هر آنچه که در محیط اطرافتان وجود دارد را می‌توانید به راحتی و در مدت کوتاهی با یک پرینتر سه بعدی تولید کنید. برای این کار کافیست طرح مورد نظر را با استفاده از نرم افزار‌های گرافیکی طراحی کنید و به وسیله کامپیوتر به متنی قابل فهم برای پرینتر تبدیل کنید و بقیه کار را به پرینتر بسپارید و پس از مدتی خروجی را تحویل بگیرید. آیا می‌دانید اولین بار چه کسی و در چه سالی از این تکنولوژی استفاده کرد؟ در ادامه این مطلب با ما همراه باشید تا با تاریخچه پرینتر سه بعدی آشنا شوید.
پرینت سه بعدی چیست؟
قبل از مرور تاریخچه پیدایش پرینتر سه بعدی بهتر است ابتدا با مفهوم پرینت سه بعدی آشنا شویم. پرینت سه بعدی مجموعه‌ای از فرایند‌ها است که مواد اولیه را به صورت لایه‌ای و طبق برنامه‌ای خاص روی هم قرار می‌دهد تا در نهایت یک شئ سه بعدی ساخته شود. به این روش تولید، روش تولید افزایشی (additive manufacturing) می‌گویند زیرا مواد اولیه کم کم و به صورت لایه‌ای به یکدیگر افزوده می‌شوند تا محصول نهایی حاصل شود.
روش تولید افزایشی دقیقا نقطه مقابل روش تولید کاهشی است؛ روشی که قدمت بیشتری از روش افزایشی دارد و در مواردی مثل برشکاری و با هدفِ کم کردن از جرم مواد استفاده می‌شده است ( یعنی ماده خام وجود دارد و با روش‌های تولید کاهشی ماده کوچک و کوچکتر می‌شود تا به شکل نهایی برسیم اما در تولید افزایشی در ابتدا هیچ ماده‌ای وجود ندارد و پس از انجام مراحلی محصول نهایی تولید می‌شود).
برای آشنایی با قطعات پرینتر سه بعدی و خرید آنها به سایت پارتینه مراجعه کنید.
ساخت پرینتر سه بعدی
ساخت پرینتر سه بعدی کنونی نتیجه دهه‌ها تلاش دانشمندانی است که شاید امروزه هیچ نام و نشانی از آنها وجود ندارد. در این بخش ابتدا به معرفی تکنولوژی ابداع شده در اواخر قرن 19 که مشابه پرینت سه بعدی کنونی بود می‌پردازیم و در ادامه به اواخر قرن بیستم و تولید اولین دستگاه‌های پرینتر سه بعدی می‌رسیم.
گام‌های ابتدایی پرینت سه بعدی
ایده چاپ سه بعدی اشیا، اولین بار در دهه 1860 میلادی و توسط یک عکاس فرانسوی به نام فرانس ویلم مطرح شد. اگر چه تکنولوژی مورد استفاده فرانس ویلم متفاوت از تکنولوژی امروزی بود اما جزو گام‌های اولیه در حرکت به سمت پرینت سه بعدی محسوب می‌شود.
فرانس ویلم برای عکاسی از سوژه‌های خود یک اتاق دایره‌ای شکل طراحی کرد و 24 دوربین به فاصله 15 درجه از یکدیگر در اطراف اتاق قرار داد. نحوه کار به این شکل بود که هر دوربین در فواصل زمانی تعیین شده عکس‌های متعددی از سوژه می‌گرفت و در نهایت همه عکس‌ها جمع‌آوری می‌شدند و با کمی صرف زمان و کارِ دستی، مجسمه‌ای از سوژه شکل می‌گرفت.
اولین دستگاه پرینتر سه بعدی
اولین شخصی که سعی در ثبت حق اختراع دستگاه پرینتر سه بعدی داشت یک فرد ژاپنی به نام هیدئو کوداما بود که البته موفق به این کار نشد. در زیر عکس اولین محصول تولید شده توسط یک دستگاه پرینتر سه بعدی توسط هیدئو کوداما را مشاهده می‌کنید. این محصول 5 سانتی متر ارتفاع داشت.
پس از طی گام‌های ابتدایی و آزمون و خطا‌های بسیار، بالاخره در سال 1983 چاک هال (Chuck Hull) موفق شد اولین پروسه چاپ سه بعدی (استریولیتوگرافی) را به نام خود ثبت کند. چاک هال استریولیتوگرافی را روشی برای ساخت اشیاء جامد از طریق چاپ متوالی لایه‌ها و سفت کردن آنها توسط اشعه ماورا بنفش می‌دانست.
کمی بعد چاک هال اقدام به تاسیس شرکت 3D Systems کرد که امروزه یکی از بهترین شرکت‌های دنیا در زمینه چاپ سه بعدی محسوب می‌شود. تکنولوژی مورد استفاده در پرینترهای سه بعدی اولیه تکنولوژی SLA نام داشت. بعد‌ها فناوری‌های جدیدتر و بهتری برای استفاده در چاپ سه بعدی مورد استفاده قرار گرفت.
یکی از این روش‌ها همجوشی لیزری (SLS) نام دارد.کارل دکارت اولین کسی بود که از این روش برای چاپ سه بعدی اشیاء استفاده کرد. در عکس زیر اولین محصول تولید شده به روش SLS را در دستان کارل دکارت مشاهده می‌کنید.
در روش ابداعی کارل دکارت، به جای استفاده از مایع رزین، از پودر نرمی به شکل جامد استفاده می‌شود و با استفاده از لیزر پودر پلیمر به یکدیگر پیوند داده می‌شود تا شئ جامد ساخته شود.
یکی دیگر از جدیدترین تکنولوژی‌های مورد استفاده برای چاپ سه بعدی روش لایه گذاری ذوب شده (FDM) است که توسط اسکات کرامپ ارائه شده است. این روش شامل ذوب شدن یک رشته پلیمر ترموپلاستیکی به نام فیلامنت و رسوب لایه به لایه و در نتیجه ساخت قطعۀ سه بعدی بود.
در این مطلب با تاریخچه دستگاه پرینتر سه بعدی آشنا شدیم. اولین گام‌های اختراع دستگاه پرینتر سه بعدی به شکل امروزی را هیدئو کوداما برداشت اما در نهایت حق اختراع اولین دستگاه پرینتر سه بعدی به چاک هال رسید. در ابتدا از تکنولوژی SLA در این دستگاه استفاده می‌شد. با گذشت زمان تکنولوژی‌های جدیدتری مثل SLS و FDM ارائه شدند و در سال‌های بعد هم با توجه به کاربرد وسیع پرینترهای سه بعدی احتمالا شاهد پیشرفت چشمگیری در فرایند چاپ سه بعدی خواهیم بود.