ساخت اشیا مفید و کاربردی با پرینتر سه بعدی

چاپ سه بعدی یک فناوری نسبتاً جدید است که زندگی بسیاری را تغییر داده است و به عنوان یک انقلاب در تولید،در بسیاری از صنایع مورد تحسین قرار گرفته است. تا امروز اشیا مفید بسیاری را با پرینتر سه بعدی ساخته‌اند، به عبارت دیگر، هر سال اتفاقات جدیدی در فناوری سه بعدی رخ می‌دهد و موارد بیشتری در راه است. شما می‌توانید از این فناوری برای بسیاری از موارد استفاده کنید و زندگی بسیاری را بهبود بخشید.

در اینجا برخی از بزرگترین دستاوردهای فناوری سه بعدی و اطلاعات بیشتر در مورد آن آورده شده است.

پرینترهای سه بعدی می توانند هر چیزی را که نیاز دا رید بسازند…

  • پروتز اعضای بدن

زندگی جدید

پرینترهای سه بعدی نرم افزار مدل سازی جدیدی است که به سلامت حیوانات کمک می‌کند. متخصصان و کارشناسان میتوانند پروتزهای سفارشی‌تری را برای حیوانات خانگی با اندام از دست رفته توسعه دهند.

دامپزشکان ماسک‌هایی با پرینتر سه بعدی ساخته‌اند که می تواند به سگ‌ها در بهبود آسیب‌های مختلف صورت کمک کند.پروتز 3بعدی

 جراحان از آن برای ایجاد اندام مصنوعی و مدل هایی استفاده کرده‌اند که حیوانات واقعاً می‌توانند از آنها استفاده کنند.

سرعت سریع پرینترهای سه بعدی برای تولید قطعات پروتزی به ویژه برای حیوانات جوان مفید است، زیرا ممکن است بیمار با رشد بدن خود به اعضای پروتزی جدیدی منتاسب با اندام رشد یافته، نیاز داشته باشد.

هیچ محدودیتی برای کمک‌های پزشکی وجود ندارد.

پروتز اعضای بدن با پرینتر 3 بعدی

  • واکسن های سه بعدی

فناوری جدید MIT در واکسن انسان، ترکیب همه واکسن های دوران کودکی با یک تزریق

واکسن 3 بعدی

از نظر علمی،واکسیناسیون کودکان بسیار مهم است و نه فقط یکبار بلکه بارها آن هم مطابق با الزامات مندرج در برنامه واکسیناسیون خانواده.حال آیا فقط یک واکسن وجود داشت که باید به کودک تزریق می‌شد؟ یکی و تمام؟!

به لطف فناوری پرینترهای سه بعدی که در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) توسعه یافته است،محققان می‌توانند در حال حاضر تمام واکسن‌های ضروری برای کودکان را در یک قاب ترکیب کنند.این فناوری پیشگامانه واکسیناسیون، دوزهای متعدد دارو را با یکبار تزریق انجام می‌دهند اگرچه این ممکن است کمی عجیب به نظر برسد، اما اقدامات جدی در جهت تولید این نوع واکسن‌ها انجام شده است.

این واکسن جدید در ابتدا در کپسول‌های کوچک قرار می‌گیرد که شبیه کاپ‌های کوچک است. این کاپ‌ها با استفاده از روش‌های ساخت سه بعدی و از ذرات زیست تخریب پذیر و پلیمرهای مورد تایید FDA ساخته شده‌اند. این کاپ‌ها را می‌توان با دوزهای متعدد دارو یا واکسن پر و با درپوش پیچید و سپس به بیمار تزریق کرد. این کاپ‌ها با سرعت از پیش تعیین شده تجزیه می‌شوند و داروها را مطابق یک برنامه خاص وارد سیستم بیمار می‌کنند.

واکسن 3 بعدی با پرینتر

این ذرات با موفقیت روی موش آزمایش شدند و محققان دریافتند که محتویات آنها را در 9 ، 20 و 41 روز پس از تزریق آزاد می‌شوند. هیچ یک از این ذرات قبل از زمان برنامه ریزی شده برای انتشار نشت نکردند.

اگر نوزادان پیگیری‌های لازم را از دست بدهند، با خطر بیماری بیشتری مواجه می‌شوند. در سراسر جهان سالانه 1.5 میلیون کودک بر اثر بیماری‌های قابل پیشگیری از واکسن (مانند سرخک یا ذات الریه) جان خود را از دست می‌دهند. این پروژه راهگشا خواهد بود و میزان ایمن‌سازی را برای افرادی که دسترسی منظم به مراقبت‌های بهداشتی ندارند افزایش می‌دهد.

