنها مي توان به فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي اشاره كرد. اين فناوري چگونه كار مي كند؟ از چه موادي مي توان استفاده كرد؟ ما همه چيز را در زير به شما مي گوييم!

در سال 1994، EOS فرآيند خود را به نام تف جوشي ليزري مستقيم فلزات (DMLS) به ثبت رساند، در حالي كه در سال 1995 موسسه Fraunhofer اصطلاح SLM را براي ذوب ليزري انتخابي معرفي كرد. اين دو تكنيك مشابه هستند، با اين حال براي جلوگيري از هرگونه سردرگمي، از اصطلاح ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) استفاده مي كنيم. اصطلاحات ممكن است گيج كننده به نظر برسند، DMLS از كلمه تف جوشي استفاده مي كند در حالي كه در واقع با ذوب شدن كار مي كند. به طور مشابه، PBF از كلمه همجوشي استفاده مي كند، زماني كه نمي توانيد يك پلاستيك را ذوب كنيد، فقط مي توانيد آن را زينت كنيد. با اين حال، تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) بخشي از خانواده PBF است.

راهنماي كامل فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي
تمام فناوري هاي خانواده پودر بستر فيوژن (PBF) از يك پلت فرم ساخت حاوي مواد پودري براي توليد افزودني قطعه استفاده مي كنند - پودر مي تواند پليمر يا فلز باشد. در طول دهه 1990 بود كه چندين شركت شروع به كاوش در همجوشي بستر پودري (PBF) براي فلز كردند: ذرات پودر فلز با استفاده از يك منبع حرارتي مانند ليزر يا پرتو الكتروني ذوب مي شدند تا لايه به لايه يك بخش كم و بيش پيچيده را تشكيل دهند. امروز، ما بر روي ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) تمركز خواهيم كرد، كه همانطور كه از نامش پيداست، از ليزر براي ساختن يك قطعه فلزي با پرينتر سه بعدي به صورت افزودني استفاده مي كند. چندين فناوري پرينتر سه بعدي در صنعت وجود دارد، آنها در بخش هاي مختلف و براي ابزارهاي مختلف استفاده مي شوند. از جمله آنها مي توان به فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي اشاره كرد. اين فناوري چگونه كار مي كند؟ از چه موادي مي توان استفاده كرد؟ ما همه چيز را در زير به شما مي گوييم!

در سال 1994، EOS فرآيند خود را به نام تف جوشي ليزري مستقيم فلزات (DMLS) به ثبت رساند، در حالي كه در سال 1995 موسسه Fraunhofer اصطلاح SLM را براي ذوب ليزري انتخابي معرفي كرد. اين دو تكنيك مشابه هستند، با اين حال براي جلوگيري از هرگونه سردرگمي، از اصطلاح ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) استفاده مي كنيم. اصطلاحات ممكن است گيج كننده به نظر برسند، DMLS از كلمه تف جوشي استفاده مي كند در حالي كه در واقع با ذوب شدن كار مي كند. به طور مشابه، PBF از كلمه همجوشي استفاده مي كند، زماني كه نمي توانيد يك پلاستيك را ذوب كنيد، فقط مي توانيد آن را زينت كنيد. با اين حال، تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) بخشي از خانواده PBF است.

راهنماي كامل فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي
تمام فناوري هاي خانواده پودر بستر فيوژن (PBF) از يك پلت فرم ساخت حاوي مواد پودري براي توليد افزودني قطعه استفاده مي كنند - پودر مي تواند پليمر يا فلز باشد. در طول دهه 1990 بود كه چندين شركت شروع به كاوش در همجوشي بستر پودري (PBF) براي فلز كردند: ذرات پودر فلز با استفاده از يك منبع حرارتي مانند ليزر يا پرتو الكتروني ذوب مي شدند تا لايه به لايه يك بخش كم و بيش پيچيده را تشكيل دهند. امروز، ما بر روي ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) تمركز خواهيم كرد، كه همانطور كه از نامش پيداست، از ليزر براي ساختن يك قطعه فلزي با پرينتر سه بعدي به صورت افزودني استفاده مي كند. چندين فناوري پرينتر سه بعدي در صنعت وجود دارد، آنها در بخش هاي مختلف و براي ابزارهاي مختلف استفاده مي شوند. از جمله آنها مي توان به فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي اشاره كرد. اين فناوري چگونه كار مي كند؟ از چه موادي مي توان استفاده كرد؟ ما همه چيز را در زير به شما مي گوييم!

