تجسم بخشیدن به ایده‌ها با چاپگر سه بعدی! حسام بقایری

تجسم بخشیدن به ایده‌ها با چاپگر سه بعدی! دستگاه صنعتی «نمونه سازی سریع» با تلاش پژوهشگران دانشگاهی در کشور طراحی و ساخته شد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی موفق به طراحی و ساخت دستگاه صنعتی نمونه‌سازی سریع شدند که قادرست در مدت زمان بسیار کوتاه و با هزینه پایین، تصورات ذهنی یک طراح را به مدل فیزیکی قابل لمس تبدیل ‌کند.

حسام بقایری، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک (گرایش ساخت و تولید) دانشگاه صنعتی خواجه‌ نصیرالدین طوسی و از مجریان این طرح در گفت‌وگو با خبرنگار پژوهشی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) اظهار داشت: دستگاه ساخته شده تحت عنوان پرینتر سه بعدی، یکی از جدیدترین فن‌آوری‌های نمونه‌سازی سریع است که به واسطه استفاده از تکنولوژی پیزوالکتریک برای نخستین بار، دارای دقت ابعادی، صافی سطح مدل تولیدی و کیفیت رنگ بالاتری در قطعات نهایی نسبت به تنها نمونه خارجی خود می‌باشد.

وی با ابراز این عقیده که ساخت این دستگاه تا پیش از این در انحصار آمریکا بوده و دستگاه ساخته شده مزایای زیادی نسبت به مشابه خارجی دارد، خاطرنشان کرد: نمونه سازی سریع (Rapid Protoryping) فرآیندی جهت ساخت مدل فیزیکی، به صورت لایه لایه از روی مدل سه بعدی طراحی شده در محیط های نرم افزاری (CAD) و همچنین داده های خروجی از اسکنرهای ام.آر.آی و یا سی.تی.اسکن می باشد.

بقایری در توضیح ساختار این دستگاه که در قالب پروژه کارشناسی ارشد وی و سعید شیرازی - یکی دیگر از دانشجویان مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - طی مدت زمان دو سال ساخته شده است، افزود: این دستگاه شامل سه بخش مکانیکی با اجزای هد و مخازن ساخت و تغذیه، الکترونیکی مشتمل بر منابع تغذیه، درایوهای کنترلی و بخش نرم افزاری است که وظیفه کنترل عملکرد دستگاه را بر عهده دارد وبخش دیگری که بعد از دریافت مدل سه بعدی از برنامه های 3D آن را به صورت لایه لایه جهت ساخت به دستگاه ارسال می کند.

وی خاطر نشان کرد: یکی از عوامل استقبال روز افزون صنعت از فن‌آوری نمونه سازی سریع این است که داشتن یک مدل سه بعدی قابل لمس از یک طرح آن هم طی مدت چند ساعت با هزینه نسبتا پایین، بسیاری از نگرانی های طراحان و به دنبال آن هزینه های اضافی ناشی از اشتباهات طراحی را از بین می برد. ارزیابی عملکرد، بازبینی، تجسم، مونتاژ، ابزار سازی، ریخته گری و بازاریابی بیشترین موارد کاربرد مدل‌های ساخته شده به این روش را به خود اختصاص می دهند.

وی ادامه داد:این تکنولوژی می‌تواند در علم پزشکی و خصوصا در جراحی های جمجمه تحول زیادی را ایجاد کند به نحوی که با بهره گیری از آن می توان از روی عکس های MIR مدل جمجمه بیمار را شبیه‌سازی کرد و با استفاده از آن به سادگی روش جراحی را انتخاب کرد.

این مخترع تصریح کرد: فرآیند ساخت به روش 3DPrinter با دریافت اطلاعات مربوط به مدل سه بعدی آغاز می‌شود و سپس این طرح سه بعدی توسط نرم افزار دستگاه به لایه هایی با ضخامت‌های مساوی تبدیل می شود. پس از آن برای ساخت هر یک از این لایه ها ابتدا یک لایه پودر توسط سیستم لایه نشانی بر روی صفحه ساخت دستگاه نشانده می شود و با حرکت یک هد حاوی مایع بایندر (سخت کننده پلیمری)، بر روی لایه های پودر و پاشش بایندر در نقاط مورد نیاز، مقطع مربوط به مدل در آن لایه شکل گرفته و صورت صلب در می آید؛ بدین ترتیب با تکرار مراحل بالا برای لایه های بعدی، تمامی لایه ها از پایین به بالا ساخته می شوند و در نهایت می توان قطعه ساخته شده را پس از زدودن پودرهای اضافی از مخزن ساخت خارج کرد.

بقایری درباره مزایای این دستگاه نیز به ایسنا گفت: از مزایای این روش سرعت بالای تولید (دو تا چهار لایه بر دقیقه)، هزینه پایین و امکان تولید قطعات رنگی می‌باشد. این روش همچنین در معماری، قالبسازی، مدل سازی پزشکی، صنایع خودرو، مدل سازی مولکولی، زمین شناسی، نقشه برداری، صنایع الکتریکی و الکترونیکی و ... کاربرد دارد.

وی در پایان اظهار داشت: این دستگاه به دلیل لایه لایه ساختن مدل هیچ گونه مشکلی با پیچیدگی مدل طراحی شده ندارد. برای افزایش دقت و کیفیت، توانایی مکانیزم لایه نشانی دستگاه تا حدود سه برابر افزایش یافته است به شکلی که میزان ضخامت لایه های مدل از 25 میکرون تا 125 میکرون بر حسب نیاز قابل تغییر است.