پرینتر سه بعدی

پرینتر سه بعدی مواد مهندسی: بررسی وضعیت هنر

خلاصه

پرینتر سه بعدی یا ساخت افزودنی یک فرآیند مهندسی است که برای تولید یک محصول سه بعدی لایه به لایه از مدل سه بعدی دیجیتال بر اساس نیاز استفاده می شود. این تکنیک تکنولوژی ساخت سریع در حال توسعه است. تقاضای رو به رشد برای  پرینتر سه بعدی به دلیل مزایای آن مانند نمونه سازی سریع و تولید قطعات قابل تنظیم است. اینها عوامل کلیدی رشد آن در سه دهه اخیر بوده اند. این تکنیک اکنون به یکی از فرآیندهای اصلی تولید تبدیل شده است. مواد متعدد متعلق به طبقه بندی های مختلف مانند فلزات، سرامیک ها، پلیمرها، کامپوزیت ها و هیبریدها را می توان برای کاربرد در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا، مراقبت های بهداشتی و پزشکی، ساخت و ساز، الکترونیک، غذا و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار داد. این بررسی یک درک اساسی از اصول هفت تکنیک مختلف پرینت سه بعدی را ارائه می دهد که معمولاً برای ساخت یک محصول سه بعدی استفاده می شود. علاوه بر این، مزایای این تکنیک مورد بحث قرار گرفته است. نیاز به تحقیقات بیشتر نیز در اینجا با توضیح محدودیت‌های این فناوری در سناریوی فعلی مشخص می‌شود.

معرفی

پرینتر سه بعدی یا تولید افزودنی فرآیند پیوستن لایه به لایه مواد مهندسی برای ساختن جزء مورد نظر از داده های مدل سه بعدی در اوایل دهه 80 است [1]. با توجه به اصل اولیه ساخت، به هفت دسته تقسیم می شود: جت بایندر، اکستروژن مواد، رسوب انرژی هدایت شده، جت مواد، همجوشی بستر پودر، لمینیت ورق و فوتو پلیمریزاسیون vat. این تکنیک‌های مختلف می‌توانند طیف وسیعی از مواد از فلزات، پلیمرها، سرامیک‌ها، کامپوزیت‌ها و هیبریدها را پردازش کنند. پس از سه دهه توسعه در زمینه پرینت سه بعدی، اکنون یکی از فرآیندهای اصلی تولید است که نیازی به هیچ گونه فیکسچر، روان کننده، خنک کننده یا هیچ منبع کمکی دیگری ندارد. توانایی آن در تولید قطعات سفارشی بر اساس تقاضا منجر به محبوبیت آن در دهه اخیر شده است. پرینتر سه بعدی به عنوان یک تکنیک قدرتمند برای نمونه سازی سریع، تولید انبوه و تولید قطعات سفارشی تکامل یافته است. این مقاله مروری یک نمای کلی از تکنیک های مختلف، مواد پردازش شده و کاربرد آن در زمینه های مختلف ارائه می دهد. نیاز به تحقیقات بیشتر در این زمینه از تولید افزودنی وجود دارد تا بتوان بر محدودیت آن غلبه کرد و به پتانسیل واقعی این تکنیک ساخت دست یافت.

این مقاله مروری بر اساس آخرین پیشرفت ها در زمینه پرینتر سه بعدی در 5 سال گذشته (شکل 1، جدول 1) است. مقالات مروری [2]، [3] که قبلاً در مورد این موضوع وجود دارد بر اساس تحقیقات قبلی ساخته شده اند. متن در این مقاله مروری به شکلی نوشته شده است که خواننده ناآشنا به این زمینه می تواند به راحتی این فناوری را درک کند.