در سال 1994، EOS فرآيند خود را به نام تف جوشي ليزري مستقيم فلزات (DMLS) به ثبت رساند، در حالي كه در سال 1995 موسسه Fraunhofer اصطلاح SLM را براي ذوب ليزري انتخابي معرفي كرد. اين دو تكنيك مشابه هستند، با اين حال براي جلوگيري از هرگونه سردرگمي، از اصطلاح ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) استفاده مي كنيم. اصطلاحات ممكن است گيج كننده به نظر برسند، DMLS از كلمه تف جوشي استفاده مي كند در حالي كه در واقع با ذوب شدن كار مي كند. به طور مشابه، PBF از كلمه همجوشي استفاده مي كند، زماني كه نمي توانيد يك پلاستيك را ذوب كنيد، فقط مي توانيد آن را زينت كنيد. با اين حال، تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) بخشي از خانواده PBF است.

راهنماي كامل فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي
تمام فناوري هاي خانواده پودر بستر فيوژن (PBF) از يك پلت فرم ساخت حاوي مواد پودري براي توليد افزودني قطعه استفاده مي كنند - پودر مي تواند پليمر يا فلز باشد. در طول دهه 1990 بود كه چندين شركت شروع به كاوش در همجوشي بستر پودري (PBF) براي فلز كردند: ذرات پودر فلز با استفاده از يك منبع حرارتي مانند ليزر يا پرتو الكتروني ذوب مي شدند تا لايه به لايه يك بخش كم و بيش پيچيده را تشكيل دهند. امروز، ما بر روي ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) تمركز خواهيم كرد، كه همانطور كه از نامش پيداست، از ليزر براي ساختن يك قطعه فلزي با پرينتر سه بعدي به صورت افزودني استفاده مي كند. چندين فناوري پرينتر سه بعدي در صنعت وجود دارد، آنها در بخش هاي مختلف و براي ابزارهاي مختلف استفاده مي شوند. از جمله آنها مي توان به فيوژن بستر ليزري پودري در پرينتر سه بعدي اشاره كرد. اين فناوري چگونه كار مي كند؟ از چه موادي مي توان استفاده كرد؟ ما همه چيز را در زير به شما مي گوييم!

در سال 1994، EOS فرآيند خود را به نام تف جوشي ليزري مستقيم فلزات (DMLS) به ثبت رساند، در حالي كه در سال 1995 موسسه Fraunhofer اصطلاح SLM را براي ذوب ليزري انتخابي معرفي كرد. اين دو تكنيك مشابه هستند، با اين حال براي جلوگيري از هرگونه سردرگمي، از اصطلاح ليزر پودر بستر فيوژن (LPBF) استفاده مي كنيم. اصطلاحات ممكن است گيج كننده به نظر برسند، DMLS از كلمه تف جوشي استفاده مي كند در حالي كه در واقع با ذوب شدن كار مي كند. به طور مشابه، PBF از كلمه همجوشي استفاده مي كند، زماني كه نمي توانيد يك پلاستيك را ذوب كنيد، فقط مي توانيد آن را زينت كنيد. با اين حال، تف جوشي ليزري انتخابي (SLS) بخشي از خانواده PBF است.

راهنماي مواد پرينتر سه بعدي: پلاستيك
پلاستيك ماده اي است كه از تركيبات مصنوعي يا نيمه مصنوعي ساخته شده است كه خاصيت چكش خواري (قابليت تغيير شكل) را دارد. اكثر پلاستيك هاي موجود در بازار كاملاً مصنوعي هستند (بيشتر از مواد پتروشيمي به دست مي آيند). با اين حال، با توجه به نگراني هاي زيست محيطي فزاينده، پلاستيك هاي مشتق شده از مواد تجديدپذير مانند پلي لاكتيك اسيد (PLA) نيز در بازار محبوب هستند. پلاستيك ها به دليل هزينه كم، سهولت ساخت، تطبيق پذيري و مقاومت در برابر آب در محصولات و بخش هاي زيادي مورد استفاده قرار مي گيرند. در بخش AM، پلاستيك هاي ساخته شده با  پرينتر سه بعدي نيز بسيار محبوب هستند.

در راهنماي زير نگاهي به رايج ترين پلاستيك هاي پرينتر سه بعدي خواهيم داشت. همانطور كه مي دانيد، محبوب ترين و مقرون به صرفه ترين فرآيند چاپ با پرينتر سه بعدي، FDM، قطعات را از طريق اكستروژن رشته هاي پلاستيكي توليد مي كند. با اين حال، دقت در ماشين‌هاي FDM مانند ساير فرآيندهاي AM مانند SLS يا SLA نيست. پلاستيك ها اغلب با اين فناوري براي ايجاد نمونه هاي اوليه استفاده مي شوند. بنابراين، براي قطعات صنعتي و نهايي، سازندگان ممكن است تصميم بگيرند كه فناوري‌هاي SLS (با استفاده از پودرهاي پلاستيكي) يا SLA (با استفاده از رزين‌هاي پلاستيكي) را انتخاب كنند كه دقت و كيفيت قطعه بيشتري را ارائه مي‌دهند. دو فناوري ديگر كه مي‌توانند با پلاستيك چاپ كنند عبارتند از Material Jetting و Multi Jet Fusion.

