پست‌ها
چاپ سه بعدی ابزار جراحی برای مأموریتهای طولانی مدت فضایی
مقاله کنونی ترجمه ای از خلاصه مقاله(3D Printing of Surgical Instruments for Long-Duration Space Missions) می باشد.
اولین چاپگر سه بعدی نوع FDM خارج از زمین، قابلیت تولید ترموپلاستیک را در شرایط جاذبه بسیار ضعیف دارا می باشد. این مطالعه امکان سنجی چاپ سه بعدی با روش FDM روی ماده ABS برای تولید ابزار جراحی ترموپلاستیک روی زمین را بررسی کرده است.
آزمونهای خمش سه نقطه ای ، مقاومت و استحکام عملکرد بین ترموپلاستیک ABS چاپی و ساخته شده معمولی را با یکدیگر مقایسه کردند. برای ارزیابی سرعت نسبی استفاده از چهار ابزار چاپی در مقایسه با ابزارهای معمولی ، 13 جراح وظایف شبیه سازی شده آماده سازی ، برش زدن و بخیه را انجام دادند. هر جراح با استفاده از مقیاس لیکرت 5 امتیازی ، عملکرد شش ابزار چاپی را رتبه بندی کرد.
در ضخامت 5.75 میلی متر یا بیشتر ، فرآیند چاپ FDM کمتر از 10 درصد اثر مضر بر استحکام عملکرد و سفتی ترموپلاستیک ABS چاپ افقی شده نسبت به ترموپلاستیک ABS معمولی داشت. هنگامی که یک بار خم به صورت عرضی به لایه چاپی سه بعدی اعمال می شود ، ضعف قابل توجهی مشاهده شد. اختلاف معنی داری در زمان تکمیل کارهای جراحی شبیه سازی شده با ابزارهای کنترل در مقابل ابزارهای چاپ سه بعدی وجود نداشت. از بین جراحان ، 100٪ ، 92٪ ، 85٪ ، 77٪ ، 77٪ و 69٪ موافقت كردند كه فورسپسهای صاف و بافتی چاپ شده (smooth and tissue forceps) ، هموستاتهای خمیده و مستقیم (curved and straight hemostats)، گیره های بافتی و زاویه ای مناسب ( tissue and right angle clamps) به ترتیب مناسب عمل كنند.
مزایای چاپ سه بعدی با دستگاه FDM چیست؟
استفاده آسان
صنعت چاپ سه بعدی به طور مداوم در حال تحول است. شکی نیست که این امر به اصلی ترین راه برای ایجاد قطعات و اشیاء در آینده تبدیل خواهد شد. این فرایند تولید را ساده می کند و تولید کنندگان را قادر می سازد که در یک بازه زمانی سریعتر از روش های سنتی محصول را آزمایش کرده، تغییر دهند و در نهایت محصول نهایی را تولید کنند.
صرفه جویی در هزینه
برای هر کسب و کار ، هزینه همه چیز است زیرا به شدت سود را تحت تأثیر قرار می دهد ، بنابراین پایین نگه داشتن هزینه بسیار مهم است. چاپ سه بعدی قطعات با روش FDM ، یک راه حل مناسب را ارائه می دهد که برای کمک به پایین نگه داشتن هزینه های تولید طراحی شده است. با استفاده از این دستگاه به سادگی قبل از تولید می توان یک نمونه اولیه را تولید کرد و سپس به واسطه آن اگر لازم است، مطالعات و آزمایش های اولیه ای را بر روی آن انجام داد. از طریق مقایسه با انواع دیگر تکنیک های چاپ سه بعدی ، چاپ FDM نیز ارزان تر از سایر روش ها است. مواد استفاده شده ارزان تر از مواد مورد استفاده در چاپ SLS و SLA هستند.
انعطاف پذیری در انتخاب مواد
اغلب ، بسیاری از مشاغل با موادی که در طی مراحل تولید استفاده می کنند اداره می شوند. با این حال ، وقتی صحبت از چاپ FDM می شود ، طیف گسترده ای از مواد موجود است و همه در دسترس و اقتصادی هستند. همچنین امکان انتخاب مواد در همان زمان وجود دارد که به ایجاد اشیاء پیچیده کمک می کند در حالی که امکان چاپ با استفاده از طیف گسترده ای از رنگ ها که قابلیت تطبیق پذیری و انعطاف پذیری را دارند نیز وجود دارد.
