مزایا و معایب چاپ سه بعدی

چاپ سه بعدی نیز مانند همه فناوری ها مزیت ها و اشکالات خاص خود را دارد که باید مورد توجه قرار گیرد. به طور خلاصه، مزایای چاپ سه بعدی در سرعت تولید، انعطاف پذیری برای ایجاد طرح های غیرممکن، هزینه راه اندازی کمتر مشاغل کوچک و در دسترس بودن و ... است، با این وجود برخی محدودیت ها و معایب را نیز دارد.

با بازار چاپ ایران در این مقاله همراه باشید تا به هر یک از مزایا و معایب چاپ سه بعدی مروری داشته باشیم:

مزایای چاپ سه بعدی

• طراحی انعطاف پذیر: چاپ سه بعدی نسبت به فرایندهای سنتی که محدودتر بودند، امکان طراحی و چاپ طرحهای پیچیده تر را فراهم می کند. در چاپ سه بعدی فقط با یک ماده اولیه، طرح اولیه و چاپگر سه بعدی می توان هر طرحی را هرچقدر پیچیده باشد چاپ کرد.
• نمونه سازی سریع: روند نمونه سازی در چاپ سه بعدی سرعت دارد و مراحل ساخت اشیا در عرض چند ساعت به پایان میرسد و با این سرعت بالا در ایجاد نمونه و طرحها نسبت به روشهای سنتی،سبب صرفه جویی در وقت می شود. همچنین روند ایجاد آن می تواند با ایجاد فایلهای STL یا CAD آماده چاپ بسیار سریع تر نیز  باشد.

• چاپ بر اساس تقاضا: تولید سنتی محصولات اضافی تولید می کند و مشکلات ذخیره سازی به وجود می آید. چاپ سه بعدی باعث صرفه جویی در فضا و هزینه می شود، زیرا نیازی به چاپ به صورت عمده نیست مگر اینکه مورد نیاز باشد و بر خلاف فرایندهای تولید سنتی به فضای زیادی برای ذخیره موجودی نیاز ندارد.

 پرونده های طراحی سه بعدی همه در یک حافظه مجازی ذخیره می شوند زیرا با استفاده از مدل سه بعدی به صورت فایل CAD یا STL چاپ می شوند، این بدان معنی است که در صورت لزوم می توان آنها را پیدا و چاپ کرد. 

همچنین با ویرایش پرونده های منفرد بدون اتلاف وقت و سرمایه گذاری روی ابزار ، می توان با هزینه های بسیار اندکی ویرایش ها را انجام داد.

• قطعات قوی و سبک: در ابتدای ظهور چاپگرهای سه بعدی، پلاستیک تنها ماده ای بود که در چاپ استفاده می شد اما با پیشرفت تکنولوژی، مواد مختلفی مانند سرامیک، طلا، نقره، تیتانیوم و گچ نیز قابلیت چاپ دارند.

با این حال پلاستیک ها از نظر سبک بودن نسبت به فلزات، مزایایی دارند. این امر به ویژه در صنایعی مانند اتومبیل سازی و هوافضا که وزن سبک مسئله است و می تواند بازده بیشتری در مصرف سوخت داشته باشد بسیار مهم است.

• به حداقل رساندن ضایعات: چاپ سه بعدی با هدر رفت کم یا بدون هدر رفت قطعات نه تنها باعث صرفه جویی در منابع می شود بلکه هزینه مواد مورد استفاده را نیز کاهش می‌دهد.
• مقرون به صرفه: هزینه اولیه راه اندازی یک مرکز چاپ سه بعدی قطعاً زیاد است. با این حال در مقایسه با هزینه های کارگری و هزینه های تولید سنتی، بسیار ارزان تر است.

به عنوان یک فرایند یک مرحله ای، چاپ سه بعدی باعث صرفه جویی در وقت و در نتیجه هزینه های مربوط به استفاده از ماشین آلات مختلف برای ساخت می شود. پرینترهای سه بعدی را می توان برای ادامه کار تنظیم و رها کرد ، به این معنی که دیگر نیازی به حضور اپراتورها در طول مدت چاپ نیست.

این فرایند تولید همچنین می تواند هزینه های مواد را کاهش دهد زیرا فقط از مقدار مواد مورد نیاز برای خود قطعه استفاده می کند، بدون اتلاف یا بدون هدر رفتن. 