از چه پلاستيك هايي مي توان در توليد مواد افزودني استفاده كرد؟ به صورت فيلامنت يا پودر، پلاستيك بايد ذوب شود تا جسمي را كه چاپ مي كنيد لايه به لايه تشكيل دهد. در شكل رزين، بايد جامد شود تا جسم را تشكيل دهد. هر پلاستيك در طول فرآيند ساخت به پارامترهاي چاپ با پرينتر سه بعدي متفاوتي نياز دارد و به قطعات خواص متفاوتي مي دهد.

پرينتر سه بعدي پلاستيك: راهنماي جامع
ABS
فيلامنت ABS رايج ترين پلاستيك ساخته شده با پرينتر سه بعدي است. در بدنه خودروها، لوازم خانگي و قاب گوشي موبايل استفاده مي شود. اين يك ترموپلاستيك است كه حاوي پايه اي از الاستومرهاي مبتني بر پلي بوتادين است كه باعث انعطاف پذيري بيشتر و مقاومت در برابر ضربه مي شود. ABS را مي توان به صورت پودر براي فرآيندهاي بستر پودري مانند SLS و به صورت مايع براي فناوري هاي SLA و PolyJet يافت.

ABS هنگامي كه بين 230 درجه سانتيگراد تا 260 درجه سانتيگراد گرم مي شود در پرينت سه بعدي استفاده مي شود. اين يك ماده سخت است كه مي تواند به راحتي در دماي -20 درجه سانتيگراد تا 80 درجه سانتيگراد مقاومت كند. علاوه بر استحكام بالا، يك ماده قابل استفاده مجدد است و مي توان آن را با فرآيندهاي شيميايي جوش داد. با اين حال، ABS زيست تخريب پذير نيست و در تماس با هوا منقبض مي شود، بنابراين سكوي چاپ براي جلوگيري از تاب برداشتن بايد گرم شود. علاوه بر اين، استفاده از پرينتر سه بعدي محفظه بسته براي محدود كردن انتشار ذرات هنگام چاپ با ABS توصيه مي شود.

PLA
اين ماده كه با نام پلي لاكتيك اسيد يا PLA شناخته مي شود، بر خلاف ABS داراي مزيت زيست تخريب پذيري است. PLA با استفاده از مواد خام تجديد پذير مانند نشاسته ذرت توليد مي شود. PLA يكي از ساده ترين مواد براي چاپ است، اگرچه پس از پرينتر سه بعدي تمايل به كوچك شدن كمي دارد. بر خلاف ABS، هنگام چاپ در PLA به سكوي گرمايشي نياز نداريد. PLA همچنين در دماي پايين‌تر از ABS، بين 190 تا 230 درجه سانتي گراد چاپ مي‌كند.

PLA به دليل سرعت خنك كنندگي و انجماد بالاي آن، دستكاري مواد سخت تري است. همچنين ذكر اين نكته ضروري است كه مدل ها در تماس با آب ممكن است خراب شوند. با اين حال، اين ماده سازگار، استفاده از آن ساده است و در رنگ‌هاي متنوعي عرضه مي‌شود كه آن را براي پرينتر سه بعدي FDM مناسب مي‌كند.

راهنماي جراحي سفارشي پرينتر سه بعدي براي حذف آملوبلاستوما و اصلاح ژنو واروم
اگرچه  پرينتر سه بعدي نوآوري ها را در بسياري از رشته ها و صنايع ممكن كرده است، اما اين پيشرفت هاي انجام شده توسط پزشكان و ارائه دهندگان مراقبت هاي بهداشتي است كه مي تواند بيشترين تأثير را در بهبود زندگي مردم داشته باشد. راهنماي جراحي سفارشي پرينتر سه بعدي مي تواند به جراحان كمك كند تا آناتومي و آسيب شناسي منحصر به فرد هر بيمار را درك كنند، به آنها كمك مي كند تا خطرات را تجزيه و تحليل كنند، يك رويكرد را برنامه ريزي كنند و قبل از ورود به اتاق عمل با مورد بيشتر آشنا شوند.

Formlabs و تخصص متنوع شركاي ما به هزاران پزشك كمك كرده است تا برنامه ريزي قبل از عمل، زمان عمل و نتايج بيمار را بهبود بخشند. از طريق تصويربرداري سه بعدي و مدل هاي چاپ شده با چاپ سه بعدي قبل از عمل، راهنماهاي جراحي و ابزارهاي جراحي يكبار مصرف، قدرت سفارشي سازي مي تواند مراقبت از بيمار را آسان تر و در دسترس تر كند.

