چاپگر یا پرینتر سه بعدی(3D printer) یکی از پرکاربردترین تجهیزات چاپ و بسته بندی است و انواع پرینتر سه بعدی روزبه‌روز متقاضی و فروش بیشتری دارد. پرینت سه بعدی یک شیوه تولید و ساخت افزایشی است که با قرار دادن لایه‌لایه مواد بر روی یکدیگر، قطعه سه بعدی را به‌صورت یکپارچه ایجاد می‌کند. چاپگرهای سه‌بعدی، توانایی تبدیل طرح های دیجیتال به اشیاء فیزیکی را با لایه بندی موادی مانند پلاستیک، فلز و یا حتی مواد غذایی به صورت دقیق و کنترل شده دارند.
باید اضافه کرد که این محصول در ابتدا با هدف نمونه‌سازی در صنایع مختلف کاربرد داشت که مهمترین دلیل آن، بهینه‌سازی فرایند تولید قطعات با بالاترین دقت بود. درحالی‌که امروزه با توجه به محبوبیت سفارشی‌سازی و پیشرفت‌هایی که در حوزه چاپ سه بعدی شاهد آن هستیم، مصرف‌کنندگان بسیاری شانس استفاده از پرینتر سه بعدی را پیدا کرده‌اند.
کاربرد پرینتر سه بعدی چیست؟
چاپگر سه بعدی (3D) با توجه به اینکه در مدلها و اندازه های مختلفی تولید می شود و همچنین در صنایع گوناگونی به کار گرفته می شود، کاربردهای متنوعی دارد که در ادامه برخی از مهمترین کاربردهای چاپگر 3 بعدی بیان شده اند.
1. نمونه سازی (پروتوتایپ) و توسعه محصول
یکی از کاربردهای اولیه پرینترهای سه بعدی در زمینه پروتوتایپ(prototype) و توسعه محصول است. به طور سنتی، ایجاد نمونه های اولیه شامل فرآیندهای طولانی و پرهزینه بود. با این حال، با ظهور پرینترهای سه بعدی، طراحان و مهندسان اکنون می توانند به سرعت و با هزینه مقرون به صرفه مدل های فیزیکی طرح های خود را تولید کنند. این آنها را قادر می سازد تا مفاهیم خود را قبل از حرکت به سمت تولید انبوه آزمایش و اصلاح کنند و در زمان و منابع صرفه جویی کنند.
2. سفارشی سازی و شخصی سازی
یکی دیگر از کاربردهای مهم چاپگرهای سه بعدی، توانایی آنها در ایجاد محصولات سفارشی و شخصی سازی شده مطابق سلیقه مشتری است. چه جواهرات سفارشی باشد یا یک اندام مصنوعی که کاملاً متناسب با شکل بدن فرد است، چاپ سه بعدی امکان تولید اقلام منحصر به فرد را فراهم می کند. این سطح از سفارشی‌سازی به‌ویژه در صنایعی مانند مراقبت‌های بهداشتی ارزشمند است، جایی که دستگاههای پزشکی شخصی‌سازی شده و ایمپلنت‌ها می‌توانند تا حد زیادی نتایج بیمار را بهبود بخشند.
3. آموزش و پژوهش
پرینترهای سه بعدی به مؤسسات آموزشی و آزمایشگاه های تحقیقاتی نیز راه یافته اند. این دستگاه ها به دانشجویان و محققان تجربه عملی در طراحی و ساخت، پرورش خلاقیت و نوآوری می دهند. دانش آموزان می توانند ایده های خود را با طراحی و چاپ اشیاء زنده کنند و درک خود را از مفاهیم پیچیده افزایش دهند.
4. معماری و ساخت و ساز
صنایع معماری و ساخت و ساز از چاپ سه بعدی به عنوان ابزاری برای ایجاد ساختارهای پیچیده استقبال کرده اند. پرینترهای سه بعدی با توانایی چاپ اشیاء در مقیاس بزرگ، مانند اجزای ساختمان یا حتی کل خانه ها، این پتانسیل را دارند که شیوه ساخت محیط ساخته شده خود را متحول کنند. این فناوری به آزادی طراحی بیشتر، کاهش ضایعات مواد و زمان ساخت سریع‌تر اجازه می‌دهد و آن را به گزینه‌ای جذاب برای معماران و سازندگان تبدیل می‌کند.
