چاپ سه بعدی چگونه آینده را تحت تاثیر قرار خواهد داد

اولین بار، در یکی از برنامه های دانشگاه Singularity در بهار ۲۰۱۱ با چاپگر های سه بعدی آشنا شدم. این رویداد، مکانی بود برای آشنایی عوامل اجرایی شرکت های بزرگ و کارآفرینان با تکنولوژی های در حال گسترش و نحوه تاثیر آن ها روی صنایع، شرکت ها، شغل ها و زندگی ها.

از آن زمان به بعد، من همیشه اخبار مربوط به محصولات حوزه ی چاپ سه بعدی را دنبال می کنم و به بخش جدایی ناپذیر صحبت هایم در کنفرانس ها یا برای موکلان تبدیل شده اند.

در طی این برنامه، به TechShop و دفاتر Autodesk در سان فرانسیسکو نیز سری زدیم و با مدلسازی مینیاتوری سه بعدی آشنا شدیم. پس از بازدید از این اماکن، متوجه استفاده های گسترده و تاثیر صنعت چاپ سه بعدی در حوزه های مختلف شدم. مشاهده رشد این صنعت پس از گذشت ۳ سال، در ۳D-printshow لندن، حیرت انگیز بود.

در ادامه مطلب با دیجیاتو همراه باشید تا نگاهی مختصر به صنایع و شرکت های فعال در این حوزه داشته باشیم.

اکوسیستم در حال رشد

همه روزه، به لطف سخت افزار های آزاد DIY clubs، ورکشاپ هایی مانند Hacker Spaces و Maker Spaces و رویداد هایی مانند Maker Faires که در شهر های مختلف دنیا در حال برگزاری است، افراد بیشتری به تکنولوژی چاپ سه بعدی دسترسی پیدا می کنند. از بهترین نمونه های بین المللی می توان به Wevolver در لندن و آمستردام، FabLabs، و یکی از آخرین های آن ها یعنی ۳D Hubs که دسترسی راحت تر مردم به چاپگر های سه بعدی را فراهم می کند، اشاره کرد.

دسترسی راحت به اپلیکیشن های حرفه ای مدل سازی طراحی سه بعدی مانند ۱۲۳D Design (موجود برای مک، ویندوز، آیفون، آیپد و وب) امکان استفاده از چاپ سه بعدی برای مردم نقاط مختلف دنیا آسان می کند.

همه روزه بازار های فروش و سرویس های بیشتری در این حوزه توسط کارآفرینان و در بازار های پر سود در حال راه اندازی هستند. به عنوان مثال، Shapeways و Maker6 در ایالات متحده از محبوبیت برخوردارند و iMaterialise در اروپا (بلژیک).

برخی از مهره های کلیدی در این صنعت، به سمت راه اندازی سرویس های مربوط به مشتریان نیز روی آورده اند؛ مانند فروشگاه چاپ سه بعدی آمازون یا فروشگاه UPS در ایالات متحده.

مصالحی بهتر

امروزه، حدود ۴۰ تولید کننده بزرگ، به ساخت پرینتر های سه بعدی می پردازند که بیشتر در کسب و کار ها استفاده می شوند. حدود ۲۰۰ استارتاپ نیز چاپگر هایی برای استفاده شخصی و با قیمت حدودی چند صد دلار توسعه می دهند.

مصالح قابل چاپ همه روزه در حال افزایش هستند؛ از انواع مختلف واکس و پلاستیک، سرامیک، تا فلزاتی مانند استیل، برنج، برنز، نقره، طلا و پلاتین.

حوزه های جذاب صنعت چاپ سه بعدی

رباتیک

در ژانویه ۲۰۱۲، مدل و مجسمه ساز فرانسوی، Gael Langevin، از ربات انسان نمایی با نام InMoov که امکان چاپ سه بعدی به وسیله آن وجود داشت، پرده برداشت.

مانند دیگر چاپگر های سه بعدی که امکان چاپ محدوده های با ابعاد ۱۲ سانتی متری دارند، این دستگاه نوین به عنوان پلتفرم توسعه ای برای دانشگاه ها، آزمایشگاه ها، افراد علاقه مند و از همه مهم تر تمام سازندگان مناسب است.