دو مورد زير نشان مي‌دهد كه چگونه يك اكوسيستم پرينت سه بعدي قابل دسترس مانند مجموعه رزين‌هاي زيست سازگار Form 3B+ و Formlabs مي‌تواند پزشكان را قادر به درمان موفقيت‌آميز آسيب‌شناسي پيچيده، همه با هزينه مقرون به صرفه براي بيمارستان و بيمار كند.

مطالعه موردي: جراحي آملوبلاستوما
تشخيص
دكتر يوگش بات در بيمارستان آكار در وادودارا، از قدرت تصويربرداري، مدل‌سازي و چاپ سه بعدي دقيق و قدرتمند براي كمك به مرد 19 ساله اي كه از آملوبلاستوما رنج مي‌برد، استفاده كرد.

آملوبلاستوما يك تومور نادر و غير سرطاني (خوش خيم) است كه اغلب در فك نزديك دندان هاي آسياب ايجاد مي شود. رشد تومور در سلول هايي آغاز مي شود كه پوشش محافظ ميناي دندان را تشكيل مي دهند. شايع‌ترين نوع آملوبلاستوم به شدت رشد مي كند و تومور بزرگي را تشكيل مي دهد كه از ميناي دندان و به استخوان فك (فك پايين) گسترش مي يابد.

گزينه هاي درماني آملوبلاستوما بسته به اندازه، محل، ويژگي ها و نوع سلول متفاوت است. جراحي معمولا براي برداشتن تومور انجام مي شود و از آنجايي كه تومور به استخوان فك رشد مي كند، جراحي تهاجمي كه بخشي از فك پايين را برمي دارد انجام مي شود. پرتودرماني و مراقبت هاي حمايتي بيشتر نيز ممكن است بسته به وسعت تومور مورد نياز باشد. اگرچه گزينه هاي محافظه كارانه تري وجود دارد، به دليل احتمال بالاي عود تومور، آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار نمي گيرند.

برنامه ريزي قبل از عمل
دكتر بات براي معالجه بيمارش شروع به سفارش سي تي اسكن با وضوح بالا از ناحيه فك پايين از زواياي مختلف كرد. بر اساس داده‌هاي CT تقسيم‌بندي شده، Jajal Medical، يك سرويس تصويربرداري زيست پزشكي، يك مدل سه بعدي از جمجمه ايجاد كرد.

از طريق تجسم آسيب شناسي و توانايي ديدن آسيب شناسي از زواياي مختلف، از جمله محل اتصال آن به فك پايين، دكتر بات توانست رويكرد خود را برنامه ريزي كند. رويه دوگانه خواهد بود. ابتدا دكتر بات برنامه ريزي كرد تا تومور و قسمت هاي آسيب ديده استخوان فك را بردارد. سپس بخش كوچكي از نازك ني، يكي از سه استخوان بلند ساق پا را برمي داشت و در بازسازي استخوان فك استفاده مي كرد. اين نوع بازسازي فك پايين با استفاده از مواد نازك ني، به دليل خونرساني عالي فيبولا، عدم عملكرد باربري و شكل مطلوب، رايج است.

بخش سالم فك پايين منعكس شد، تكنيكي كه شامل يك تكثير ديجيتال بر اساس داده‌هاي موجود مي‌شود تا بهينه‌ترين بازسازي استخوان را تسهيل كند و دكتر بات را در برداشتن تنها قطعه استخوان لازم از نازك ني راهنمايي كند. سپس، تيم Jajal Medical مدل‌هاي سه‌بعدي راهنماهاي برش جراحي را طراحي كردند كه متناسب با مدل‌هاي آناتوميك فك پايين و نازك ني باشد.

مروري بر شرايط كليدي براي پرينتر سه بعدي
اسرار تجارت
براي شركت هايي كه مي‌خواهند از نوآوري هاي خود محافظت كنند، اما اين نوآوري ها يا قابل ثبت نيستند يا بهتر است فاش نشده نگه داشته شوند، مي توانند آن ها را اسرار تجاري كنند. اين ها را مي توان با قراردادهاي قانوني قابل اجرا مانند قراردادهاي عدم افشا (NDA) محافظت كرد، و نسبت به اختراعات مزيت دارد زيرا بدون هزينه هستند زيرا نيازي به ثبت نيست و مي توانند براي مدت نامحدود ادامه داشته باشند. يكي از بهترين نمونه هاي شناخته شده خارج از پرينتر سه بعدي، دستور كوكاكولا است كه از سال 1891 مخفي بوده است. در چاپ سه بعدي، NDAها (در ميان سايرين) توسط دفاتر خدمات استفاده مي شوند كه در ادامه اين مقاله به آنها پرداخته خواهد شد.

