سریع‌ترین چاپگر سه‌بعدی در انتظار حمایت

چاپگر‌های سه‌بعدی حتی در دوران همه‌گیری کرونا هم کنار ما بود. زمانی که قطعات ونتیلاتور محدود و کمیاب شده بود، متخصصان برای پاسخ به تقاضای بیمارستان‌ها از این فناوری استفاده کردند تا قطعات مورد نیاز را در کوتاه‌ترین زمان ممکن تولید کنند. همین ظرفیت استثنایی چاپ سه‌بعدی را به یکی ازفناوری‌های بسیار مهم و استراتژیک تبدیل کرده است. در تمام این سال‌ها کشور ما نیز همگام با کشور‌های پیشرو در صنعت چاپ سه‌بعدی به دستاورد‌های قابل اعتنایی در این زمینه دست یافته است. حالا، اما محققان دانشگاه خواجه‌نصیرالدین‌طوسی موفق به تولید سریع‌ترین دستگاه چاپگر سه‌بعدی شده‌اند که به گفته تولیدکنندگان این محصول تا پیش از این فقط یک شرکت آمریکایی دانش فنی تولید آن را در اختیار داشته است. در گفتگو با دکتر جمال زمانی، عضوهیأت علمی دانشگاه خواجه‌نصیرالدین‌طوسی و مدیر اولین آزمایشگاه ساخت افزایشی (چاپ سه‌بعدی) جزئیات این دستاورد بومی را بررسی کرده‌ایم.

چاپگر‌های سه‌بعدی بر اساس نوع سازه‌ای که تولید می‌کنند، دسته‌بندی می‌شوند.
دکتر جمال زمانی در خصوص انواع چاپگر‌های سه‌بعدی به جام‌جم توضیح می‌دهد: دستگاه برای ساخت یک سازه می‌تواند از لیزر، پرتوی فرابنفش، چسب و حتی بر اساس جنس آنچه قرار است ساخته شود مانند پلیمر، فلز و مواد دیگر دسته‌بندی شود. وی می‌افزاید: نوع دستگاهی که ما موفق به ساخت آن شدیم، «سی‌ال‌آی‌تی» است که در صورت استفاده از رزین سیال، تحت تاثیر پرتوی فرابنفش در زمانی بسیار کوتاه نسبت به نمونه‌های دیگر به حالت جامد در می‌آید. یکی از موارد آشنای این روش برای ما در دندانپزشکی کاربرد دارد. همان ماده خمیری شکلی که دندانپزشک برای قالب گرفتن نمونه یک دندان استفاده و با پرتو فرابنفش آن را سخت می‌کند.

ماده‌ای که بومی‌سازی شد

دکتر زمانی در خصوص چگونگی دستیابی به دانش ماده‌ای که برای چاپ استفاده می‌شود، توضیح می‌دهد: امروزه کار‌های تحقیقاتی پشت در‌های بسته انجام نمی‌شود و هیچ‌کس چرخ را از اول اختراع نمی‌کند. به دلیل این‌که چاپ سه‌بعدی به‌صورت لایه لایه انجام می‌شود، چسبندگی هر لایه به سطح چاپگر، یکی از چالش‌های مهم به شمار می‌آمد. فرض کنید در یک لیوان مایعی دارید که می‌خواهید به کف لیوان نچسبد، به این نقطه فاصله بین کف لیوان و مایع، نقطه تاریک گفته می‌شود. حالا اگر شما بتوانید گازی را به این نقطه تاریک بدمید، از چسبندگی جلوگیری می‌شود. به این دلیل که غربی‌ها قبل از ما به حل این موضوع رسیده بودند برای به دست آوردن این دانش فنی از نتایج تحقیقات آن‌ها که در مقالات منتشر شده است، کمک گرفتیم. وی تصریح می‌کند: نکته این است که این مقاله‌ها به طور شفاف درباره غشای مورد استفاده توضیح نمی‌دهند، بنابراین حدود ۹ ماه طول کشید تا توانستیم نوع غشای ذرات ریزی که روی غشا ایجاد می‌شود، میزان فشار اکسیژن و سرعت اکسیژن را به دست آوریم. بعد از مطالعات اولیه، تازه کار اصلی محققان آغاز شد، زیرا هیچ‌کدام از موادی که غربی‌ها از آن استفاده می‌کنند در کشور وجود نداشت و البته تهیه آن هم هزینه بالایی داشت. اینجا بود که دانشجویان رشته شیمی از دیگر دانشگاه‌های کشور، با مذاکراتی که کارشناسان این پروژه داشتند شروع به ساخت این غشای مورد نیاز کردند و دانش‌فنی آن به‌صورت کامل بومی‌ساز شد.

رسیدن به مرحله صنعتی

دکتر زمانی، نداشتن بودجه مورد نیاز را یکی از موانع اصلی در پیشرفت این طرح می‌داند و توضیح می‌دهد: به‌خاطر کم کردن هزینه قالب دستگاه، برای ساخت نمونه اولیه از مواد ارزان‌تر و موتور دست دوم استفاده کردیم، اما اگر سفارشی برای مدل صنعتی داشته باشیم در عرض ۴۵ تا ۶۰ روز می‌توانیم آن را تولید کنیم، زیرا اصلی‌ترین بخش، دانش فنی است که حالا در اختیار داریم.

مدیر آزمایشگاه ساخت افزایشی در خصوص اهمیت بومی‌سازی این دستگاه در کشور به جام‌جم می‌گوید: براساس اعلام معاونت علمی و فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری، دو فناوری لیزر و ساخت افزایشی (چاپ سه‌بعدی) اهداف استراتژیک علمی آینده کشور به شمار می‌روند.

کاربرد‌های دستگاه ایران‌ساخت

به گفته محققان این پژوهش زمان ساخت پنج‌ساعته قطعات با فناوری دی‌ال‌پی با بومی سازی این دستگاه به ۱۰دقیقه کاهش یافته است. از سوی دیگر قیمت نهایی این محصول بومی به مراتب مقرون به صرفه‌تر از نمونه خارجی خواهد بود که اجاره آن در سال معادل ۵۰ هزار دلار است.

دکتر زمانی توضیح می‌دهد: این دستگاه به‌دلیل قالب‌های یکپارچه‌ای که دارد، کاربرد گسترده‌ای در پزشکی، ساخت قطعات اپوکسی، ماکت برگرفته از تصاویر MRI (به جای عکس دو بعدی) خواهد داشت که می‌تواند در بیمارستان‌ها خودروسازی، صنعت هوا فضا و تحقیقات کاربرد داشته باشد.

این چاپگر سه بعدی برای دو هدف مهم ساخته شده است: کاهش زمان برای دریافت اولین نسخه از یک محصول و دوم، رهایی از بسیاری از محدودیت‌ها که با روش‌های تولید سنتی امکان‌پذیر نیست. این فناوری همچنین به کاهش هدررفت مواد اولیه کمک می‌کند و اشیای مختلف را بدون نیاز به ابزار خاص تولید می‌کند. این‌گونه است که چاپ سه‌بعدی به افزایش انعطاف‌پذیری در جریان تولید و کاهش هزینه‌های صنعتی کمک می‌کند.

از سوی دیگر با توانمندسازی افراد برای ساخت کالا‌های مورد تقاضا، امکان سفارشی‌سازی بی‌سابقه و تغییر قابل توجهی در قدرت تولید فراهم خواهد شد که به تحولی در جریان تولید محصول خواهد انجامید.

روزنامه جام جم