درک تکنولوژی چاپ سه بعدی و شناخت مزایا، محدودیت ها و ویژگی های بزرگترین سازه های آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه، در سراسر جهان تقریباً ۲۵ روش مختلف برای انجام چاپ سه بعدی وجود دارد، از جمله برخی که تجاری شده اند و تقریباً ۱۰ روش از آن ها در صنعت تولید قطعات و مدل سازی نمونه به شکل گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. هدف اصلی این مقاله، توضیح و تفکر درباره بزرگترین سازه چاپ سه بعدی است که برای ارائه خدمات متنوع توسط چاپگرهای سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرند. روش های اصلی شناخته شده در حال حاضر شامل SLA، SLS، FDM، LOM، چاپ سه بعدی (BinderJetting)، DDM، Polyjet، DLP و FusionJet می باشند. در ادامه، به طور خلاصه درباره مزایا و ویژگی های بزرگترین سازه چاپ سه بعدی که برای ارائه خدمات متنوع مورد استفاده قرار می گیرند، پرداخته می شود.
معرفی بزرگترین سازه چاپ سه بعدی
با توجه به گزارش ارائه شده توسط نیواطلس، پیشرفت چشمگیر ایالات متحده آمریکا در حوزه معماری با بهره گیری از فناوری چاپ سه بعدی با پروژه هایی همچون توسعه ۱۰۰ واحد مسکونی در آستین، تگزاس، و پروژه زیستگاه مریخی ناسا قابل مشاهده است. این پروژه ها، از جمله ساختمان چاپ سه بعدی بزرگترین در جهان به نام “اصطبل لوکس” در فلوریدا، با مساحت تقریبی ۱۰ هزار و ۱۰۰ فوت مربع (حدود ۹۴۰ متر مربع)، نمونه ای از پیشرفت های این زمینه را نشان می دهند. این ساختمان با ابعاد ۱۵۵ فوت (۴۷ متر) در طول، ۸۳ فوت (۲۵ متر) در عرض، و ۱۳ فوت (۴ متر) در ارتفاع، به عنوان بزرگ ترین ساختمان چاپ سه بعدی جهان شناخته می شود. برای ساخت این سازه استثنایی، از چاپگر سه بعدی با نام COBOD BOD2 استفاده شده است که پیشتر برای احداث اولین خانه دو طبقه با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی در اروپا به کار رفته بود.
مطلب پیشنهادی : غرفه نمایشگاهی
در فرآیند ساخت و تولید این ساختمان، از یک نوع دستگاه رباتیک پیچیده استفاده شده است که مخلوطی مشابه به سیمان را از طریق یک نازل بیرون می ریخت و دیوارها را به شکل لایه ای شکل می داد. با این حال، ابزار چاپگر به اندازه کافی بزرگ نبود که بتواند ساختمان را به صورت کامل در یک مرحله اجرا کند، بنابراین سازه به چندین بخش تقسیم شد که از دو طرف شروع شده و در وسط به اتمام رسیده است. مدت زمان دقیق ساخت کامل در دسترس نیست، اما تکمیل ۳۲۰۰ فوت مربع (۲۹۷ متر مربع) از این ساختمان حدود ۱۸ روز طول کشید. اکنون که فرآیند چاپ سه بعدی به پایان رسیده است، تیم انسانی برای نصب سقف، پنجره، درها، و اتصالات برقی و سایر اجزای ساختمانی به کار خواهد پرداخت. همچنین، این ساختمان با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی محلی طراحی شده است و قصد دارد گرما و باد شدید را متحمل شود.
ساخت بنا با استفاده از چاپ سه بعدی
شرکت اپیس کور اعلام کرده که در دبی، با بهره گیری از فناوری چاپ سه بعدی، بزرگ ترین ساختمان جهان را به پایان رسانده است. این ساختمان اداری دو طبقه با ارتفاع ۹.5 متر و زیربنایی نزدیک به ۶۴۰ مترمربع، توسط چاپگر سه بعدی ساخته شده است. هرچند نیروی انسانی نیز در فرآیند ساخت مشارکت داشته است، اما اجرای اصلی با استفاده از چاپگرهای سه بعدی انجام شده است. مدت زمان ساخت این سازه سه هفته بوده و در این پروژه، تنها سه نیروی انسانی شرکت اپیس کور درگیر بوده‌اند.