علائم تجاري
جنبه ديگري از قانون IP علائم تجاري هستند. علامت تجاري علامتي است كه كالاهاي يك شركت را از شركت ديگر متمايز مي كند و معمولاً متعلق به شركتي است كه از علامت استفاده مي كند. يكي از نمونه هاي شناخته شده در اين زمينه چاپ FDM/FFF است. در حالي كه اين فناوري به طور غير رسمي به عنوان FDM شناخته مي شود، در واقع اين اصطلاح پس از توسعه آن توسط يكي از بنيانگذاران اسكات كرامپ در سال 1991 به عنوان يك علامت تجاري Stratasys ثبت شد. هنگامي كه نقض علامت تجاري رخ مي دهد، طرف مقابل (شاكي) مي تواند براي جبران خسارت مالي شكايت كند. در تئوري، شركت‌هاي امروزي همچنان بايد از استفاده از عبارت «FDM» به نفع «FFF» يا «اكستروژن» اجتناب كنند، زيرا علامت تجاري هنوز فعال است، در حالي كه حق اختراع در سال 2009 منقضي شده است.

قانون حق چاپ و پرينتر سه بعدي
قانون حق چاپ اغلب به سازندگان فردي در دنياي پرينتر سه بعدي مربوط مي شود، از جمله فايل هاي طراحي ساخته شده توسط سازندگان در سايت هاي ميزبان مانند Thingiverse، Cults، MyMiniFactory و Printables. محبوبيت اين سايت‌ها در سال‌هاي اخير افزايش يافته است و Thingiverse بين سال‌هاي 2018 تا 2022 از 2.3 ميليون به 6.2 ميليون كاربر افزايش يافته است.

فايل‌هاي اين سايت‌ها تحت چندين مجوز از جمله Creative Commons ارائه مي‌شوند. اينها مجوزهاي حق چاپ عمومي هستند كه توسط سازمان غيرانتفاعي همنام نظارت مي شوند و در سراسر جهان به رسميت شناخته مي شوند. اين شش مجوز راهي را براي سازندگان ارائه مي‌كند تا صريحاً حقوق قانوني را در مورد آثار خود مطالبه كنند و در عين حال به ديگران اجازه مي‌دهند از اين آثار بهره‌مند شوند. براي اهداف وب‌سايت‌هاي پرينت سه بعدي، اين به معني فايل‌هاي مش‌بندي است كه مي‌توان از آنها پرينت گرفت.

كاربران مي توانند انتخاب كنند كه آيا اجازه استفاده تجاري و انطباق ("مشتقات") از كار خود را بر اساس نحوه استفاده از فايل دارند يا خير. در واقع، CC استراليا به دارندگان حق چاپ يك نمودار جريان تعاملي ارائه مي دهد تا به آنها كمك كند تا مناسب ترين مجوز را مطابق با خواسته هاي خود انتخاب كنند.

مهم است كه تصوير بزرگ تر را از دست ندهيد: ميليون‌ها نفر از اين وب سايت هاي فايل پرينت سه‌بعدي استفاده مي‌كنند و در بيشتر مواقع قوانين كپي رايت بدون رويداد تصويب مي‌شوند. ما با اندرو استاكتون از سايت مدل سازي سه بعدي Titancraft، يكي از برترين سازندگان Thingiverse از نظر فايل هاي دانلود شده صحبت كرديم. در ابتدا، او توضيح داد كه انتخاب مجوز Creative Commons به دليل ايجاد پرونده بستگي دارد. «اگر شي را براي سرگرمي ساخته‌ام، از مجوز CC0 يا Attribution استفاده مي‌كنم. اگر قصد ندارم از آن پول در بياورم، فكر مي كنم به مردم اجازه مي دهم هر كاري كه مي خواهند با آنها انجام دهند. اگر مربوط به كسب و كار من است (مينياتورهاي بازي) از مجوز No Commercial استفاده مي كنم.

همانطور كه نشان داده شد، قوانين مالكيت معنوي بر افراد در پرينتر سه بعدي به طور متفاوتي بر اساس جايگاه تجاري آن ها تأثير مي گذارد. از آنجايي كه مدل‌هاي پرينتر سه بعدي آقاي استاكتون براي سفارشي سازي به جاي خود فايل ارزشمند هستند، او كمتر تحت تأثير افرادي قرار مي گيرد كه بدون ذكر منبع از آنها استفاده مي كنند، اما براي كسي كه تجارتش شامل خود فايل ها مي شود، نقض قوانين كپي رايت مشكل مهم‌تري است. مهم است كه به ياد داشته باشيد كه سهام يك فرد بسته به شرايط آن ها متفاوت است.