این اختراع ابتکاری منجر به کاهش چشمگیر تعداد دفعات واکسیناسیون کودک می‌شود. در حالی که تمام دوز های تعیین شده را دریافت می‌کند. علاوه بر این، واکسن‌ها دقیقاً در زمان توصیه شده تزریق می‌شوند، بدون این که کودک چندین بار در معرض ضربه دردناک تزریق قرار گیرد.

در حال حاضر، پرینتر سه بعدی ممکن است به نوزادان بیشتری کمک کند تا بدون ویزیت متعدد پزشک از مزایای ایمن‌سازی برخوردار شوند.

  • ساختمان‌های سه بعدی

فناوری معماری جدید در آلمان

در آلمان سازندگان نیز با این ایده بیدار می‌شوند که پرینترسه بعدی می‌تواند گزینه‌ای برای کاهش تنگناهای کنونی در صنعت ساختمان این کشور و رفع کمبود مسکن باشد. بسیاری از امکانات ساخت این خانه‌ها و دیگر سازه‌ها می‌تواند در زمان بلایا، به ویژه برای پناهگاه‌های اضطراری مفید باشد. تا کنون این فناوری جدید در آلمان جایگاهی پیدا نکرده است، از بین 300000 آپارتمان ساخته شده در این کشور در سال 2020 تنها دو خانه از فناوری پرینت سه بعدی ساخته شده است.

ساختمان های سه بعدی                     کاربرد پرینتر سه بعدی در ساختمان سازی

در سپتامبر 2020 ، ساخت اولین ساختمان مسکونی توسط پرینتر سه بعدی در بایرن آلمان آغاز شد. این سازه به گونه ای طراحی شده است که از هر نظر جلوه‌گر باشد.

با قرار دادن پنج آپارتمان در سه طبقه با مساحت (380 متر مربع) با استفاده از یک پرینتر ساختمانی سه بعدی به نام “BOD2” ایجاد شده است که طبق گزارشات سریع‌ترین پرینتر سه بعدی در بازار است. فناوری ساختمانی مورد استفاده در ساخت این خانه، که برای اولین بار در آلمان به کار گرفته شد، از تمام مراحل تأیید مقررات عبور کرده است. این سیستم دارای یک سر چاپ است که در سه محور بر روی یک قاب فلزی محکم حرکت می‌کند و به پرینتر اجازه می‌دهد به هر مکانی در داخل سازه حرکت کند و فقط نیاز به یکبار کالیبراسیون دارد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می‌شود. علاوه بر این پرینتر می‌تواند لوله‌ها و اتصالات مربوط به آب، برق و سایر تاسیساتی را که بعداً اضافه می‌شوند، تجزیه و تحلیل کند و به گونه‌ای کار می‌کند که کارهای دستی مانند نصب لوله‌ها و اتصالات را می‌توان در حالی که ساخت و ساز هنوز در حال چاپ است، انجام داد.

این سازه از دیوارهای توخالی سه پوستی تشکیل شده است که با مواد عایق پر شده است. BOD2 می‌تواند 1 متر مربع از یک دیوار دو لایه را در کمتر از 5 دقیقه با سرعت 2.2 مایل بر ساعت (1 متر بر ثانیه) تکمیل کند. پرینتر با سر چاپ به دو اپراتور نیاز دارد و نتایج چاپ از طریق دوربین مشاهده می‌شود. این ساختار با استفاده از ماده‌ای به نام “i.tech 3D” ایجاد شده توسط HeidelbergCement چاپ شده است که ادعا می‌شود دارای “ویژگی‌های پمپاژ و اکستروژن عالی” است. این ماده برای برآوردن نیازهای منحصر به فرد پرینتر سه بعدی طراحی شده است و ظاهراً با پرینتر BOD2 بی عیب و نقص کار می‌کند. به نظر می‌رسد که سایر سازه های پرینت سه بعدی نیز از همین روش پیروی کرده و خود را در معماری متمایز آلمان پیدا کنند.

در نمونه‌ای خانه‌ای به مساحت 400 فوت مربع با پرینتر سه بعدی در حومه مسکو در کمتر از 24 ساعت ساخته شده است.

  • پرینتر سه بعدی و رباتیک

Kengoro ربات

مهندسان رباتیک دانشگاه توکیو از تکنیک های پرینترهای سه بعدی برای ایجاد قطعات پیچیده از طیف وسیعی از مواد استفاده کردند که می‌توانند عملکردهای مختلفی را انجام دهند. دانشگاه توکیو همچنین دو ربات انسان نما ساخته است که می‌توانند فعالیت‌های انسانی را انجام دهند.

