۱۰ مثال شگفت انگیز از کاربرد پرینتر سه بعدی در صنایع مختلف

از زمانی که فناوری چاپ سه‌بعدی وارد بازار شد بسیاری تصور می‌کردند این رویکرد بیش‌ازاندازه آینده‌نگر و شاید فقط مناسب نمونه‌سازی‌های آزمایشگاهی باشد؛ اما در مدت نسبتاً کوتاهی کاربرد پرینتر سه‌ بعدی فراتر از انتظارات پیش رفت و به روشی فراگیر در صنایع مختلف تبدیل شد. این دستگاه‌ها می‌توانند با افزودن لایه‌به‌لایه مواد قطعات پیچیده‌ای را در زمانی نسبتاً کوتاه و با دقت بالا بسازند. با داشتن دانش اولیه در خصوص مدل‌سازی و پارامترهای چاپ حتی افراد عادی هم می‌توانند ایده‌های خود را به واقعیت بدل کنند. از تجهیزات فضایی و پزشکی گرفته تا پوشاک و اسباب‌بازی چاپ سه‌بعدی به صنعت و زندگی روزمره ما راه پیدا کرده است. در ادامه ۱۰ مثال شگفت‌انگیز از این فناوری نوآورانه را در صنایع گوناگون بررسی خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

کاربرد پرینتر سه‌ بعدی در صنایع مختلف چیست؟

طبق گفته وب‌سایت 3dgence.com:

In the era of Industry 4.0, more and more” enterprises focus on optimizing their daily processes. Many of them decide to pick additive manufacturing to cut spending and time dedicated to a project, diversify their offer, and upgrade the quality of the final products.”

«در عصر صنعت 4.0 تعداد بیشتری از شرکت‌ها بر بهینه‌سازی فرایندهای روزانه خود تمرکز می‌کنند. بسیاری از آن‌ها تصمیم می‌گیرند از تولید افزودنی برای کاهش هزینه‌ها و زمان صرف‌شده در پروژه‌ها متنوع‌سازی خدمات و ارتقای کیفیت محصولات نهایی استفاده کنند.»

در ادامه مثال شگفت‌ انگیز از کاربرد پرینتر سه‌ بعدی در صنایع مختلف را مرور کنیم:

تولید پروتزهای سفارشی

یکی از مهم‌ترین تحولاتی که چاپ سه‌بعدی رقم زده در حوزه پزشکی و به‌ویژه ساخت پروتزهای سفارشی برای معلولان و بیماران است. در روش‌های سنتی ساخت پروتز با قالب‌گیری و فرایندهای طولانی همراه بود؛ اما اکنون پزشکان می‌توانند با تصویربرداری سه‌بعدی شکل اندام بیمار را دقیقاً اندازه‌گیری کنند و با کمک فایل‌های CAD پروتزی بسازند که دقیقاً با ابعاد بدن او منطبق است. اگر هر مشکلی مشاهده شود تنها کافی است فایل دیجیتالی اصلاح شود و مجدداً پروتز چاپ شود.

تولید قطعات یدکی و جایگزین

کاربرد پرینتر سه‌ بعدی در تولید قطعات یدکی طیف گسترده‌ای دارد؛ از صنایع خودروسازی گرفته تا وسایل خانگی. در گذشته برای یافتن یک قطعه کمیاب یا متوقف‌شده در بازار افراد گاهی مجبور بودند به سراغ تولیدکننده اصلی بروند یا مدت‌ها در بازارهای دست‌دوم جست‌وجو کنند؛ اما حالا کافی است مدل سه‌بعدی قطعه را در اختیار داشته باشیم تا بتوان آن را در کمترین زمان چاپ و جایگزین کرد. استفاده از بهترین پرینتر سه بعدی فیلامنتی برای تولید قطعات بسیار مناسب است.

ایمپلنت و ساختارهای پزشکی پیشرفته

چاپ سه‌بعدی نه‌تنها در ساخت پروتز بلکه در تولید ایمپلنت‌های پزشکی نیز نقشی کلیدی ایفا می‌کند. ایمپلنت‌های دندانی اسکلت‌های فلزی برای جایگذاری در بدن و حتی دریچه‌های قلب و اجزای ترمیمی استخوان نیز می‌توانند با این فناوری به‌صورت اختصاصی تولید شوند. دقت بالای چاپ سه‌بعدی امکان می‌دهد تا ایمپلنت با آناتومی بیمار هماهنگ باشد و فرایند جراحی آسان‌تر شود.