به نوبه خود، كاربر ديگر ممكن است بسته به نهادي كه از فايل هاي آن استفاده مي كند بسيار نگران باشد. اگر از مطالب داراي مجوز از يك سازمان بزرگ استفاده مي كردند، احتمالاً با دقت بيشتري عمل مي‌كردند تا يك فرد (كه رايج است: در سال 2017 ديزني پس از درخواست حذف فايل‌هاي جنگ ستارگان از Thingiverse، بحث‌هايي را برانگيخت و در سال 2022 هوندا همين درخواست را كرد. سازنده پرينتر سه بعدي Prusa براي همه فايل هايي كه نام اولي را دارند). با اين وجود، نگاهي گذرا به Thingiverse امروزه فايل‌هاي بسياري را نشان مي‌دهد كه داراي نشان‌هاي تجاري هستند، كه در واقع نشان مي‌دهد كه اين قانون براي همه كاربران يكسان اعمال نمي‌شود.

بهترين پروژه هاي ساختماني با پرينتر سه بعدي
ما در مورد مزايايي كه ساخت افزودني براي صنعت ساخت و ساز به ارمغان مي آورد بسيار صحبت كرديم.  پرينتر سه بعدي امكانات جديدي را براي طراحي باز مي كند، هزينه ها را كاهش مي دهد و پروژه هاي ساخت و ساز پايدار با اثرات زيست محيطي كم را توليد مي كند. قبلا در مورد تئوري صحبت كرديم. حالا بياييد به نحوه استفاده از مزاياي AM در واقعيت بپردازيم!

قبلاً درباره مهاجرت خانواده‌اي به خانه اي با پرينتر سه بعدي در فرانسه و بسياري از پروژه هاي خانه هاي پرينتر سه بعدي به شما گفته ايم. در نمونه هاي واقعي ديگر، شما را با چند پروژه خيره كننده از هلند، دفاتر منتشر شده سه بعدي دبي و اولين پل ساخته شده با پرينتر سه بعدي آشنا مي‌كنيم. در مورد ساخت خانه در يك روز چطور؟ آيا امكان دارد؟ بياييد ببينيم كه فناوري هاي سه بعدي براي صنعت ساخت و ساز تا كجا پيش رفته اند.

در 24 ساعت خانه بسازيد؟
چرا كه نه! Apis Cor يك شركت روسي متخصص در پرينتر سه بعدي است كه مي تواند يك خانه كانتور شده را تنها در 24 ساعت توليد كند. نه تنها اين، بلكه ماشين ها مي توانند در زمستان نيز كار كنند. آنها بايد پوشش داده شوند. پرينتر سه بعدي ها را مي توان به راحتي به محل ساختمان منتقل كرد و ظرف 30 دقيقه، آماده ساخت خانه آينده شماست! بتن يك مخلوط منحصر به فرد است كه به سرعت سخت مي شود و به پرينتر سه بعدي اجازه مي دهد تا به سرعت كار كند. اين شركت همچنين مي خواست نشان دهد كه شكل ساختمان ها نبايد مربع باشد. ما مي توانيم معماري را باز كنيم تا شكل هاي جديدي به خود بگيرد. آزمايش‌هايي مانند اين نشان مي‌دهد كه توليد مواد افزودني مي‌تواند راه‌حلي جدي براي بحران مسكن در سال‌هاي آينده باشد.

پرينتر سه بعدي و يك زندگي جديد
New Story  يك سازمان غيرانتفاعي است كه هدف آن رساندن خانه‌ها به فقيرترين افراد است. آنها در طول 3 سال 850 خانه در سراسر جهان ساخته اند، اما مي دانستند كه بايد سريعتر كار كنند. برت هاگلر، مديرعامل و يكي از بنيانگذاران New Story، پتانسيل توليد افزودني را ديد. آنها طرح ها و راه حل هاي ساخت و ساز جديدي را توسعه دادند و روند ساخت و ساز خود را بهبود بخشيدند و هزينه ها را كاهش دادند. به لطف پرينت سه بعدي، آنها توانستند 100 خانه كانتور شده را تنها در هشت ماه بسازند. اين بيش از 12 خانه در ماه است، و براي سازمان، اين به معناي 12 خانواده است كه در نهايت خانه دريافت كردند.