این پیشرفت در صنعت معماری نشان از توسعه فناوری چاپ سه بعدی در ساخت و ساز دارد. با این وجود، باید توجه داشت که برخی از مراحل مانند نصب درها، پنجره‌ها، سقف و سیم کشی نیز با مشارکت نیروی انسانی انجام شده اند. چاپ سه بعدی، به عنوان یک راه حل برای حل مشکلات مسکن و گرانی در صنعت ساخت و ساز مطرح شده و ممکن است در آینده، در ساختمان های مسکونی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
مزایا و ویژگی های سازه چاپ سه بعدی
پرینترهای سه بعدی به عنوان یک فناوری نوین تولید شده که به انجام دادن پروژه ها و تولید اشیاء با ابعاد سه بعدی به صورت سریع و کارآمد کمک می کنند. در ادامه به برخی از مزایای آن اشاره می شود:
- سرعت بالای تولید قطعات، یکی از مزایای سازه چاپ سه بعدی نسبت به روش های سنتی می باشد. در این روش، می توان طرح های پیچیده را به وسیله برنامه CAD بارگذاری کرده و در چند ساعت، قطعه مورد نظر چاپ می شود. این سرعت بالا باعث می شود که توسعه ایده های طراحی به سرعت انجام گیرد، که قبلاً برای دریافت یک قطعه کانسپت به صبر برای چند روز یا حتی چند هفته نیاز داشتیم. این ویژگی باعث صرفه جویی در هزینه ها و زمان می شود.
- با توجه به مشکلات واردات قطعات و تحریم های سنگین، در صورت خراب شدن یک قطعه در ماشین آلات، امکان خرید قطعه جایگزین جدید و سالم وجود ندارد. بنابراین، مهندسی معکوس و چاپ سه بعدی، به عنوان یک راهکار موثر می باشد. برای مثال، قطعه معیوب و خراب، اسکن سه بعدی و مدل سازی می شود و سپس به وسیله چاپگر سه بعدی، قطعه جدید تولید می شود.
- تولید قطعات در روش های سنتی، فرآیندی چند مرحله ای و زمان بر است. این مراحل شامل طراحی، مدل سازی سه بعدی، ساخت قالب، ریخته گری، ماشینکاری و پرداخت نهایی می شود. هر کدام از این مراحل، می تواند بر کیفیت نهایی قطعه اثرگذار باشد و احتمال خطا را افزایش دهد. اما چاپ سه بعدی، همه چیز را تغییر داده است. با استفاده از این تکنولوژی نوین، می توان قطعات را در یک مرحله واحد و بدون نیاز به قالب گیری، ریخته گری و ماشینکاری تولید کرد.
- توانایی تولید به یک مرحله همچنین باعث می شود که وابستگی به مراحل مانند ماشینکاری، جوشکاری و رنگ آمیزی کاهش یابد، از این رو طراحان می توانند کنترل بیشتری بر روی محصول نهایی داشته باشند. هزینه های تولید افزایشی ممکن است به سه دسته اصلی تقسیم شوند: هزینه های عملکرد دستگاه، هزینه مواد و هزینه نیروی کار. در مورد تولید انبوه قطعات یا ساخت اجزای کوچک، هزینه های اضافی تولید منطقی و مقرون به صرفه خواهد بود.
- هزینه تولید می تواند به شدت متفاوت باشد. فرآیندهای سنتی مانند قالب گیری تنها در تولید انبوه اقتصادی هستند، اما اگر شما یک قطعه نوآورانه دارید و می خواهید با کمترین هزینه و زمان، سری سازی دقیق و کوچک آن را انجام دهید، بهترین گزینه تولید آن از طریق چاپ سه بعدی است.
مطلب پیشنهادی : چاپ استیکر تبلیغاتی
سخن پایانی
سازه چاپ سه بعدی، دنیای تولید را متحول کرده است و مزایای بی شماری را برای صنایع مختلف به ارمغان آورده است. با استفاده از این تکنولوژی، می‌توان قطعات را با سرعت بیشتر، دقت بالاتر و هزینه کمتر تولید کرد و به نوآوری و خلاقیت در فرآیند طراحی دست پیدا کرد.
سوالات متداول
1- چه اندازه ای می تواند با چاپ سه بعدی تولید شود؟
بزرگترین پرینتر سه بعدی تا به امروز، با حجم 2.06 متر مکعب (72.78 فوت مکعب) از مواد چاپی، توسط مرکز سازه های پیشرفته و کامپوزیت های دانشگاه مین (آمریکا) در اورونو، مین، آمریکا، در تاریخ 10 اکتبر 2019، ساخته شده است.
2- بزرگترین پرینتر سه بعدی کدام است؟
برای چاپ سه بعدی در اندازه بزرگ، به دنبال پرینترهای سه بعدی بزرگ بگردید. به عنوان مثال، پرینتر سه بعدی T3500 توسط شرکت Ultimaker اهل هلند، با حجم چاپ 1000 میلی‌متر در 1000 میلی‌متر در 2100 میلی متر (1650 لیتر) و سرعت 300 میلی متر در ثانیه، ارائه شده است.
