صفیه رضایی: چاپگرهای سهبعدی وسیلههایی هستند که با استفاده از آنها میتوان از فایلهای سهبعدی که در رایانه وجود دارد، نمونه سهبعدی واقعی ساخت.
امروزه مدلسازی سهبعدی در رشتههای گوناگونی همچون قطعهسازی، معماری، طراحی صنعتی، روباتیک، صنایع هوافضا و… رایج است. این مدلسازیها تا پیش از این به شکل تصاویر دوبعدی روی صفحههای نمایشگر یا روی کاغذ ارائه میشدند تا افراد با دیدن آنها درکی از آنچه طراحان در ذهنشان دارند، بهدست آورند. با توجه به پیشرفت چشمگیر فناوری چاپگرهای سهبعدی یکی از مخترعان کشورمان بر آن شد که فناوری جدید کاربرد لیزر در چاپ سهبعدی ( SLS) را در کشور بومی کند. این فناوری یکی از کاربردی و قویترین روشهای چاپگر سهبعدی دنیا است. به عبارتی، این شرکت به خرید قطعات برای مهندسی معکوس و ساخت نمونه صنعتی چاپگر سهبعدی با فناوری SLSاقدام کرده است. محمدجواد کریمی، مدیرعامل شرکت دانشاندیش رانا درباره این طرح پژوهشی به «گسترش صنعت» گفت: فرآیند تفجوشی(Sintering) انتخابی با لیزر در سال ۱۹۸۹میلادی در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تگزاس در شهر آستین امریکا معرفی و با دو عنوان، در موسسه ثبت اختراعات امریکا ثبت شد. فرآیند تفجوشی انتخابی با لیزر از لحاظ فناوری شبیه فرآیند استربولتوگرافی است، با این تفاوت که در این فرآیند به جای استفاده از رزین مایع برای ساخت نمونهها، از مواد پودری استفاده میشود. همانطور که از نام فرآیند برمیآید از گرمای ناشی از انرژی لیزر برای تفجوشی پودرهای مواد استفاده میشود. مهمترین کاربرد فرآیند تفجوشی انتخابی با لیزر، مدلهای کاربردی، تولید مومهای ریختهگری دقیق، تولید ماهیچه قالبهای ریختهگری دقیق و قالبهای ریختهگری ماسهای است.وی در توضیح بخشهای مختلف SLS (از جمله روشهای چاپ سهبعدی است که با تابش لیزر، نمونهها را چاپ میکند) از منظر مکانیسمهای الکترونیکی توضیح داد: یکی از بخشهای آن محفظه ذخیره مواد (پودر) است که به وسیله یک سروو موتور و یک مکانیسم مکانیکی، ارتفاع مواد در مخزن با دقت بسیار زیاد، تغییر میکند. مخزن دوم که در آن مدل لایهلایه ساخته شده جسم مورد نظر به همراه پودر اضافه پایین میرود که ارتفاع مدل در مخزن نیز به وسیله یک سروو موتور با دقت زیاد کنترل میشود. رولر، پودر را برای ساخت لایهلایه از مخزن مواد به سمت میز کار هدایت میکند. این رولر هم سرعت دوران و هم سرعت حرکت آن قابل تنظیم است.کریمی تصریح کرد: بخش دیگر اسکنر است که هدایت لیزر به سمت میز کار و جارو کردن کل میز با توجه مقطع در حال ساخت (نور لیزر روی محورx و محور y امکان حرکت دارد) این بخش خود دارای درایور سختافزاری و نرمافزاری است که با سامانه نرمافزار دستگاه تطابق دارد و میتوانند با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند. بخش لیزر که یک اشعه نور غیرمرئی تولید کرده که میتوان قدرت و شعاع آن را با توجه به نیاز تغییر داد و همچنین قسمت cooling که وظیفه خنک کردن تیوب لیزر را برعهده دارد.وی عنوان کرد: قسمت هوای فشرده که محفظه داخلی کابین دستگاه را از گازهای ناشی از واکنش لیزر با مواد پودرکنترل و قسمت هیتر که گرمای لازم برای دمای مناسب کابین دستگاه را فراهم میکند از دیگر بخشهای این دستگاه است.وی با اشاره به اینکه در این فناوری، محدوده وسیعی از مواد مورد استفاده قرار میگیرند، گفت: در دستگاه انتخابی از پلیاستایرین و ماسه ریختهگری استفاده میشود.