New Story به لطف همكاري با Icon، كه پرينتر سه بعدي موبايل Vulcan را طراحي كرد، به موفقيت بسياري دست يافت. اين دستگاه را مي توان به راحتي به كشورهاي در حال توسعه منتقل كرد و مي تواند بدون برق كار كند. اين پرينتر سه بعدي مي تواند خانه اي به مساحت 600 تا 800 فوت مربع (55 تا 75 متر مربع) را تنها در 24 ساعت بسازد. به لطف فناوري هاي سه بعدي، هزينه ها فقط 4000 دلار تعيين شده است. اين واقعا مي تواند آينده مسكن و مبارزه با بي خانماني را تغيير دهد.

مواد رايج مورد استفاده در لباس هاي پرينتر سه بعدي پلاستيك هاي سبك تر (ABS، PLA، پودر نايلون و غيره) و TPU است كه بين پلاستيك و لاستيك قرار دارد. ABS نوعي ماده پلاستيكي سخت با قيمت پايين است. بنابراين، براي خطوط تزئيني خلاقانه يك منطقه بزرگ در فناوري لباس مناسب تر است. با اين حال، به دليل دقت پايين سطح قالب گيري، براي به دست آوردن يك سطح ريز نياز به يك عمليات پس درماني دارد. PLA به عنوان يك ماده زيستي زيست تخريب پذير و سازگار با محيط زيست به اين معني است كه لباس چاپ شده با استفاده از اين ماده در صورت آسيب يا كهنه شدن قابل بازيافت است. علاوه بر اين، PLA به دليل خاصيت كششي و ذوب عالي به عنوان با ارزش ترين پليمر در زمينه پوشاك در نظر گرفته مي شود. با اين حال، لباس چاپ شده از PLA داراي شكنندگي بالا، پايداري حرارتي و چقرمگي ضعيف با مقاومت ضربه كمتر نسبت به مواد ABS است. بنابراين براي لباس هاي جدار نازك مناسب نيست. به دليل مقاومت در برابر سايش و كشش بالا، پلي اورتان انعطاف پذير (PU) [49،50] عمدتاً براي چاپ كفش هاي ورزشي مانند كفي مياني، كفي و غيره استفاده مي شود. اگرچه لباس چاپ شده با اين ماده به راحتي تغيير شكل نمي دهد، مواد گران است و پس از چاپ تغييرات غيرقابل كنترلي نسبت به طرح اصلي ايجاد مي شود. علاوه بر اين، از آنجايي كه چاپ عمدتاً توسط ويسكوزيته مواد محدود مي شود، هنگامي كه دماي اكسترودر كاهش مي يابد، به نازل مي چسبد كه به راحتي منجر به انسداد مي شود. در مقايسه، نايلون داراي استحكام كششي، كشش و چقرمگي عالي است. علاوه بر اين، دقت خروجي آن بهتر از ABS و PLA است. با اين حال، دماي تغيير شكل حرارتي كمتر منجر به انقباض حرارتي در طول استفاده از محصول مي شود كه هنوز نمي تواند الزامات لباس را برآورده كند.

ساختار انعطاف پذير پرينتر سه بعدي در لباس هاي سنتي
بيشتر لباس‌هايي كه با مواد سنتي چاپ مي‌شوند، سفت، فاقد انعطاف‌پذيري و راحتي كمتري هستند. بنابراين، آنها عمدتا براي نمايش لباس هاي مفهومي استفاده مي شوند و نمي توانند در زندگي روزمره مردم استفاده شوند. با اين حال، انواع پارچه‌هاي ساختاري انعطاف‌پذير كه در حال حاضر توسعه يافته‌اند مي‌توانند لباس‌هاي پرينت سه بعدي را بهبود بخشند. ملنيكوا ساختارهاي مبتني بر پارچه را با استفاده از فناوري SLS و FDM چاپ كرد. نتايج نشان مي‌دهد كه ABS شكننده نمي‌تواند الزامات ساختار ريز را برآورده كند، در حالي كه اسيد پلي لاكتيك و نايلون مورد استفاده در SLS ممكن است براي استفاده از منسوجات معمولي بسيار سخت باشد. با اين حال، پلي لاكتيك اسيد نرم، همراه با مواد كمتر انعطاف پذير مانند BendLay، نشان داده شده است كه برخي از ساختارهاي مبتني بر نساجي را تكرار مي كند.

