پرینت سه بعدی اعضای بدن

چند سال پیش پرینت سه بعدی اعضای بدن به نظر تخیلی می آمد. اما اکنون واقعی شده است. و تنها برای آزمایشگاه های پیشرفته تحقیقاتی. چند تا از اختراعات شگفت انگیز به آسانی قابل پرینت برای پرینتر های سه بعدی استاندارد هستند. در ادامه به چند نمونه از دست آورد های محققان در این زمینه اشاره می کنیم.

چشم بیونیک

محققان دانشگاه مینه سوتا نمونه اولیه چشم بیونیک ( Bionic ) توسط تکنولوژی پرینتر سه بعدی ساختند. این دستگاه مجموعه ای از آشکارسازهای نوری نیمه هادی است که از پلیمرها ساخته شده و روی نیمکره شیشه ای چاپ شده است.

چشم بیونیک همیشه غیر واقعی به نظر می رسید. اما اکنون با پیشرفت پرینتر های سه بعدی چند ماده ای به واقعی شدن آن ها نزدیک تر هستیم. قدم بعدی محققان تقویت نمونه اولیه با آشکار سازهای نوری بیشتر و با عملکرد بهتر است. همچنین محققان برای تکمیل پروژه خود در جست و جو راهی برای پرینت سه بعدی روی نیم کره ای نرم تر هستند تا بتوانند آن را در چشم واقعی به کار ببرند.

دندان آنتی باکتریال

محققان در گرونینگن هلند موفق به ساخت دندان پرینت سه بعدی شده اند که توانایی از بین بردن میکروب ها را دارد. این دندان پرینت سه بعدی از رزین معمولی دندان مصنوعی به همراه یون های چهارتایی آمونیوم با بار مثبت ساخته شده است. هنگامی که این مواد با باکتری هایی با پوسته حامل بار منفی آن ها برخورد می کنند، میکروب ها را از بین می برند.

قلب

محققانی در سوئیس موفق به پرینت سه بعدی قلبی از جنس سیلیکون شده اند، که می تواند همانند قلب انسان کار کند. و خون را پمپاژ کند. اما مشکلی که وجود دارد، این قلب پرینت سه بعدی تنها تا 3000 ضربان دوام می آورد. قلب مصنوعی ای که همانند قلب انسان عمل می کند اما تنها 30 تا 45 دقیقه دوام می آورد. هدف از این تحقیقات ساخت قلبی هم از نظر شکل و اندازه و عملکرد کاملا شبیه قلب انسان باشد.

پوست

محققانی در کانادا پرینتر سه بعدی طراحی کرده اند که می تواند ورق های باریکی از پوست انسان را برای پوشش و بهبود زخم های عمیق تولید کند. این اولین پرینتر سه بعدی است که می تواند بافت را در محل تولید کرده و انقلابی در مراقبت های سوختگی ایجاد کند.

بیشتر پرینتر های سه بعدی زیستی موجود، بسیار بزرگ، آهسته، گران و نامناسب با کاربرد های بالینی هستند.

این پرینتر سه بعدی با وزن کمتر از 1 کیلوگرم نوارهایی از جوهر زیستی تولید می کند که جنس آن ها از کلاژن و فیبرین ( fibrin ) است و تمام این فرآیند حداکثر 2 دقیقه طول می کشد.

پرینتر سه بعدیSLA سرعت بالا

3D System، پرینتر سه بعدی رزینی جدیدی عرضه کرده است به نام SLA 750 Dual و ادعا می کند که این پرینتر سه بعدی ترکیبی از اندازه، سرعت، دقت، وضوح، پرداخت و کیفیت مکانیکی عالی را برای قطعات نهایی ارائه می کند. این دستگاه بر تولید قطعات رزینی بزرگ و تولید انبوه برای صنایع از حمل نقل گرفته تا هوافضا و مراقبت های بهداشتی تمرکز کرده است.