داروسازی و تولید قرص‌های شخصی‌سازی‌شده

اگرچه این کاربرد پرینتر سه‌ بعدی هنوز در مراحل اولیه است؛ اما تحقیقات نشان می‌دهد که چاپ سه‌بعدی دارو می‌تواند در آینده تحولی در صنعت داروسازی ایجاد کند. تصور کنید بیماران بتوانند قرص‌هایی با دُز و شکل هندسی مخصوص خود داشته باشند تا فرایند جذب بهتر انجام شود یا ترکیبات مختلف دارو در یک قرص واحد جای بگیرد. این رویکرد نه‌تنها مصرف دارو را ساده‌تر می‌کند بلکه امکان تولید دوزهای خاص برای بیماران مبتلا به بیماری‌های نادر را فراهم می‌کند. هرچند درحال‌حاضر تنها یک نمونه دارو (Spritam®) به‌شکل چاپ سه‌بعدی به بازار عرضه شده؛ اما چشم‌انداز این فناوری نویدبخش است.

ساختارهای اضطراری و مسکن سریع

در مواقع بلایا و بحران‌های طبیعی مانند زلزله سیل یا طوفان تأمین سرپناه و تجهیزات اولیه اهمیت بالایی دارد. چاپ سه‌بعدی با استفاده از موادی مانند بتن ویژه یا پلیمرهای مقاوم قادر است در مدت‌زمانی کوتاه سازه‌های قابل‌استفاده بسازد؛ از پناهگاه‌های موقت گرفته تا مراکز درمانی کوچک.

هوافضا و سفرهای فضایی

در صنعت هوافضا کاهش وزن قطعات بهبود استحکام و تولید سریع ابزارهای سفارشی از ضروریات است. چاپ سه‌بعدی به شرکت‌های هواپیمایی و فضایی اجازه می‌دهد قطعاتی را تولید کنند که با روش‌های سنتی ساخت آن‌ها دشوار یا غیرممکن بود. برای مثال موتورهای راکتی با طراحی‌های پیچیده یا قطعات داخلی فضاپیماها همگی می‌توانند با چاپ سه‌بعدی ساخته شوند. همچنین در ایستگاه فضایی بین‌المللی فضانوردان می‌توانند با استفاده از پرینتر سه‌بعدی ابزارها و قطعات ضروری را در فضا بسازند و دیگر نیاز به ارسال اقلام سنگین از زمین نداشته باشند.

صنعت مد و تولید لباس‌های سفارشی

کاربرد پرینتر سه‌ بعدی تنها به قطعات صنعتی محدود نمی‌شود. طراحان مد و پوشاک با تکیه بر این فناوری توانسته‌اند لباس‌ها و اکسسوری‌های خلاقانه بسازند. از کفش‌های چاپ سه‌بعدی گرفته تا جواهرات خاص این فناوری امکان می‌دهد طرح‌هایی پیچیده و جذاب پدید آید که با دست یا روش‌های سنتی دوخت‌ودوز قابل‌پیاده‌سازی نبودند.

محصولات شخصی با اندازه و طراحی سفارشی

امروزه بسیاری از محصولات روزمره همچون موس کامپیوتر صندلی و حتی کلاه ایمنی براساس ابعاد متوسط طراحی می‌شوند. افرادی که جثه‌ای متفاوت دارند یا به ارگونومی خاصی نیازمندند اغلب از این استانداردها ناراضی‌اند. چاپ سه‌بعدی فرصت می‌دهد تا هر فرد با اسکن سه‌بعدی بدن یا محل استفاده محصولاتی دقیقاً متناسب با ابعاد خود تهیه کند. برای مثال کفش‌های ارتوپدی یا دستگیره‌های خاص ابزارهای خانگی را می‌توان به‌راحتی با ابعاد موردنیاز چاپ کرد.

ابزارها و ماکت‌های آموزشی

کاربرد پرینتر سه‌ بعدی در حوزه آموزش نیز بسیار رو به رشد است. معلمان می‌توانند با چاپ مدل‌های واقعی از موضوعات درسی (مثلاً ماکت‌های جغرافیایی مدل‌های سه‌بعدی مولکول‌ها یا سازه‌های تاریخی) یادگیری را برای دانش‌آموزان جذاب‌تر کنند. وجود نمونه‌های لمس‌پذیر به‌ویژه در دروسی مانند شیمی فیزیک یا زیست‌شناسی درک مفاهیم پیچیده را آسان‌تر می‌کند.

چاپ سه‌بعدی مواد غذایی

اگرچه شاید عجیب به نظر برسد؛ اما چاپ خوراکی نیز در حال توسعه است. برخی آزمایشگاه‌ها موفق شده‌اند غذاهای خاص (مثلاً شکلات خمیر پیتزا یا خمیر قند) را با پرینتر سه‌بعدی آماده کنند. همچنین تحقیقات دربارۀ پرینت سلول‌های زندۀ گوشتی و سبزیجات در محیط‌های کنترل‌شده ادامه دارد

سخن پایانی

کاربرد پرینتر سه‌ بعدی فراتر از یک ابزار نمونه‌سازی ساده است و در صنایع گوناگون شاهد خلاقیت‌های باورنکردنی هستیم. از ساخت پروتز برای بیماران تا تولید قطعات پیچیده در هوافضا این فناوری در حال دگرگون‌کردن روند تولید و زندگی ماست.