اين مواد مي توانند الگوها و ساخت و سازهاي جديدي را براي لباس ايجاد كنند و در زمينه هاي مرتبط مورد استفاده قرار گيرند. بنابراين مي توان طرح ها و عملكردهاي جديدي را به دست آورد كه با پارچه هاي نساجي سنتي قابل تحقق نيست. Bee croft [36،53] و ديگران شكل لوله اي منسوجات را بر اساس پرينتر سه بعدي مطالعه كردند كه با استفاده از ساختار اصلي بافندگي محقق مي شود. بر اساس مطالعات قبلي در مورد ساختار پارچه هاي پرينتر سه بعدي، آنها استفاده از پودر نايلون چاپ سه بعدي را براي ايجاد ساختار بافتني انعطاف پذير مورد بررسي قرار دادند. نتايج پتانسيل چاپ ساختارهاي منسوجات منعطف و لوله‌اي را در مقياس‌هاي مختلف نشان مي‌دهد كه خواص ساختارهاي پارچه اي بافتني سنتي همراه با خواص مكانيكي مواد را نشان مي‌دهد. علاوه بر اين، اين سازه‌ها در ضخامت‌هاي مختلف چاپ مي شوند كه انعطاف پذيري، استحكام و خواص مكانيكي كششي خوبي را نشان مي دهند كه ممكن است آنها را به راه حل هايي مناسب براي استفاده در صنعت نساجي فني تبديل كند. مطالعه بيشتر انواع مختلف مواد پودري نشان مي‌دهد كه TPU ممكن است منجر به پارچه‌هاي نرم تر شود كه ممكن است براي كاربردهاي مد مناسب‌تر باشد.

پيشرفت تحقيق در مورد پرينتر سه بعدي در لباس
فناوري پرينتر سه بعدي مي تواند كاربرد مواد با كارايي بالا با عملكردهاي مختلف را در لباس ها و لوازم جانبي براي ساختن اجزاي اصلي لباس هوشمند تحقق بخشد. پيشرفت كاربردهاي پرينتر سه بعدي در پوشاك از بعد لباس سنتي و پوشاك هوشمند در اين قسمت معرفي شده است.

پيشرفت پرينتر سه بعدي در پوشاك سنتي
كاربرد اساسي پرينتر سه بعدي در لباس هاي سنتي
با توسعه فناوري پرينتر سه بعدي، چاپ سه بعدي به تدريج در پوشاك، منسوجات و ساير رشته ها به كار گرفته شد. علاوه بر اين، تحقيقات بر روي مواد در زمينه لباس هاي پرينتر سه بعدي نيز پيشرفت هاي اوليه اي داشته است. كاكار نمونه هاي چاپ شده ساخته شده از پلي لاكتيك اسيد (PLA (نرم))، PLA+ (سخت) و Filaflex (TPE، يعني "الاستومر ترموپلاستيك") را اندازه گيري و آناليز كرد. نتايج نشان مي دهد كه Filaflex بهترين ماده براي فرآيند پرينتر سه بعدي است. علاوه بر اين، مطالعه نشان مي دهد كه حفره هواي توليد شده در طول فرآيند چاپ را مي توان با بهينه سازي پارامترهاي چاپ كاهش داد، در حالي كه اثر تنش پسماند بر مواد Filaflex را مي توان با تنظيم بار چاپ كنترل كرد. كيم تفاوت بين TPU (الاستومرهاي پلي يورتان گرمانرم) و ABS (اكريلونيتريل بوتادين استايرن) را با تركيب پارچه هاي نساجي سنتي با مواد پرينتر سه بعدي مقايسه كرد. اشاره مي شود كه مواد جامد ABS مي تواند خروجي با كيفيتي را ارائه دهد. با اين حال، به دليل زبري سطح بالا، محصولات نياز به پس پردازش دارند. علاوه بر اين، ABS براي توليد ساختار دايره اي در محصولات پوشاك مناسب تر است. در همين حال، TPU انعطاف پذير سطح نسبتاً صافي را فراهم مي كند. علاوه بر اين، به دليل ويژگي هاي ذاتي اين ماده، براي الگوهاي اتصال در محصولات پوشاك مانند ساخت سازه هاي لولا مناسب تر است. اسپاهيو [8] لباسي را با فلش به عنوان ساختار هندسي آن با استفاده از فرآيند FDM چاپ كرد. براي سهولت در پوشيدن آن، كمربندهاي ثابتي در دو طرف لباس اضافه شد و كل لباس از مواد رشته اي انعطاف پذير Filaflex براي انعطاف بهتر ساخته شد. با اين حال، هنوز شكاف خاصي بين خواص مواد چاپي و مواد نساجي سنتي وجود دارد. يارويندران [48] آزمايش هاي كششي و خمشي را به ترتيب بر روي رشته انعطاف پذير Filaflex و رشته انعطاف پذير TPU انجام داد. تحقيقات نشان داد كه Filaflex در حال حاضر مناسب‌ترين و مؤثرترين ماده براي كفي‌هاي ارتوپدي پا مي‌باشد، زيرا ماده TPU به دليل حرارت دادن در طول فرآيند چاپ، خاصيت ارتجاعي خود را تغيير مي‌دهد و اثر چسبندگي بين لايه‌ها نيز خوب نيست.