این تیم موفق شد برخی از ویژگی‌های بدن انسان را در مواد فلزی و پلاستیکی قرار دهد. بنابراین این ربات‌ها از بدن انسان تقلید می‌کنند و می‌توانند عملکرد خوبی داشته باشند. یکی از ربات‌ها حتی می‌تواند عرق کند. این سیستم طوری طراحی شده است که به ربات کمک می‌کند در هنگام داغ شدن خودش را خنک کند. به گفته محققان بدنه‌های آلومینیومی که از موتورهای متعددی استفاده می‌کنند، انعطاف پذیر هستند که در  نسخه‌های قبلی ربات‌های انسان نما به دست نیامده بود. ستون فقرات و ماهیچه‌های منحصر به فرد از ترکیبی از موتورهای الکتریکی، قطعات مکانیکی، سیم‌ها و حسگرها تشکیل شده است که به دقت به هم متصل شده‌اند.

در جدیدترین شماره مجله آمریکایی Science Robotics که این هفته منتشر شد یوکی آسانو و همکارانش از دانشکده تحصیلات تکمیلی علم اطلاعات و فناوری در دانشگاه توکیو توضیح می‌دهند که چگونه دو ربات به نام های Kenshiro و Kengoro  برای تقلید از سیستم‌های انسانی طراحی شده‌اند.

Kenshiro  توسعه یافته بین 2011 تا 2014  و Kengoro  توسعه یافته از 2015 به بعد با هدف شبیه سازی تناسب بدن، ساختار اسکلتی، آرایش ماهیچه‌ها و عملکرد مشترک انسان‌های معمولی انجام شده است.

Kengoro  167 سانتی متر قد و 56.5 کیلوگرم وزن دارد. همچنین مجهز به دست و پای پنج انگشتی است. از جمله شبهه حرکات ماهیچه‌ای و استخوانی دارد که می‌تواند به طور طبیعی زمین را لمس کند، کشش و فشار را نیز حس کند و حتی می‌تواند به طور مصنوعی عرق کند. این ویژگی به آن اجازه می‌دهد که حرارت موتور را آزاد کند.

این سیستم خنک کننده که باعث نفوذ آب به داخل مواد و تبخیر آن می‌شود یک ماده فلزی شبیه اسفنج است که با استفاده از پرینتر سه بعدی ایجاد شده است و در بخشی از ساختار اسکلتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این ساختار به Kengoro این امکان را می‌دهد تا فشارها را برای چند دقیقه ادامه دهد در حالی که موتورها بیش از حد داغ نمی‌شوند.

این فناوری به درک بهتر بدن و مغز انسان منجر می‌شود. داده‌های حسگر می‌تواند نشان دهد که کدام عضلات به فعالیت های فیزیکی خاصی کمک می‌کنند. محققان امیدواراند چنین داده‌هایی در زمینه‌های پزشکی یا توان بخشی و آموزش مورد استفاده قرار گیرد.

  • سلاح گرم

اسلحه های پرینت سه بعدی در سال 2021: وضعیت کنونی

اولین تفنگ کاربردی پرینت سه بعدی جهان در سال 2013 توسط کودی ویلسون،رمزنگار آنارشیست و بنیانگذار سازمان تفنگدار منبع آزاد تگزاس  Defense Distributed طراحی شد. فایل‌های سه بعدی این سلاح اولین فایل‌هایی بود که در جهان منتشر شد. آنها جنجال بی‌سابقه‌ای را برانگیختند که هنوز در جامعه پرینتر سه بعدی تا به امروز ادامه دارد.سلاح گرم و پرینتر سه بعدی

اکثر اسلحه‌های پرینت سه بعدی که تاکنون ظاهر شده‌اند به شکل یک تپانچه هستند. اما قطعات قابل پرینت سه بعدی برای سلاح‌های نیمه اتوماتیک توسط Defense Distributed منتشر شده که توسط پلیس ضبط شده است.

آیا اسلحه‌های پرینت سه بعدی چیزی است که باید نگران آن باشید؟

به سختی می‌توان از آخرین اخبار و به روز رسانی اسلحه‌های پرینت سه بعدی خبر داشت. با توزیع فایل‌های پرینت اسلحه‌ی سه بعدی توسط اینترنت، دولت‌ها در تلاش هستند تا قوانینی را وضع کنند که پرینت اسلحه‌های سه بعدی و در برخی موارد حتی مدل‌های سه بعدی سلاح گرم را ممنوع کنند.

منتقدان نگران هستند که به اشتراک گذاری فایل‌ها به صورت آنلاین به جنایتکاران امکان دسترسی به اسلحه‌های غیرقابل ردیابی را بدهد، در حالی که طرفدارانه به اشتراک گذاری فایل‌ها می‌گویند که از حقوق اصلاحیه اول و دوم خود استفاده می‌کنند.

در 5 ژانویه 2021  پارلمان سنگاپور با تصویب لایحه ی کنترل اسلحه، مواد منفجره و تسلیحات، کنترل اسلحه را تشدید کرد. داشتن فایل‌های پرینت سه بعدی سلاح گرم اکنون در سنگاپور جرم محسوب می‌شود. برخلاف اسلحه‌های سنتی که دارای شماره سریال هستند و خریداران نیاز به بررسی پیشینه دارند، اسلحه‌های پرینت سه بعدی دارای شماره سریال نیستند.

