چاپ سه بعدی فناوری است که افراد در سراسر جهان را قادر می سازد محصولات سفارشی خود را طراحی کنند. حتی اگر کسی تجهیزات مناسبی نداشته باشد ، دسترسی به خدمات شرکت‌های خلاق و استارتاپ‌های ارائه دهنده خدمات چاپ سه بعدی به صورت آنلاین طریق خدمات آنلاین، در دسترس قرار دارد و این نیازها را برطرف می‌کند.

فناوری چاپ سه بعدی با ارائه کارایی ، قابلیت تنظیم و قابلیت دسترسی به تولید مقرون به صرفه، به شکلی پویا و اثربخش باعث تغییر در چگونگی  و نحوه ساخت اشیا می‌شود.

امروزه، محصولات و راه حل های نوآورانه چاپ سه بعدی، با کمک دستاوردهای قبلی  و ایده‌های نواورانه جدید طراحان و مهندسان که پیش از این فقط به رویا می‌ماند، اکنون به واقعیت تغییر یافته است.

بخشهای زیر فقط برخی از نوآوری های چاپ سه بعدی را که این انقلاب صنعتی جدید به ارمغان آورده است معرفی می‌کند روشن می کند.

1. اندام‌های مصنوعی و پروتزهای سفارشی

پروتزها مدتهاست که جایگزین گران قیمت و غالباً ناکافی برای اندام از دست رفته و سایر اعضای بدن می شوند. چاپ سه بعدی با ایجاد توانایی تولید پروتزهای کاملا اختصاصی و سفارشی، در حالی که کسری از هزینه به روش‌های معمول را به دنبال دارد، می‌تواند تحولی در این عرصه به شمار برود.

فناوری چاپ سه بعدی منجر به طراحی‌هایی شده است که دیگر همچون گذشته، به طور انحصاری توسط شرکت‌های پزشکی تولید نمی‌شوند. این پروتزها ، مانند بسیاری از محصولات منبع باز، به لطف داوطلبان و شرکت‌های خلاقی که برای ساخت  طرح‌های  نوآورانه با یکدیگر همکاری می کنند، دائماً در حال پیشرفت هستند.

2. بافت‌های زنده و فناوری زیستی

در حالی که این فناوری هنوز در مسیر بلوغ و تکامل قرار دارد ، اندام‌های زیستی با استفاده از چاپ سه بعدی در حال توسعه است. در حال حاضر ، این فناوری هنوز به کشت بافت محدود است؛ به طور مثال توسط تعدادی از دانشمندان، بر روی توسعه فناوری هیدروژل‌ها و اجزای سازنده اندام هایی مانند دریچه‌های قلب کار می‌کنند.

امروزه ، بافتهای زنده چاپ شده به صورت سه بعدی توسط محققان تولید شده و در بعضی موارد ، اینها حتی با موفقیت در حیوانات آزمایشگاهی کاشته شده اند.

3. ایمپلنت‌ها و اندام‌های کاشتنی

یگی دیگر از جنبه‌‌هایی که فناوری چاپ سه‌بعدی در مسیر توسعه آن گام گذاشته، ایمپلنت‌ها یا اجزای کاشتنی در درون بدن است. به لطف فناوری چاپ سه بعدی، می توان از اسکن آناتومی بیمار برای ایجاد ایمپلنت‌های دقیق یا راهنماهای فوق العاده دقیق برای کمک به جراحی بازساختی استفاده کرد.

با کمک این فناوری می‌توان هر نوع ایمپلنتی رابا دقت و کیفیت بی سابقه‌ای ساخت. مزیت چاپ سه‌بعدی، تنها به دقت بسیار بالا و سفارشی بودن ختم نمی‌شود؛ به طور مثال در کاشت ایمپلنت‌های کاشتنی تیتانیومی با استفاده از پخت لیزر انتخابی (SLS)، به صورت متخلخل یا با هندسه‌های داخلی خاصی انجام شود. این امر، امکان استخوان سازی بهتر را فراهم می کند ، به این معنی که استخوان در طول کاشت رشد کرده و به تیتانیوم می پیوندد و باعث پایداری و عملکرد آن می شود.

4. طراحی و تولید تقاضامحور

به لطف چاپ سه بعدی، تولید و طراحی در سراسر جهان دست‌خوش تحول شده است. حوزه تجهیزات نظامی به ویژه تجهیزات پروازی مبتنی بر کارکرد و نیاز را می‌توان یکی دیگر از جنبه‌های کارایی این فناوری دانست. یکی از مزیت‌های چاپ سه بعدی که جهان بر روی آن تمرکز کرده، امکان تولید قطعات، تجهیزات نظامی و تجاری حتی پهپادها بر اساس تقاضا است.

در برخی موارد ، تهیه قطعات یا تعویض آن ممکن است یک سال طول بکشد، اکنون اما به لطف فناوری چاپ سه بعدی ، این زمان برای بعضی از قطعات به کم‌تر از یک روز کاهش یافته است . این قابلیت به کشورها این امکان را می‌دهد که وسایل نقلیه قطعات را بسیار کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر، تعمیر و  نگهداری کنند.