اوایل امسال، اینتل از ربات ویژه خود با نام Jimmy پرده برداشت که در حال طراحی برای مشتریان است. کمپانی مذکور، جیمی را رباتی برای تحقیقات توصیف می کند، اما نسخه ساده تری از آن نیز با قیمت ۱۶۰۰ دلار به فروش خواهد رسید.

نکته مهم این ماجرا این است که شما باید جیمی خود را به صورت سه بعدی چاپ کنید! نقشه های مورد نیاز برای این کار به صورت رایگان موجود خواهند بود، اما برای ساخت آن نیاز کیتی از اینتل نیز خواهید داشت؛ کیتی شامل قسمت هایی که قابل چاپ نیستند می شود، مانند موتور ها و پردازنده ادیسون اینتل. این کمپانی امیدوار است که بتواند قیمت ربات مذکور را تا ۱۰۰۰ دلار کاهش دهد.

معماری

Contour Crafting نام یک تکنولوژی ساخت لایه ای، توسعه داده شده توسط دکتر بهرخ خوشنویس از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی است. این تکنولوژی دارای پتانسیل بالایی برای ساخت و ساز خودکار مراحل ساختار کلی و اجزاء است.

با استفاده از این فرآیند، یک یا چند خانه، می توانند با طراحی های متفاوت، و شامل زیرساخت های برق، لوله کشی و تهویه هوا، تنها با یک اجرا ساخته شوند.

اوایل امسال، یک کمپانی چینی به نام WinSun، از یک تکنولوژی چاپ سه بعدی پرده برداشت که قادر بود ساخت ۱۰ خانه تک واحدی را در تنها یک روز به اتمام برساند؛ یک روش مقرون به صرفه تر، سریع تر و جایگزینی امن برای روش های مرسوم ساخت ساز.

تعدادی خانه در شهر شانگهای، توسط چهار پرینتر سه بعدی غول پیکر، با ابعادی ۱۰ در ۶.۶ متری ساخته شده اند. این دستگاه های نوین، ترکیبی از سیمان و مواد زائد ساخت و ساز را برای ساخت لایه به لایه ی دیوار ها به کار می گیرند. چنین ساختاری ضرری برای محیط زیست ندارد و بسیار مقرون به صرفه است.

شرکت D-Shape در بریتانیا، در حال کار بر روی تکنولوژی ‘معماری آزادانه’ است. با استفاده از این تکنولوژی، کمپانی مذکور قادر است هر چیزی، در صورتی که بتواند توسط مکعبی با ابعاد ۶ متری احاطه شود، را به صورت سه بعدی چاپ کند؛ از استفاده های آن می توان به ساخت ایستگاه های اتوبوس، نیمکت پارک ها، کیوسک ها، سنگ های رنگی پیاده رو ها، استخر های کوچک، مبلمان، وسایل بازی کودکان و مواردی از این دست اشاره کرد.

به تازگی، شرکت Emerging Objects دریافته است استفاده از چاپ سه بعدی تنها به اجزای خارجی ساختمان ها محدود نمی شود. در واقع، تمرکز کمپانی مذکور ساخت داخلی و طراحی ساختمان ها قرار دارد.

این کمپانی اجزاء مورد استفاده در فرآیند ساخت و طراحی را با استفاده از مواد قابل تعویض و خلاقانه، همچون پلمیر سیمان و پلیمر نمک یا به گفته خودشان Saltygloo، استفاده می کند.

طراحی

Studio Eric Klarenbeek در آمستردام در کشف راه های جدید برای چاپ سه بعدی موجودات زنده ای همچون میسیلیوم -ساختار نخ مانند قارچ- با ترکیب مواد خام برای ساخت محصولاتی همچون صندلی میلیسیوم است.

اریک کلرنبیک در یکی از مصاحبه هایش گفت: ما اولین شرکتی در دنیا هستیم که کار چاپ سه بعدی میلیسیوم های زنده را به وسیله منابع طبیعی موجود انجام می دهد. این مواد، پس از رشد کامل، تبدیل سازه ای مقاوم و قابل جایگزینی می شوند. ترکیب آن ها با پرینت سه بعدی، موجب به وجود آمدن آزادی فوق العاده ای در طراحی می شود.