به گفته Clarion Ledger استاد و دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه می سی سی پی با جمع آوری آثار پلیمرهای مورد استفاده برای پرینت اسلحه‌ها و سپس شناسایی آنها با استفاده از طیف سنج جرمی راهی برای ردیابی اسلحه‌های سه بعدی پرینت شده ایجاد کرده‌اند.

محققان، پلیمرهای مختلف مورد استفاده برای پرینت اسلحه را در پایگاه داده‌ها قرار دادند تا به متخصصان پزشکی قانونی در تشخیص اینکه آیا جنایت با استفاده از اسلحه پرینتر سه بعدی ارتکاب یافته است یا خیر، کمک کنند.

ساخت سلاح با پرینتر سه بعدی                    ساخت اسلحه با پرینتر سه بعدی

نکته آخر حقایقی درباره اسلحه‌های پرینت سه بعدی که آیا آنها قابل استفاده هستند؟

اگر قطعات سلاح به طور دقیق و درست کنار هم قرار گیرند اسلحه به درستی عمل می‌کند. اما در برخی موارد که دقت لازم رعایت نشده است، اسلحه در دست تیرانداز منفجر شده است. به طور کلی اکثر فایل‌های اسلحه پرینت سه بعدی هنوز به قطعات غیر سه بعدی برای تکمیل ساخت نیاز دارند. در غیر این صورت آنها چندان قابل اعتماد نیستند. با این حال بسیاری از گروه‌هایی که متعهد به ساخت اسلحه‌های خود هستند، از چاپ سه بعدی آنها دور شده و به جای آن از دستگاه فرز CNC استفاده می‌کنند.

  • آلات موسیقی

اولین کنسرت زنده جهان با  پرینتر سه بعدی

صنعت موسیقی، صنعتی است که پرینتر سه بعدی در آن استفاده نمیشد. اما دیگل که از اواسط دهه 90  پرینت سه بعدی را آغاز کرد از دوسال پیش پرینت ابزار آلات موسیقی را نیز آغاز کرده است.

دیگل استاد دانشگاه لوند در سوئد است که در آنجا به تازگی اولینه دیگری را انجام داده است. درست همانطور که او اولین ساکسیفون را به صورت سه بعدی پرینت کرد، به کمک سیستم سه بعدی اولین کنسرت زنده را با یک گروه موسیقی آن هم با استفاده از سازهایی که همه‌ی آنها به صورت سه بعدی پرینت شده بودند را تولید کرد.

کنسرت زنده با پرینتر سه بعدی

این گروه شامل یک طبل، صفحه کلید و دو گیتار بود که همگی با پرینتر سه بعدی ساخته شده بودند. اعضای این گروه، دانشجویان آکادمی موسیقی مالمو دانشگاه لوند بودند.

گزارش شده است که نه تنها موسیقی شگفت انگیز بود، بلکه زیبایی طرح‌ها با طراحی فوق العاده پیچیده سازها افزایش یافت. گیتاری شبیه به پرچم آمریکا ایجاد شده بود که مکان‌های برجسته‌ای مانند مجسمه آزادی در طراحی آن بکار رفته بود در حالی که صفحه کلید دارای یک طرح گل سفید بود.

آلات موسیقی سه بعدی               ساخت آلات موسیقی با پرینتر سه بعدی

دیگل در مورد نظر موسیقی دانان که این سازها را نواخته‌اند میگوید:

نوازندگان بسیار خلاق اما محافظه کار هستند بنابراین واکنش‌های آنها جالب بوده است.

 آنها ابتدا با شک و تردید به چیزی که در اصل یک گیتار پلاستیکی است،نزدیک می‌شوند. سپس هنگامی که آنها یک بار با آن مینوازند شگفت زده می‌شوند که مانند یک گیتار الکتریکی با کیفیت بالا به نظر می‌رسد. در مورد سازهای خود، دیگل ادعا می‌کند که او به آرامی بر جامعه موسیقی پیروز می‌شود. یکی از دلایلی که وی این کار را انجام می‌دهد این است که توجه را به این واقعیت جلب کند که این فناوری در حال حاضر کاربردهای واقعی و فراتر از نمونه‌های اولیه دارد. دیگل همچنین پرینتر سه بعدی را مفید می‌داند زیرا می‌تواند سازهایی را برای نوازندگانی که آنها را می‌نوازند طراحی کند. اگر یک نوازنده با یک شکل خاص از گیتار احساس راحتی بیشتری داشته باشد، دیگل می‌تواند به راحتی این شکل خاص را در طراحی خود ادغام کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
مقایسه