5. پزشکی و بهداشت و درمان
در زمینه پزشکی، چاپگرهای سه بعدی پیشرفت های چشمگیری داشته اند، به ویژه در زمینه های برنامه ریزی جراحی، پروتز و مهندسی بافت. جراحان اکنون می توانند از مدل های پرینت سه بعدی اندام های بیماران برای درک بهتر ساختارهای آناتومیکی پیچیده و برنامه ریزی جراحی با دقت بیشتر استفاده کنند. اندام های مصنوعی را می توان با استفاده از پرینت سه بعدی به صورت سفارشی ساخت و جایگزین های راحت و کاربردی را برای افراد قطع عضو فراهم می کند.
پرینتر 3 بعدی در کدام صنایع کاربرد دارد؟
توجه داشته باشید که قیمت انواع پرینتر سه بعدی به‌تناسب کاربردی که دارد متفاوت خواهد بود. با در نظر گرفتن این مورد، با موارد مصرف این محصول بیشتر آشنا خواهید شد:
- رباتیک- ساخت و اصلاح قطعات مکانیکی و الکترونیکی
- اینترنت اشیا- ساخت و نمونه‌سازی محفظه‌های متناسب با نیاز صنایع و کاربری روزانه افراد
- هنر، صنایع‌دستی و معماری- پیاده‌سازی ایده‌های هنری برای معماران و طراحان داخلی
- هوافضا- ساخت قطعات بسیار دقیق و سبک برخلاف روش‌های تولید سنتی (بهینه‌سازی هزینه و زمان)
- طراحی صنعتی- تولید و نمونه‌سازی قطعات نوآورانه بدون محدودیت
- الکترونیک- ساخت قطعات بسیار باکیفیت با بیشترین جزئیات، همان‌گونه که در ذهن ساخته‌اید.
- نمونه‌سازی- تولید محصول با حجم کم و دقت بسیار زیاد برای ارزیابی بازار و تولید محصول به‌صورت انبوه (در صورت نیاز)
انواع پرینتر سه بعدی
به‌طورکلی در بازار چاپ و نمونه‌سازی، انواع مختلف پرینتر سه بعدی عرضه می‌شود که در ادامه هرکدام را جداگانه معرفی می‌کنیم و در انتها قیمت انواع پرینتر سه بعدی ایرانی و خارجی را مشخص خواهیم کرد.
پرینتر سه بعدی خانگی (رومیزی)
ممکن است از جمله کاربرانی باشید که نوع خانگی یا رومیزی پرینتر سه بعدی جوابگوی نیازتان باشد. این نوع چاپگر، محصولاتی در ابعاد کوچک و البته ظریف‌تر تولید می‌کند؛ برای نمونه اگر سازنده جواهرات هستید، پرینتر سه بعدی خانگی گزینه بسیار مناسبی برای کسب‌وکارتان به شمار می‌رود. درصورتی‌که سازنده لوازم کوچک و جیبی مانند کیف پول، نشانگر کتاب، جواهرات و تزئینات، اسباب‌بازی، پلاک برای حیوانات خانگی یا مجسمه‌های رومیزی ظریف هستید، می‌توانید پس از استعلام قیمت انواع پرینتر سه بعدی خانگی، برای خرید اقدام کنید.
پرینتر سه بعدی صنعتی و نیمه‌صنعتی
اگر قصد دارید برای کسب‌وکار و صنعت خاصی اقدام به خرید پرینتر سه بعدی کنید، پرینترهای صنعتی به دلیل دقت بالایی که دارند در مقایسه با انواع پرینتر نیمه‌صنعتی و خانگی، گزینه بسیار مناسبی هستند. پرینتر صنعتی با داشتن ویژگی تولید محصولات با ابعاد بزرگتر و همچنین تعداد بیشتر، دست شما را برای تولید محصولی ارزنده و مناسب تقاضای بازار، کاملاً باز می‌گذارد.
البته در نظر داشته باشید قیمت انواع پرینتر سه بعدی صنعتی، ازجمله هزینه مواد اولیه، بیشتر از انواع نیمه‌صنعتی و خانگی است. در عوض نگرانی بابت کیفیت محصول ساخته‌شده و همچنین تراکم تولید نخواهید داشت. ناگفته نماند که با توجه به بالا بودن هزینه مواد اولیه در روش‌های تولید سنتی، پرینتر سه بعدی صنعتی گزینه بسیار مناسبی با کمترین ریسک در فرایند ساخت محصول جدید است.