فشن و مد

تعداد زیادی از طرحان مد، همه روزه در حال تجربه ساخت موارد جدیدی از جمله کلاه، لباس، کفش و جواهرات با استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی هستند.

یک استودیوی طراحی در بوستون به نام Nervous System، دست به انتشار مجموعه های جواهرات به همراه اپلیکیشنی مخصوص برای پرینتر های سه بعدی زده است.

سیلویا ویدنبچ، طراح اهل لندن، نیز با استفاده از این تکنولوژی و ترکیب هنر صنعتگران قدیمی و مهارت های امروزی گردنبند هایی تولید می کند.

Nike Vapor HyperAgility Cleat، تعریف جدیدی از نوآوری و چابکی ورزشکاران ارائه داده است. جهت کمک بیشتر به ورزشکاران، این شرکت دست به تولید کفش های ویژه با استفاده از تکنولوژی مذکور زده است.

پرینتر سه بعدی Mink، به کاربران اجازه می دهد پس از انتخاب رنگ مورد علاقه شان، آن را در قالب سایه چشم، برق لب و دیگر مواد آرایشی چاپ کنند. هدف اصلی این کمپانی، جوانان بین ۱۳ الی ۲۱ سال است که عادت به استفاده از برند خاصی ندارند.

خودرو

استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی در آخرین فیلم جیمز باند، نشانه ای بر پتانسیل قوی این تکنولوژی برای استفاده در صنعت خودرو است.

شرکت های فعال در عرصه خودرو، از این تکنولوژی بیشتر جهت آزمایش و تحقیق درباره طرح های مفهومی خود استفاده می کنند. اریک ملدال، با همراهی BMW، خودروی Maasaica را معرفی کردند، و طراح اهل لندن، نیر سیگل، ایده خودرویی که جلوی چشم خریدار خودش را مونتاژ می کند را به Audi ارائه داده است.

مرسدس، اعلام کرده است که جهت کاهش فشار مفاصل، در مدل های نهایی S-Class سال ۲۰۱۸، از عناصر سه بعدی نیز بهره خواهد برد.

در آینده ای دور از انتظار، شاید بتوانیم پس از چاپ خودروی شخصی مان، و دانلود سیستم عامل خودروی بدون راننده گوگل، دل به جاده بزنیم.

سرگرمی

اوایل امسال، استودیوی مارول با همکاری ۳DplusMe پرینتر خارق العاده خود را برای بازدیدکنندگان کنفرانس کمیک در سن دیگو به نمایش گذاشت. این پرینتر پس از اسکن صورت افراد، آن را در قالب یکی از ابرقهرمان های کمپانی مذکور چاپ می کرد.

با توجه به اینکه این کار یک راه عالی برای تعامل با مشتریان است، قطعا شاهد گسترش استفاده از آن خواهیم بود.

هنر

با یک جستجوی ساده، به دریایی از آثار هنری و مجسمه های ساخته شده با تکنولوژی چاپ سه بعدی دسترسی خواهید داشت. در این مقاله، درباره یک پروژه چاپ سه بعدی که موزه ون گوک به همراه Fujifilm در بلژیک در حال انجام آن بوده اند، صحبت خواهیم کرد.

حاصل این همکاری، Relievo نام دارد؛ یک ماکت سه بعدی از شاهکار های ون گوک. برای انجام این بازسازی هنری، تمام آثار اصلی با اندازه،‌ رنگ، نورپردازی و بافت دوباره ساخته شده اند.

به عنوان مثال، نسخه ی بازسازی شده ی تابلوی ‘گل آفتابگردان’، به خوبی جهت و تکنیک استفاده از قلم این نقاش و ۳۲ سایه ی زرد رنگ را به تصویر می کشد؛ این تابلو با قیمت ۳۴۰۰۰ دلار به فروش می رسد.

غذا

یکی از هیجان انگیز ترین استفاده های این تکنولوژی، چاپ غذاست. سال گذشته، شاهد معرفی پرینترهای سه بعدی مخصوص غذای بسیاری، مانند Foodini یا Candy بودیم. با تغییر شکل، رنگ و مزه، ۳D Systems جهت ساخت کیک های متفاوت، دست به توسعه ی Sugar Labs زد. Choc Edge نیز همین کار را در عرصه شکلات ها انجام داد.