• سازگار با محیط زیست: از آنجا که این فناوری میزان هدر رفت مواد را کاهش می دهد، سازگار با محیط زیست است. با این حال، وقتی فاکتورهایی مانند بهبود بهره وری سوخت در استفاده از قطعات چاپ سه بعدی سبک را در نظر می گیرید، مزایای زیست محیطی افزایش می یابد.
• بهداشت و درمان پیشرفته: از چاپ سه بعدی در بخش پزشکی استفاده می شود تا با چاپ اندام هایی برای بدن انسان مانند کبد، کلیه و قلب، به نجات جان انسان کمک کند که این فناوری به عنوان چاپ زیستی نامیده می شود و روز به روز  پیشرفت ها و استفاده های بیشتر در بخش مراقبت های بهداشتی در حال توسعه است. این پیشرفت نه تنها به کمبود اهداکننده اندام رسیدگی می کند، بلکه با رد عضو نیز همراه است زیرا اندامهایی که ساخته شده اند از ژنهای منحصر به فرد بیمار و DNA تشکیل شده است.

• فرصت های اشتغال: استفاده گسترده از فناوری چاپ سه بعدی قطعاً تقاضا برای مهندسان مورد نیاز برای طراحی و ساخت این چاپگرها را افزایش می دهد. تکنسین هایی که در عیب یابی و نگهداری مهارت دارند و طراحان می توانند نقشه های اولیه ای برای محصولات و مشاغل بیشتر طراحی کنند.
• توانایی ایجاد هندسه های غیرممکن. این موارد شامل:

حفره های توخالی در داخل قطعات جامد

قطعات درون قطعات

حتی مواردی که هر یک از علاقه مندان به چاپ سه بعدی به عنوان موارد خاص در نظر می گیرند، مانند الگوهای پر کردن یا توخالی گذاشتن و…

 این امر همچنین در مورد توانایی قرار دادن چندین ماده در یک شی single صادق است، که اجازه می دهد مجموعه ای از رنگها، بافتها و خواص مکانیکی مختلف مخلوط و مطابقت داده شوند.

• دسترسی: پرینترهای سه بعدی گرچه هنوز ارزان نیست، اما بسیار راحت تر از دستگاه های تولید سنتی می توانند به راحتی تهیه و مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این ، چاپ سه بعدی به طور پیش فرض تقریباً کاملاً خودکار است و برای راه اندازی، نظارت و نگهداری دستگاه به تعداد کمتری نیاز دارید. این امر باعث طولانی تر شدن چاپ سه بعدی نسبت به سایر سیستم های تولیدی می شود.

معایب چاپ سه بعدی

• مواد محدود: در حالی که در چاپ سه بعدی می توانیم از مجموعه ای از مواد مختلف(مانند اسید پلی لاکتیک (PLA)، اکریلونیتریل بوتادین استایرن (پلاستیک ABS)، پلی آمید (نایلون)، مواد استریولیت سنگی (رزین های اپوکسی)، پلی آمید پر از شیشه، فتوپلیمرها، پلی کربنات، نقره، تیتانیوم، فولاد و موم) برای چاپ اشیا سه بعدی استفاده کنیم، ولی انتخاب بین مواد اولیه محدود است. به این دلیل که نمی توان تمام فلزات یا پلاستیک ها را به اندازه کافی درجه حرارت کنترل کرد تا امکان چاپ سه بعدی فراهم شود. علاوه بر این بسیاری از این مواد قابل چاپ، قابل بازیافت نیستند.
• اندازه ساخت محدود: حجم ساخت در چاپ سه بعدی حداکثر اندازه ای را که یک شی می تواند برای چاپ داشته باشد ، می دهد. چاپگرهای سه بعدی انواع مختلفی دارند که دارای اندازه های مختلف، بزرگ و کوچک هستند. در حال حاضر اکثریت قریب به اتفاق چاپگرهای سه بعدی دارای محفظه های چاپی کوچکی هستند که اندازه قطعات قابل چاپ را محدود می کنند و هر چیز بزرگتر باید در قسمتهای جداگانه چاپ شود و پس از تولید به هم متصل شود. این امر می تواند هزینه و زمان را برای قطعات بزرگتر افزایش دهد، زیرا چاپگر نیاز به چاپ قطعات بیشتری قبل از استفاده از کار دستی برای اتصال قطعات به یکدیگر دارد.
• پردازش قطعات تولید شده: قطعات بزرگ نیاز به پردازش پس از آن دارند، اکثر قطعات چاپ شده سه بعدی به نوعی تمیزکاری برای از بین بردن مواد مانده از ساخت و صاف کردن سطح برای رسیدن به سطح مورد نظر نیاز دارند. روشهای پردازش پس از استفاده شامل جوشکاری در آب، شن و ماسه، خیساندن و شستشوی مواد شیمیایی، خشک کردن، مونتاژ و سایر موارد است. مقدار پردازش مورد نیاز به عواملی از جمله اندازه قطعه تولید شده، کاربرد مورد نظر و نوع فناوری چاپ سه بعدی مورد استفاده برای تولید بستگی دارد. بنابراین در حالی که چاپ سه بعدی امکان تولید سریع قطعات را فراهم می کند، با پردازش قطعه سرعت ساخت کاهش می یابد.
• حجم زیاد: چاپ سه بعدی برخلاف تکنیک های مرسوم تر مانند تزریق قالب، که در آن تولید مقادیر زیاد مقرون به صرفه است، یک هزینه ثابت است. در حالی که سرمایه گذاری اولیه برای چاپ سه بعدی ممکن است کمتر از سایر روشهای تولید باشد اما اگر قصد تولید انبوه داشته باشید، هزینه هر واحد همانطور که برای قالب تزریق کاهش می یابد، کاهش نمی یابد.
• ساختار قطعه: در چاپ سه بعدی قطعات لایه به لایه تولید می شوند. اگرچه این لایه ها به هم می چسبند، این بدان معنی است که تحت تنش یا جهت گیری خاصی می توانند لایه لایه شوند و ساختار قطعه شکسته و از هم میپاشد.
• کاهش نیرو در مشاغل تولیدی: یکی دیگر از معایب فناوری سه بعدی کاهش بالقوه نیروی انسانی است، چون بیشتر تولیدات به صورت خودکار و توسط چاپگرها انجام می شود، کاهش بالقوه نیروی انسانی صورت می گیرد و کاهش نیرو بر اقتصاد کشورهایی که به تعداد زیادی از مشاغل کم مهارت متکی هستند، تأثیر زیادی خواهد گذاشت.
• عدم دقت در طراحی: مشکل احتمالی دیگر در چاپ سه بعدی مستقیماً به نوع دستگاه یا فرایند استفاده شده مربوط می شود، زیرا برخی از چاپگرها تحمل کمتری دارند به این معنی که قطعات نهایی ممکن است با طرح اصلی متفاوت باشد. این مسئله می تواند در پردازش پس از حل ثابت شود، اما باید در نظر گرفته شود که این امر باعث افزایش بیشتر زمان و هزینه تولید می شود.