پرینتر سه بعدی Fdm
چاپگر سه بعدی FDM (Fused Deposition Modeling) یکی از رایج ترین انواع فناوری های چاپ سه بعدی است. این ماده با ذوب رشته ای از مواد ترموپلاستیک و رسوب لایه به لایه آن برای ایجاد جسم مورد نظر عمل می کند. چاپگرهای FDM مقرون به صرفه، کاربر پسند و به طور گسترده در دسترس هستند، و آنها را به گزینه ای محبوب برای علاقه مندان و مشاغل کوچک تبدیل می کند. قیمت پرینتر سه بعدی fdm از حدود 1 میلیون تومان شروع شده و با توجه به پیچیدگی ساختار و امکانات این دستگاه، قیمتش بیشتر می شود.
پرینتر سه بعدی SLA
چاپگرهای SLA (استریولیتوگرافی) که با نام پرینتر سه بعدی رزینی نیز شناخته می شود، از رزین مایع استفاده می کنند که توسط لیزر UV برای ایجاد اجسام جامد پخت می شود. این فناوری با دقت بالا و پرداخت سطح صاف، آن را برای کاربردهایی که نیاز به جزئیات پیچیده دارند، ایده آل می کند. پرینتر سه بعدی SLA معمولاً در صنایعی مانند جواهرات سازی، دندانپزشکی و نمونه سازی استفاده می شود. پرینتر 3 بعدی SLA در مقایسه با پرینتر 3 بعدی FDM رزولوشن و دقت بالاتری دارد. همچنین قیمت پرینتر 3 بعدی SLA، به دلیل قیمت بالای رزین و به علت نیاز به تعویض مداوم سینک پس از هرچند لیتر استفاده از رزین، به نسبت بالاتر از چاپگر FDM است.
پرینتر سه بعدی SLS
چاپگرهای سه بعدی SLS(Selective Laser Sintering) که با نام پرینتر سه بعدی پودری نیز شناخته می شود، از یک لیزر پرقدرت برای ترکیب انتخابی مواد پودری مانند نایلون یا فلز برای ایجاد اشیاء استفاده می کنند. چاپگرهای SLS به طور گسترده در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی و تولید استفاده می شوند. همچنین پرینتر سه بعدی SLS برای پروتوتایپ قطعات کاربردی پلیمر و برای تولید محصول نهایی با تیراژ پایین بسیار کاربردی است. قیمت پرینترهای سه بعدی sls به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله:
۱. اندازه و قدرت ساختار پرینتر: پرینترهای با حجم ساخت بزرگتر، معمولا به دلیل نیاز به مواد بیشتر، قطعات بزرگتر و پیچیدگی بیشتر در طراحی و ساخت، قیمت بالاتری دارند. همچنین قدرت لیزر یکی از عوامل کلیدی در تعیین قیمت پرینتر سه بعدی sls است. لیزرهای با قدرت بالاتر، توانایی بیشتری در ذوب و ترکیب مواد دارند و به دلیل بالاتر بودن قیمت این لیزرها قیمت پرینتر نیز افزایش پیدا می کند.
۲. ویژگی‌های تکنیکی: پرینترهای SLS ممکن است دارای ویژگی‌های خاصی باشند که به بهبود عملکرد یا تجربه کاربری کمک می‌کنند. به عنوان مثال، دقت چاپ، سرعت چاپ، امکانات پس‌پردازش، سیستم کنترل حرارتی و موارد مشابه می‌توانند تأثیر قیمت را به همراه داشته باشند.
۳. تکنولوژی پرینتر: تکنولوژی SLS برای چاپ قطعات سه بعدی از پودرهای پلاستیکی استفاده می‌کند. قیمت پودرها و مواد اولیه مورد استفاده نیز می‌تواند تأثیری در قیمت نهایی دستگاه داشته باشد.
به هر حال، قیمت پرینتر سه بعدی به برند مورد نظر، کیفیت ساخت، امکانات، دقت چاپ، سرعت و دیگر عوامل مرتبط بستگی دارد. برای خرید پرینترهای سه بعدی، بهتر است بازار را مطالعه کرده و با تأمین کنندگان مختلف تماس بگیرید تا بهترین گزینه را بر اساس نیازهای خود انتخاب کنید.