5. مواد پیشرفته

یشرفت های علم مواد به یاری فناوری چاپ سه‌بعدی، دستخوش تحولات عمده‌ای شده است. علاوه بر رشته های کامپوزیتی که دارای فیبر کربن یا مواد افزودنی دیگری برای بهبود مقاومت هستند، چاپ سه بعدی ایجاد مواد کامپوزیتی جدید و نوآورانه را امکان پذیر می کند.

شرکت‌های فناور حوزه چاپ سه بعدی برای تولید کامپوزیت های فیبر کربن که دارای رشته های طولانی فیبر کربن در داخل چاپ هستند ، استفاده می کند. شرکتهای دیگر در حال تولید و توسعه روشهای نوآورانه تولید کامپوزیتهای ساخته شده با مواد مختلف از فایبرگلاس تا فیبر کربن و سایر مواد افزودنی هستند.

6. خانه ها و پناهگاه های اضطراری

چاپ سه بعدی نوآوری های مختلفی را به صنعت ساخت و ساز وارد می کند. یکی از آن‌ها چاپ خانه‌های سه بعدی و پناهگاه‌های اضطراری است.

با کمک فناوری چاپ سه‌بعدی، احداث یک سازه در کم‌تر از چند هفته ممکن شده است و یک نوآوری قابل ذکر دیگر، اگرچه هنوز در مراحل اولیه خود است سیستم چاپ سه بعدی است که می‌تواند با استفاده از بازوی رباتیک در 20 تا 30 دقیقه یک ساختمان را با استفاده از فوم پلی اورتان کاملا عایق بندی شده ایجاد کند.

شرکت‌های فناور بسیاری در این حوزه مشغول نوآوری هستند. تولید داربست‌های چاپی سه بعدی، می تواند برای ایجاد ساختارهای محکم تر و البته سبک تر استفاده شود. از این سازه ها می توان در برخی موارد استفاده کرد ، اما می توان آنها را با مواد کم هزینه نیز تولید کرد تا هزینه تمام شده مسکن کاهش یابد. این دست نوآوری‌ها ضمن ان‌که هزینه تمام شده را کاهش و استانداردهای کیفیت و ایمنی را افزایش می‌دهند به تسریع در احداث خانه‌ها و رفع نیازهای جامعه کمک می‌کنند.

7. ساختارهای هوشمند

دقیقاً مانند فرامواد، چاپ سه بعدی امکان طراحی و تولید ساختارها و مواد نوآورانه‌ای را دارد که دارای ویژگی های منحصر به فرد و جالب است. پیشگامان این فناوری‌، کارهای خیره کننده‌ای را در این زمینه رقم زده‌اند.

یکی از این نوآوری‌ها، مربوط به اشیایی است که به محرک‌ها پاسخ می دهند. از این موارد بعضاً به عنوان اشیای هوشمند یاد می شود زیرا می توان آنها را برای واکنش در اطراف محیط مورد استفاده قرار داد.

به عنوان مثال، محققان اجسامی را ایجاد کرده اند که در پاسخ به گرما واکنش نشان داده و تغییر شکل می‌دهند. یکی از راه های این کار استفاده از چندین ماده است که با سرعت‌های مختلف منبسط می شوند به طوری که یک جسم در مقابل گرما انعطاف می‌یابد زیرا یک طرف جسم بیشتر از طرف دیگر منبسط می شود.

در آینده، می توان از این فناوری ابتکاری برای ایجاد اشیای پیچیده‌ای استفاده کرد که بتوانند با تغییر حالت‌ها و واکنش‌های هوشمندانه در وقت ، انرژی و منابع صرفه جویی کنند.

8. هواپیماهای بدون سرنشین و تجهیزات هوانوردی

در حال حاضر نوآوران فناوری چاپ سه بعدی، در مسیر ساخت قطعات هواپیماهای بدون سرنشین گام گذاشته‌اند.  این فناوری به آن‌ها امکان می دهد هواپیمای بدون سرنشین خود را با ویژگی‌های سفارشی و سایر مزایای همراه چاپ سه بعدی، سریعتر به در آسمان مشاهده کنند. حتی صنایع نظامی و هوافضا نیز با استفاده از تولید افزودنی برای هواپیماهای بدون سرنشین و سایر هواپیماها در حال پیشرفت هستند.

چاپ سه بعدی ساختارهای توخالی کاملاً مهر و موم شده ای را فراهم می کند که می توان آنها را سبک تر، قویتر و با کارایی بیشتری نسبت به هواپیماهای بدون سرنشین تولید شده به صورت سنتی (پهپادها) ساخت. به عنوان مثال یک شرکت فناور در این حوزه، موفق شده است یک پهپاد مجهز به جت ایجاد کند که 80درصد آن به صورت سه بعدی چاپ شده است.

در حال حاضر شرکت‌های دانش‌بنیان و فناور متعددی در کشورمان نیز در مسیر تولید چاپگرهای سه‌بعدی، تولید مواد پیشرفته و ساخت سازه‌‌های سه بعدی فعالیت می‌کنند. این طرح‌ها نواورانه با توجه به اولویتی که دارند توسط معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری مورد حمایت قرار می‌گیرند.

مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

پایان پیام24