هیجان انگیز ترین جنبه پرینتر سه بعدی SLA 750 Dual لیزرهای 4 واتی همگام دوگانه آن است که می تواند قطعات را با دقت بالا پرینت کند. واضح است که وجود دو لیزر سرعت پرینتر سه بعدی را افزایش می دهد اما با این وجود پرینتر سه بعدی SLA 750 dual با یک لیزر همچنان 30 درصد سریعتر از سایر پرینتر های سه بعدی است.

تکنولوژی جدید در پس این بهبود سرعت و عملکرد قابل توجه این پرینتر، الگوریتم اسکن جدید و اختصاصی Hyper-Scan است. ویژگی کنترل لیزر، فوکوس لیزر، قدرت و حرکت شناسی موتور برداری را بهینه می کند.

به گفته این شرکت، این سیستم همچنین دارای یک recoater دوگانه ریلی خود کالیبره شده است که برای بهبود قابلیت اطمینان فرآیند پرینت سه بعدی و خواص مکانیکی قسمت نهایی طراحی شده است.

مشخصات دستگاه:

تکنولوژی :  Stereolithography (SLA)

بزرگترین سایز قابل پرینت: 750*750*550 mm

منبع انرژی: یک یا دو لیزر 4 واتی

بیشترین وضوح: 2000 dpi

بنتلی ( Bentley ) در حال گسترش قابلیت پرینت سه بعدی خود است.

شرکت خودرو سازی انگلیسی بنتلی ( Bentley ) از سال 1998 سه میلیون یورو برای مهارت های پرینتر سه بعدی سرمایه گذاری کرده است. هدف نهایی از سرمایه گذاری شرکت بنتلی، پرینت سه بعدی اجزای خودرو و بهبود ویژگی های شخصی سازی کردن خودرو های مشتری ها است. در سال 2021 بنتلی، ساخت افزایشی را در طیف وسیعی از کاربرد ها اعمال کرد و در نهایت بیش از 1500 قطعه تولید کرد.

چنین سرمایه گذاری های در پرینت سه بعدی یکی از چشم انداز های بتنلی برای پایدار بودن در خط مقدم پیشرفت و فناوری است. در کارخانه های بتنلی از آخرین نسل پرینتر سه بعدی FDM ( برای اکستروژن پیشرفته پلاستیک پلیمری ) و از PolyJet ( برای پرینتر سه بعدی مدل های چند ماده ای ) از Startasys با حداقل یک پرینتر HP Jet Fusion ( برای پلیمر های بر بستر پودر فلزی ( PBF ) با نایلون و متریال TPU ) .

تجهیزات پیشرفته پرینتر سه بعدی باعث شده است در هزینه های قطعات تا 50 درصد صرفه جویی شود. با تلاش شبانه روزی بتنلی توانایی تولید هزارن قطعه با 25 ماده مختلف، بدون نیاز به منابع خارجی را دارد. علاوه بر این به کارمندان بنتلی آموزش کارکرد پرینتر سه بعدی پیشنهاد می شود تا بفهمند چگونه می توانند از فرآیند پرینت سه بعدی در کارهای خود بهره مند شوند.

دستگاهی که بطری ها را به فیلامنت تبدیل می کند!

چنگ (Cheng) یک طراح صنعتی اهل کالیفرنیا دستگاه بازیافتی به اسم Polyformer ساخته است که می تواند بطری های از جنس پلاستیک PET را به فیلامنت هایی برای پرینت سه بعدی تبدیل کند. Polyformer به گونه ای طراحی شده است که با استفاده از زباله ها اقدام به تولید محصولات جدید می کند که این تولید را برای تولید کنندگان مستقل، ارزان تر و به صرفه تر می کند.