مزایا و معایب پرینتر 3 بعدی
در نظر گرفتن ویژگی‌های مثبت و منفی یک محصول، دید به‌مراتب بهتری به شما می‌دهد تا محصولی را خریداری کنید که مناسب با نیاز شما باشد:
مزایای پرینتر سه بعدی
- طراحی انعطاف‌پذیر؛ توانایی ساخت هندسه‌های پیچیده
- قابلیت سفارشی‌سازی و چاپ بر اساس تقاضا
- ساخت قطعات سبک با استحکام بالا
- عدم نیاز به ابزارهای جانبی؛ کاهش هزینه‌های اولیه
- سرعت و راحتی ساخت نمونه‌های اولیه، درنتیجه سرعت بالا و ریسک کم در رسیدن محصول به بازار
- جلوگیری از اتلاف و هدر رفت مواد اولیه
- سازگار با طبیعت و محیط‌زیست
- مقرون‌به‌صرفه به لحاظ اقتصادی
معایب پرینتر سه بعدی
- هزینه‌ی تمام‌شده‌ی بالا برای تولید انبوه
- تنوع کمتر در مواد، رنگ‌ها و پرداخت سطح
- مقاومت و دوام محدود
- محدودیت در اندازه ساخت
- کاهش بالقوه‌ی نیروی انسانی
- عدم دقت کافی در طراحی
- نیاز به کسب مهارت طراحی و تولید مدل سه بعدی
- مشکلات مربوط به کپی‌رایت و تولید محصولات تقلبی
مواد اولیه پرینترهای سه بعدی کدام‌اند؟
چاپگرهای سه بعدی می توانند با طیف وسیعی از مواد از جمله پلاستیک، فلزات، سرامیک و حتی مواد غذایی کار کنند. انتخاب متریال به نوع پرینتر و کاربرد مورد نظر بستگی دارد. مواد متداول مورد استفاده در پرینت سه بعدی عبارتند از PLA، ABS، نایلون، رزین و فولاد ضد زنگ. فیلامنت‌های موجود در بازار در انواع متریال دسته‌بندی‌شده است و هرکدام با توجه به خواص و کاربردی که دارند، به مصرف‌کننده معرفی می‌شوند.
فیلامنت PLA نوعی پلاستیک مطلوب است که به دلیل قدرت چاپ بسیار ساده با آن، پرمصرف‌ترین ماده اولیه به شمار می‌رود. همچنین فیلامنت‌های ABS با خواص مکانیکی (استحکام بالا)، فیلامنت‌های TPU با خاصیت لاستیکی (تولید محصول منعطف)، فیلامنت‌های POM با خاصیت ضریب اصطکاک کم (محصول با سطح لغزنده) و فیلامنت‌های wood با خاصیت شبیه به چوب را باید مثال بزنیم.
نکاتی در مورد نگهداری از انواع پرینتر سه بعدی
توجه داشته باشید که روش‌های مراقبت از انواع پرینتر سه بعدی تا میزان زیادی به برند انتخابی شما بستگی دارد. پرینترهای برند معتبر keytech به دلیل طراحی بدنه تمام فلزی تا سالیان سال بدون هیچ مشکلی کار می‌کنند. اما اگر محصولی با بدنه پلکسی سفارش بدهید، لازم است محدودیت‌هایی را در زمان مراقبت از پرینتر خود در نظر داشته باشید. مثلاً برند keytech هزینه خاصی در زمان مراقبت نیاز ندارد و مهمترین هزینه آن به خرید فیلامنت مصرفی مربوط می‌شود.
در نظر داشته باشید که این برند هم مانند سایر برندها به روغن‌کاری منظم و ماهانه نیاز دارد. خبر خوب اینکه در صورت خرابی و پایان عمر مفید قطعات، شما می‌توانید قطعه موردنظر را بدون دردسر جست‌وجو و نگرانی بابت پیدا نشدن آن، خریداری کنید. درصورتی‌که قصد دارید از پرینتر سه بعدی Creality و keytech خریداری کنید در نظر داشته باشید که این برندها تمامی مراحل کنترل کیفی را با هدف حفظ عملکرد دستگاه به مدت چند روز، با موفقیت سپری کرده و شما هیچ نگرانی در مورد اختلال کارایی آن، با توجه به ساعات طولانی روشن بودن دستگاه، نخواهید داشت.