کریمی در توضیح بخش لیزر دستگاه گفت: این بخش یکی از اجزای مهم و اصلی دستگاه است که با ارسال لیزر نامرئی با توان بالا (بیش از ۵۰ وات) و پس از انکسار در اسکنر به سطح مواد حساس تابیده و باعث تاثیر روی مواد میشود. وی در توضیح بخش اسکنر دستگاه تصریح کرد: این قسمت شامل یک بخش بسیار دقیق با سامانه داخلی متشکل از سروو موتور و آیینههای منعکسکننده است که نور لیزر به وسیله این بخش روی سطح کار به صورت محور X و Y جارو میشود. این بخش یک ماجول است که امکان ساخت داخل را نداشته و از سوی شرکت خریداری خواهد شد. کریمی در ادامه درباره نرمافزار دستگاه گفت: نرمافزار دستگاه شامل ۴ بخش است. نخست بخشی که قطعات را لایهلایه میکند این نرمافزار فقط خروجی ویژه دستگاههای مختلف دارد و برای چاپگرهای سهبعدی حالت نرمافزار عمومی را دارد و نرمافزار آمادهای است که همه شرکتها تهیه میکنند. قسمت دیگر که تبدیلکننده است و فایل خروجی برنامه بالا را برای دستگاه قابل خواندن میکند که باید آماده شود. نرمافزار نصب شده روی دستگاه و نرمافزار و برنامههای مربوط به درایورها و ایسیهای بخش الکترونیک و درایور نیز از دیگر بخشهای این دستگاه هستند.کریمی درباره دلایل استفاده و بکارگیری SLS گفت: تسریع در نمونهسازی قطعات با سطوح پیچیده درونی و بیرونی، حذف نیاز به طراحی و ساخت مدل و ماهیچه در قطعات ریختهگری، ریختهگری دقیق و ماشینکاری، تقلیل زمانی کلی طراحی تا تولید محصول، کاهش هزینههای R&D و تولید و استفاده از این دستگاه را توجیه میکند.
وی امکان استفاده از گستره وسیعی از مواد، اقتصادی و به صرفه بودن نسبت به روشهای ماشینکاری معمولی، امکان تولید اشکال پیچیده و ایجاد شبکههای خنککننده داخلی این سامانهها، بینیازی از ساخت قالب در ریختهگری دقیق، کم بودن اعوجاج ناشی از تنشهای پسماند، ساخت قالبهای ماسهای با دقت بسیار بالا را از مزایای این دستگاه دانست و در زمینه بازار مصرف آن گفت: طیف استفادهکنندگان از محصول و صنایع بهرهگیرنده از این فناوری صنایع نظامی، فضایی، هوایی، اتومبیل، مهندسی پزشکی، ابزارسازی و صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی است.
وی گفت: این فناوری کاربردهای چندگانهای دارد که یکی از مهمترین آنها در مهندسی پزشکی است. با توجه به افزایش مراجعات به انجام جراحیهای زیبایی، فک و صورت، جمجمه و همچنین بقیه نواحی (بافت سخت) بدن و بالا بودن ریسک در مواردی که بدون داشتن مدل واقعی از ناحیه جراحی، میتواند مشکلات ناخواسته در انجام جراحی و در نهایت موفقیت جراحی را موجب شود. نظر به افزایش هزینه بیمار و افزایش شکایتهای ناشی از جراحیهای غلط، استفاده از این فناوری در کشورهای پیشرفته بسیار افزایش یافته است. کریمی درباره تسهیلات صحا گفت: با توجه به اینکه این کالا با این میزان قدرت یک کالای تحریمی است و قطعات مربوط به آن در ایران وجود ندارد، در فرآیند خرید قطعات با مشکلات زیادی رو به رو هستیم.وی در زمینه مشکلات پیش آمده گفت: از آنجا که ما بیشتر قطعات را از طریق دور زدن تحریمها میخریم، امکان تسهیلاتدهی به راحتی میسر نبود و نیازمند تدابیر ویژهای در حوزه حمایتی است.کریمی افزود: این تسهیلات کمک زیادی برای خرید برخی اجزای چاپگر، مهندسی معکوس بخشهای مکانیک و برخی بخشهای الکترونیک از روی نمونه چاپگر موجود و ساخت یک نمونه کاربردی از چاپگر به شرکت کرد که برای ادامه فعالیت ما بسیار مهم بود. براساس گفتههای کریمی، استفاده از لیزر در فرآیند چاپ سهبعدی چند مزیت دارد که عبارتند از: ارزانی نسبی مواد مصرفی، امکان استفاده از گستره وسیعی از مواد، اقتصادی و به صرفه بودن (نسبت به روشهای ماشینکاری معمولی تا ۵۰ درصد ارزانتر است (امکان تولید اشکال پیچیده و ایجاد شبکههای خنککننده داخلی این سامانهها، سرعت سرد شدن قالب را افزایش میدهند و تا ۵۰ درصد سرعت تولید را بالا میبرند)، امکان تولید قطعات به طور پیوسته، بینیازی از ساخت قالب در ریختهگری دقیق، استحکام و انعطافپذیری نمونه ساخته شده، کم بودن اعوجاج ناشی از تنشهای پسماند، ساخت قالبهای ماسهای با دقت بسیار بالا.