این طرح منبع باز است. به این معنا که یک کتابچه ی راهنما به صورت گام به گام ساخت آن را توضیح می دهد به صورت رایگان در درسترس است تا دیگران از آن استفاده کرده و با شرایط خود طبیق دهند. این دستگاه به شکلی طراحی شده است که تمام قطعات قابل پرینت سه بعدی هستند و خود چنگ می گوید تمام دستگاه را با بطری های PET بازیافت شده ساخته است که باعث شده ظاهری شفاف به آن بدهد.

Polyformer مجهز به ابزار برش با stacked bearing است که بطری های پلاستیکی را به نوار طولانی برش می دهد. کاربران می توانند این نوارها را به هات اند وارد کرده تا از طریق یک نازل برنجی ذوب شده و به صورت فیلامنت هایی با قطر 1.75 میلی متری اکسترورد شود. انتهای فیلامنت روی یک قرقره بسته می شود و فیلامنت را حین اکسترود می پیچید بعد از پر شدن قرقره می توان آن را در یک پرینتر سه بعدی استفاده کرد.

متریال پرینت سه بعدی غیرمعمول

پرینت سه بعدی با مواد کلاسیک مانند: پلاستیک، فلز و سرامیک بسیار گسترس یافته است. با این حال، در این میان موادی وجود دارد که نه تنها غیر عادی هستند بلکه اجسام پرینت سه بعدی خارق العاده ای را پدید می آورند. در این مطلب ما به شما تعدادی از این مواد غیرمعمول را معرفی می کنیم. از شیشه گرفته تا نمک، کتان و خاکستر که می توان اجسام خاص و منحصربه فردی را ساخت. در برخی موارد، این مواد حتی ثابت می‌کنند که جایگزینی عالی برای پلاستیک هستند و مصرف بیش از حد و اثرات زیست ‌محیطی ناشی از آن را کاهش می‌دهند. امروز، ما نگاهی به این مواد شگفت‌انگیز برای چاپ سه‌بعدی می‌اندازیم که در نگاه اول ممکن است انتظار نداشته باشید.

پرینت متریال سه بعدی استخراج شده از دریا

فیلامنت یکی از پرمصرف ترین متریال پرینت سه بعدی است و عمدتاٌ به دلیل در دسترس بودن پرینتر س بعدی FDM است. آیا می دانید که برخی از فیلامنت ها از صدف های دریایی و سخت پوستان ساخته شده اند؟ شرکت فرانسوی Francofil فیلامنت هایی ارائه داده است که از PLA و پوست صدف، گوش ماهی و oyster ساخته شده اند. این مواد از ضایعات غذایی جمع آوری و خرد شده تا به فیلامنت تبدیل شوند. این فیلامنت در فرانسه تولید شده و می تواند مانند PLA معمولی پرینت شود.

پرینت سه بعدی نمک

Emerging Objects یک شرکت آمریکایی است که با استفاده از تکنولوژی جدید و اصلاح مواد اقدام به پدید آوردن پروژه های منحصر به فرد و تأثیر گذار می کند. یک از عالی ترین ابتکارات این کمپانی Saltygloo است. ساختاری که با پرینت سه بعدی نمک ساخته شده است و نمک مورد استفاده از منابع محلی در سنفرانسیکو جمع آوری شده است.

پرینت سه بعدی خاکستر

شرکت اسپانیایی Narbón تکنولوژی جدیدی را ارائه کرده است که می توان از پرینتر سه بعدی برای ساخت جواهرات سرامیکی منحصر به فردی از خاکستر، مو، DNA یا بقایای اسکلتی یکی از عزیزان استفاده کرد.برای انجام این کار، قبل از پرینت سه بعدی جواهرات، الگو باید پردازش شده و سپس خاکستر با پورسیلین ( porcelain ) ترکیب شود بعد از پرینت لعاب داده می شود تا قطعه ماندگار شود.