آیا پرینتر سه بعدی یک محصول مقرون‌به‌صرفه است؟
با توجه به اینکه نگرانی‌هایی در مورد میزان مصرف برق این محصول وجود دارد باید عرض کنیم که مصرف برق پرینتر سه بعدی در حالت چاپ محصول حدود 250 وات و در حالت استندبای حدود 20 وات است. بنابراین نگرانی خاصی بابت مصرف زیاد برق نخواهید داشت. البته توجه داشته باشید که انتخاب یک برند معتبر تأثیر چشمگیری در کاهش هزینه‌های مصرف و نگهداری دارد. همچنین ناگفته نماند قیمت انواع پرینتر سه بعدی با توجه به همین آیتم متفاوت خواهد بود.
نکات تکمیلی پیش از خرید انواع پرینتر سه بعدی
- توجه داشته باشید که چاپگر سه بعدی یک محصول بسیار حساس است. بنابراین استفاده نامناسب یا قرار دادن آن در محیط نامناسب، خطر آسیب‌دیدگی و بروز خسارت‌های جدی منجر به تعمیر محصول را به دنبال دارد. فراموش نکنید که فقط خرید بهترین پرینتر سه بعدی مهم نیست، بلکه روش‌های نگهداری از آن اولویت دارد.
- در زمان کار کردن دستگاه، بدنه و بخش‌های دیگر، به‌شدت داغ می‌شوند. بنابراین مطلقاً نباید کودکان یا افراد مبتلابه ناتوانی‌های ذهنی یا حرکتی شدید نزدیک دستگاه باشند.
- از قرار دادن مواد آتش‌زا نزدیک دستگاه درحال کار مطلقاً خودداری کنید.
- برای عملکرد درست پرینتر سه بعدی لازم است ولتاژ مصرفی برق شما مشخص باشد و نوسانی در آن ایجاد نشود. درغیراینصورت خطر آتش‌سوزی یا اتفاقات ناگوار دیگر وجود دارد.
قیمت پرینتر سه بعدی
قیمت پرینتر 3 بعدی مانند سایر دستگاههای تولیدی صنعتی بسیار متنوع است و می تواند تحت تاثیر عوامل مختلفی تغییر کند. برخی از این عوامل در ادامه معرفی شده اند.
- نوع پرینتر: همانطور که اشاره کردیم پرینترهای صنعتی و خانگی ابعاد و کاربردهای متفاوتی دارند. پرینترهای سه بعدی مختلفی وجود دارند، از جمله FDM (اکسترودر فیوژن)، SLA (چاپ لیزری مایع)، و SLS (سینتر سوبلیمیشن لیزری)، هرکدام با تکنولوژی‌ها و قابلیت‌های مختلفی. هر نوع تکنولوژی هم قیمت متفاوتی دارد.
- مواد اولیه مصرفی پرینتر: هزینه مواد اولیه مانند فیلامنت یا مواد رزین برای پرینترهای سه بعدی می‌تواند تاثیر بزرگی بر روی قیمت نهایی داشته باشد. همچنین، برخی از پرینترهای سه بعدی ممکن است نیاز به مواد خاصی داشته باشند که هزینه آنها بیشتر است.
- دقت و سرعت چاپگر سه بعدی: پرینترهای با دقت و سرعت بالاتر معمولاً قیمت بیشتری دارند. اگر پرینتری با قابلیت‌های پیشرفته و دقت بالا نیاز دارید، ممکن است باید هزینه بیشتری پرداخت کنید.
- اندازه و خانگی یا صنعتی بودن: پرینترهای سه بعدی مختلف برای کاربردهای مختلف طراحی شده‌اند، از جمله کاربری خانگی، آموزشی، صنعتی و حرفه‌ای. پرینترهای بزرگتر و با توانایی‌های بیشتر معمولاً قیمت بیشتری دارند.
- قطعات و تجهیزات جانبی: برخی پرینترهای سه بعدی ممکن است با قطعات جانبی مثل پایه‌ها، سیستم‌های خنک کننده، و سایر تجهیزات همراه باشند که می‌تواند قیمت را افزایش دهد.
- برند و کشور سازنده: برندهای معروف و با سابقه معمولاً قیمت بالاتری دارند. اما گاهی اوقات برندهای کمتر معروف نیز پرینترهای با کیفیتی را ارائه می‌دهند که قیمت متفاوتی دارند.
همچنین، لازم به ذکر است که هزینه نگهداری، تعمیرات و نرم‌افزارهای مورد نیاز نیز باید در نظر گرفته شود.