• مسائل مربوط به حق چاپ: از آنجا که چاپ سه بعدی در حال محبوبیت و دسترسی بیشتر است، امکان تولید محصولات تقلبی و جعلی برای افراد بیشتر است و  هرکسی که طرح خود را بدست آورد، به راحتی می تواند محصولات تقلبی را تهیه کند و تشخیص منبع اقلام تقلبی تقریباً غیرممکن است. (این موارد مربوط به حق چاپ و همچنین کنترل کیفیت است.)
• تولید اشیا خطرناک: با چاپگرهای سه بعدی، چاقوهای پلاستیکی، اسلحه و هر چیز خطرناک دیگری می توان تولید کرد. این کار برای تروریست ها و جنایتکاران تولید سلاح بدون شناسایی آسان تر می شود.
• مصرف زیاد برق: چاپگرهای سه بعدی برای کار در گروه های تولیدی کوچک مناسب ترند و انرژی زیادی را برای تولید مقادیر زیاد مصرف می کنند و طبق تحقیقات، هنگام ذوب پلاستیک با گرما یا لیزر، پرینترهای سه بعدی حدود 50 تا 100 برابر بیشتر از قالب تزریقی انرژی مصرف می کنند.
• انتشار ذرات و سموم مضر: چاپگرهای سه بعدی که در فضاهای بسته مانند منازل استفاده می شوند، می توانند منجر به انتشار زیاد ترکیبات آلی فرار (VOC) و تولید ذرات سرطان زا و انتشار سموم بالقوه شوند که ممکن است باعث مشکلات جدی سلامتی مانند تهوع، تحریک بینی، چشم و گلو شود و آسیب به اعضای بدن را به همراه داشته باشد.
• استفاده از چاپگر سه بعدی به دانش فنی نیاز دارد: بسیاری از افراد از چاپ سه بعدی هیجان زده می شوند و یک چاپگر سه بعدی خوب می خرند و مقدار زیادی پول خرج می کنند. هنگامی که میخواهند از آن استفاده کنند متوجه می شوند که یک پروسه یادگیری طولانی وجود دارد و این یک تجهیزات کاملاً فنی است. در بیشتر موارد، چاپ سه بعدی به سطح خاصی از دانش و مهارت فنی نیاز دارد.

لینک‌های پربازدید:

خرید تونر
خرید دستگاه فتوکپی
خرید پرینتر سه‌بعدی