استفاده متفاوت از Linen

فیلامنت ترکیب شده با لنین یکی دیگر از جایگزین های فیلامنت های سنتی است. سازنده این فیلامنت شرکت فرانسوی  Nanovia است. این شرکت می گوید این فیلامنت نه تنها جایگزین مناسبی برای فیلامنت های سنتی است بلکه با اعمال پارامترهای پرینت مختلف می توان طیف وسیعی از سایه روشن های رنگ قهوه ای را به دست آورد ( با تغییر دمای در طول پرینت). همچنین این کمپانی پیشنهاد می دهد که قطعات پرینت شده را با نور فرابنفش آب بندی کنید تا قطعات زمان بیشتری سالم بمانند.

پرینت سه بعدی با شیشه

شیشه سال هاست که در صنایع متعددی رواج داشته و در تولید مواد افزودنی نیز استفاده می شود. چندین محقق، به عنوان مثال از MIT یا آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)، روش های پرینت سه بعدی، برای چاپ شیشه ای ارائه کرده اند. به عنوان مثال، تیم MIT دستگاه G3DP2 را توسعه داد که می تواند 5 کیلوگرم شیشه را در ساعت پردازش کند. محققان با این دستگاه موفق به ایجاد ستون های شیشه ای به ارتفاع 3 متر  شدند. اخیرا استارتاپ گلاسومر نیز فناوری خود را برای چاپ سه بعدی شیشه ارائه کرده است. این شرکت در حال توسعه ماده ای از پودر شیشه ریز و چسب پلاستیکی است که می تواند توسط پرینترهای SLA پردازش شود.

پرینت سه بعدی عاج

در میان انبوهی از مواد مورد استفاده برای پرینت سه بعدی، مواردی وجود دارند که به طور موقت برای برآوردن نیازهای خاص و حل مشکلات قدیمی به روشی نوآورانه توسعه یافته اند. یکی از این مواد Digory است که توسط دانشگاه وین با همکاری Cubicure GmbH برای رفع نیاز به بازسازی آثار باستانی و اشیاء ساخته شده از عاج مورد استفاده قرار می گیرد. این یک رزین مصنوعی حاوی ذرات فسفات کلسیم و پودر اکسید سیلیکون است. محققان این ماده جدید را با ویژگی هایی مانند عاج برای بازیابی اشیاء با استفاده از چاپ سه بعدی یا فناوری SLA ساخته اند. شباهت بین این دو ماده قابل توجه است تقریباً هیچ تفاوتی وجود ندارند!

متریال نسل جدید میکرو پرینترهای سه بعدی

امروزه تقاضا برای ساخت دستگاه های کوچک در حوزه الکترونیک، بیوتکنولوژی، خودرو و هوافضا افزایش یافته است به همین دلیل علاقه به توسعه فناوری های تولید افزودنی در مقایس کوچک نیز گسترش یافته است. این روش پرینت سه بعدی می تواند قطعات در مقایس بسیار کوچک که با روش های ساخت سنتی  امکان پذیر نیستند را با هزینه کمتر و سریعتر تولید کند.

پرینت سه بعدی در مقایس میکرو به مواد منحصر به فردی که تنها برای این تکتولوژی فرموله شده اند نیاز دارد که آن ها را پلیمریزاسیون دو فوتونی ( two-photon polymerization (TPP) ) می نامند.

طیف مواد قابل استفاده برای میکرو پرینترها نقش مهمی در پذیرش و کاربردهای این پرینتر ایفا می کند. به همین دلیل تولید هشت رزین TTP جدید از تولید کننده فرانسوی ( Microlight3D ) پرینتر های سه بعدی در مقیاس میکرو خبر بزرگی است. رزین های جدید فرصت را برای محققان مکانیک و علوم زیستی فرآهم می کنند تا پرینت سه بعدی اشیاء پیچیده در مقیاس میکرو را گسترش دهند. طیف وسیع از رزین های انعطاف پذیر، سخت و زیست سازگار، شانس بررسی و پرینت اجسام در مقیاس کوچک، اجسامی صد برابر کوچک تر از تار مو و هندسه های پیچیده، با متریال مختلف را برای توسعه دهندگان فرآهم می کنند.