شرکت ایتالیایی سازنده پاستا، Barilla نیز تصمیم دارد تمام رستوران های خود را به پرینتر های سه بعدی مجهز کند. در این صورت،‌ مشتریان می توانند پاستای اختصاصی خود را تنها در چند دقیقه دریافت کنند. به این منظور، کمپانی مذکور در حال همکاری با TNO Eindhoven در هلند است.

هرچند اتفاق های بزرگ تری در راه است. معرفی علم و فناوری در آشپزخانه، ممکن است باعث روی دادن انقلاب هایی در زمینه نحوه خوردن و آماده سازی غذا در آینده شود.

استارتاپ Dovetailed از دانشگاه کمبریج، از پرینتر سه بعدی میوه خود که با تکنیکی به نام ‘تشخیص’ کار می کنید، پرده برداشت. با ترکیب قطرات مایع و طعم های مختلف در قالب شکلی مشخص، امکان ساخت میوه ها تنها در چند ثانیه به وسیله آن فراهم خواهد شد.

این تکنولوژی، آشپز ها و افراد علاقه مند به تجربه های خلاقانه در این زمینه را نشانه گرفته است. با تکنولوژی مذکور، امکان ساخت میوه های ارگانیک و تازه، بدون هیچگونه دانش خاصی وجود خواهد داشت.

سلامتی

یکی از مشخص ترین استفاده های چاپ سه بعدی، در حوزه سلامت و جهت استخوان و جایگزینی غضروف و مواردی از این قبیل است. طی سال های اخیر، شاهد پیشرفت زیادی در این زمینه بوده ایم و امروز نیز بیمارستان های زیادی این خدمات را به بیماران ارائه می دهند.

اوایل امسال، جراحان مغز و اعصاب دانشگاه پزشکی در اوترخت موفق به ساخت یک جمجه ی کامل با بهره بردن از این تکنولوژی کارامد شدند.

لارنس بوناسر، دانشیار مهندسی پزشکی، و همکارانش با کمک پزشکان دانشگاه ویل کرنل دست به ساخت گوشی مصنوعی با استفاده از چاپ سه بعدی و قالب های قابل تزریق زدند. برخی از دانشمندان دانشگاه پرینستون نیز، به ساخت گوشی مصنوعی که توانایی شنیدن فرکانس های خارج از محدوده ی شنوایی انسان را دارد اقدام کردند.

Organovo ادعا می کند تا اواخر امسال، به کبد ساخته شده با این تکنولوژی دست خواهد یافت. محققان نیز از مدتی قبل در حال چاپ ده ها نوع سلول بیولوژیکی مختلف هستند. زمانی که روش چاپ شبکه های عروقی کامل شود، نوآوری در این زمینه افزایش چشم گیری خواهد یافت. پس از پایان این دهه، عرصه پزشکی کاملا با چیزی که الان می شناسیم متفاوت خواهد بود.

دانشمندان و پزشکان موسسه ی پرشکی احیا کننده در ویک فارست، برای اولین بار موفق به ساخت ارگان هایی در آزمایشگاه شدند که با موفقیت به بدن انسان انتقال می یابند. هم اکنون،‌ این تیم در حال کار بر روی ۳۰ نوع جایگزینی متفاوت بافت و ارگان هاست.

اگر بخواهیم خوشبین باشیم، این صنعت با نقطه ای که بتواند جان انسان ها را نجات دهد، تنها چهار سال فاصله دارد.

آینده ی چاپ سه بعدی

طبق گزارش اخیر گارتنر، این صنعت در حال پیشرفت پی در پی است؛ هر چند برخی تکنولوژی هنوز از تثبیت مکان خود ۵ الی ۱۰ سال فاصله دارند.

در همین حال، شاهد ورود مواد بهتر و گوناگون به همراه پرینتر هایی با سرعت بیشتر و قیمتی کم تر به بازار خواهیم بود. چاپ سه بعدی و ابزار های مربوط به آن جای خود را دانشگاه ها باز خواهند کرد. و احتمالا همزمان با آماده شدن بازار های فروش، شاهد ورود شرکت های بزرگی همچون اپل، گوگل یا آمازون به این عرصه خواهیم بود.

منبع: دیجیاتو