پردازش کمتر
زمان پول است و چاپ سه بعدی قطعات با روش FDM گزینه ای است که زمان تولید را بهینه می کند و باعث صرفه جویی در هزینه می شود. از آنجا که نیاز به پردازش کمتری وجود دارد ، به این معنی است که نیازی به فکر کردن در مورد چگونگی استفاده از مواد گران قیمت استفاده شده در روش های دیگر نیست ، بلکه به سادگی محصولی را ایجاد می کند که آماده استفاده است.
این روش تولید، برای مشاغل نوپایی که به دنبال استفاده از صنعت پرینتر سه بعدی در کسب و کار خود می باشند، بسیار انتخاب مناسبی است، به ویژه از نظر اقتصادی. این تکنیک کارآمد ، آسان و قابل فهم است.
قطعات تولیدی با روش FDM
دستگاه Selective Laser Sintering
دستگاه پرینتر سه بعدی نوع SLS یک تکنیک تولید افزودنی (AM) است که از لیزر به عنوان منبع انرژی برای زینتر کردن پودر ماده (به طور معمول نایلون یا پلی آمید) استفاده می کند ، و به کمک لیزر به طور خودکار در نقاطی از فضای تعریف شده توسط یک مدل سه بعدی ، با اتصال ماده به یکدیگر ایجاد یک ساختار جامد به شکل قطعه نهایی را سبب می شود. همچنین بر روی استحکام قطعات حاصله از این روش تحقیقات گوناگونی صورت گرفته است و می توان قطعات پرکاربردی را در صنعت با این روش تولید کرد.
این روش مشابه روش Selective Laser Melting است و هر دو از یک مفهوم یکسان هستند اما در جزئیات فنی تفاوت دارند. در SLM ماده کاملاً ذوب می شود و نه زینتر (در روش SLS ماده زینتر می شود) و به این ترتیب خصوصیات مختلفی (ساختار کریستالی ، تخلخل و غیره) ارائه می شود. SLS (و همچنین سایر تکنیک های یاد شده AM) یک فناوری نسبتاً جدید است که تاکنون عمدتاً برای نمونه سازی سریع و برای تولید کم حجم قطعات کاملاً مورد استفاده قرار گرفته است. با پیشرفت تجاری در فن آوری AM ، نقش تولید در حال گسترش است. برای ساخت قطعات با دستگاه پرینتر سه بعدی نوع SLSاز نرم افزارهای گروه ساخت به کمک کامپیوتر کمک گرفته می شود.
دستگاه پرینتر سه بعدی نوع FDM
دستگاه پرینتر سه بعدی نوع FDM ، رشته ای از مواد (در این حالت: گرمانرم) در لایه ها قرار می گیرند تا یک شیء چاپی سه بعدی ایجاد شود. در حین چاپ ، رشته پلاستیک از طریق اکسترودر داغ تغذیه می شود که در آن پلاستیک به اندازه کافی نرم می شود که می توان آنرا دقیقاً توسط سر چاپ قرار داد.
رشته فیلامنت از طریق یک دستگاه اکسترودر در حال حرکت و گرم شده از یک سیم پیچ بزرگ تغذیه می شود و روی کار رو به رشد قرار می گیرد. سر چاپ برای تعیین شکل چاپی تحت کنترل کامپیوتر منتقل می شود. معمولاً سر در دو بعد حرکت می کند تا یک صفحه افقی یا لایه را در یک زمان رسوب کند. سپس کار یا سر چاپ با مقدار کمی عمودی به حرکت در می آید تا یک لایه جدید شروع شود. سرعت سر اکسترودر نیز ممکن است کنترل شود تا متوقف شود رسوب شروع شود.
در دپارتمان ساخت از این روش برای تولید قطعات پلیمری، هم اکنون استفاده می شود. این روش قادر است، قطعات با استحکام های مختلف، مطابق با نظر کاربر را بسازد. همچنین گستره وسیعی از موادی که می توانند به عنوان ماده اولیه در نقش فیلامنت ظاهر شوند، موضوع بسیار مهمی در کاربرد گسترده این دستگاه در صنعت می باشد.