ارائه این طیف گسترده توسط شرکت Microlight3D به کاربران این امکان را می دهد تا به طور کامل از تنکولوژی میکرو پرینترهای سه بعدی بهرمند شوند. برای مثال، دو رزین سفت و سخت این شرکت (Rigid-A و Rigid-E) به همراه رزین انعطاف‌پذیر آن (Flex-A) برای کاربردهای میکرومکانیکی مانند گیره‌ها و پیچ‌های میکرو طراحی شده‌اند. همچنین رزین OrmoRed که با لیزر مادون قرمز استفاده می‌شود، محققان را قادر می‌سازد تا از مواد مختلف در یک سیستم استفاده کنند بدین گونه که رزین OrmoRed را با نانوذرات فلزی یا مغناطیسی تقویت می کنند تا برای مثال ،میکرو ربات‌های خلاقانه ایجاد کنند.

OrmoBio و Green-A-Bio جدید رزین های زیست سازگار هستند، در حالی که Green-Gel و UV-Gel دو هیدروژل زیست سازگار و انعطاف پذیر هستند که برای محققان در کشت سلولی اهمیت دارند.

نرده های خاص و سفارشی پرینت سه بعدی شده

امروزه پرینت سه بعدی فلز و بتن در صنعت ساختمان سازی افزایش چشم گیری داشته است اما درباره ی استفاده از پلاستیک در ساختمان سازی کمتر می شنویم البته به جز کاربرد خاص پر کردن بتن با پلاستیک.

اگر شما معمار هستید و به استفاده از ترموپلاستیک ها و انواع پرینتر سه بعدی مخصوص صنعت ساختمان سازی علاقه مند می باشید این خبر خوبی برای شما است.

شرکت آلمانی UNIKAT.railings اقدام به تولید نرده های خاص توسط پرینتر سه بعدی کرده است.

سایز هر قطعه پرینت سه بعدی شده 1*1 متر است که به شکلی مناسب و مطابق با خواسته مشتری به یک دیگر متصل شده و در محل نصب می شوند.

مشتریان می توانند از بین انواع طرح های موجود برای پرینت سه بعدی طرح مورد نظر خود را انتخاب کرده و ابعاد پله هایی که می خواهند برای آن نرده بسازند را وارد کنند. ابعاد شامل: ارتفاع پله، عرض آن و پارامترهای که برای طراحی نرده های از این قبیل، نیاز است. با توجه به بخش سوالات متداول سایت شرکت، نرده ها برای پله های مستقیم هم اکنون در دسترس هستند. علاوه بر این شما می توانید طرح مورد نظر خود را نیز آپلود کنید.

نرده های پرینت سه بعدی این شرکت از جنس ترموپلاستیک است و سطح نهایی آن کاملا مطابق با درخواست مشتری تکمیل می شود.

هنگام بالا رفتن از پله ها و تکیه کردن به چنین نرده هایی انتظار دارید ایمن باشند و هنگام تکیه کردن وزن شما را تحمل و از افتادن شما جلوگیری کنند. این شرکت ایمنی و کارکرد نرده های پرینت سه بعدی خود را تضمین می کند و اطمینان می دهد نرده های پرینت سه بعدی داری استاندار هایی هستند که با مقررات هر کشور تطابق دارد.

ساخت نرده هایی از جنس فلز در هندسه های خاص و پیچیده همانند طرح های شرکت UNIKAT.railings بسیار دشوار و زمان بر است. بنابراین نرده های پرینت سه بعدی علاوه بر این که  در طرح دلخواه و مورد نظر شما پرینت می شوند زمان ساخت آن ها نیز نسبت به روش های سنتی سریعتر و هزینه آن کمتر و به صرفه تر است.