به نظر می‌رسد که این روزها، از کاخ سفید گرفته تا شرکت آمازون، همه در مورد چاپ سه‌بعدی صحبت می‌کنند. اما این نوع چاپ دقیقا چیست؟ در اینجا راهنمایی سریع برای تمام این هیاهو‌ها ارائه می‌دهیم.

چاپگر سه بعدی چیست؟

چاپگرهای سه‌بعدی، نسل جدیدی از دستگاه‌ها هستند که می‌توانند ابزار‌های روزمره را بسازند. دلیل شگفت‌انگیز بودنشان این است که می‌توانند تنها با یک دستگاه، انواع اشیا در جنس‌های مختلف را بسازند.

چاپگر سه‌بعدی می‌تواند انواع لیوان‌های سرامیکی، اسباب‌بازی‌های پلاستیکی، قطعات ماشین‌آلات فلزی، گلدان‌های سنگی، کیک‌های شکلاتی فانتزی یا حتی به زودی، اعضای بدن انسان را بسازد.

این دستگاه‌ها، خطوط تولید سنتی کارخانه‌ها را با یک دستگاه تک جایگزین می‌کنند، درست مانند چاپگرهای جوهرافشان که جایگزین ظرف مرکب، دستگاه چاپ پرسی، تایپ حروف با فلز داغ و قفسه خشک‌کن، شدند.

چرا آن را «چاپ کردن» می‌خوانند؟

اگر با دقت (با میکروسکوپ) به یک صفحه چاپ شده با چاپگر خانگی خود نگاه کنید، می‌بینید که حروف تنها کاغذ را لک نکرده‌اند، بلکه در‌واقع روی سطح آن نشسته‌اند.

از نظر تئوری، اگر شما چند هزار بار روی همان صفحه چاپ کنید، در نهایت لایه‌های جوهر روی هم مدل سه‌بعدی حرف چاپ شده را به وجود می‌آورند. عمل‌کرد اولین چاپگرهای سه‌بعدی هم بر اساس همین ایده‌ ساخت فرم فیزیکی از لایه‌های نازک بود.

چاپگرهای سه‌بعدی چگونه عمل می‌کنند؟

ابتدا یک جسم سه‌بعدی را روی یک کامپیوتر معمولی در خانه طراحی ‌کنید، سپس آن را به یک چاپگر سه‌بعدی وصل کنید، دکمه «چاپ» بفشارید و بنشینید و تماشا کنید. روند کار آن کمی شبیه به تولید یک قرص نان با برش‌های متعدد است. تصور کنید که هر برش نان را جداگانه بپزید و سپس آن‌ها را به شکل یک قرص نان کامل به هم بچسبانید (به جای این‌که مانند یک نانوا، قرص نان را بپزید و سپس آن را برش دهید.) چاپگر سه‌بعدی هم اساسا همین کار را انجام می‌دهد.

فرایند چاپ سه‌بعدی، یک شی کامل را به هزاران قطعه‌ ریز تبدیل می‌کند و سپس قطعه به قطعه آن‌ها را به حالت اول درمی‌آورد. آن لایه‌های ریز به هم می‌چسبند و یک جسم جامد تشکیل می‌دهند. هر لایه می‌تواند بسیار پیچیده باشد؛ به این معنی که چاپگرهای سه‌بعدی می‌توانند قطعات متحرک مانند لولا و چرخ‌های یک شی را به وجود بیاورند. شما می‌توانید کل قطعات یک دوچرخه - دسته، زین، قاب، چرخ‌ها، ترمز، پدال‌ها و زنجیر را بدون استفاده از هر گونه ابزار، برای مونتاژ آماده کنید. موضوع این است که در جا‌های مناسب شکاف‌های لازم را در نظر بگیرید.

این دستگاه‌ها چه فرصت‌هایی به وجود می‌آورند؟

تا به حال شده چیزی را بشکنید و بعد متوجه شوید که دیگر تولید نمی‌شود و نمی‌توانید آن را جایگزین کنید؟ چاپ سه‌بعدی به شما این امکان را می‌دهد که به راحتی یکی دیگر از آن بسازید. دنیایی که در آن می‌توانید تقریبا هر چیزی را در خانه بسازید، با دنیای امروز ما بسیار متفاوت خواهد بود. دنیایی بی‌نیاز از وانت و کامیون برای حمل کالا‌ها و انبار‌ها برای ذخیره کردنشان، دنیایی که هرگز موجودی‌اش تمام نمی‌شود و زباله و بسته‌بندی و آلودگی‌ ‌‌آن کمتر است.

ضمنا در این دنیای جدید، اقلام روزمره در اندازه‌های دلخواه شما ساخته خواهند شد؛ مبلمان متناسب با خانه‌تان، کفش‌های اندازه پایتان، دستگیره در متناسب با اندازه دست شما و وعده‌های غذایی باب سلیقه‌ شما، با فشار تنها یک دکمه. حتی داروها، استخوان‌ها‌، اندام‌ها و پوست هم مطابق خواست شما ساخته خواهند شد.

اگر ثروتمند هستید، احتمالا می‌توانید برخی از این اقلام را همین حالا تهیه کنید؛ اما چاپ سه‌بعدی، تولید سفارشی و مقرون‌به‌صرفه را برای توده مردم به ارمغان می‌آورد. اگر به نظر خیال‌پردازی محض می‌آید، عبارت «محصولات اختصاصی با چاپ سه‌بعدی» را گوگل کنید و با چشم خودتان ببینید. از این گذشته، خرید اقلام سوپری با آی‌پد هم ۲۰ سال پیش مانند قسمتی از فیلم «پیشتازان فضا» (استار ترک) غیرقابل تصور بود.

محدودیت‌های آن چه‌ها هستند؟

گرچه خرید یک چاپگر سه‌بعدی به مراتب از راه‌اندازی یک کارخانه کم‌هزینه‌تر است، اما هزینه هر کالایی که تولید می‌کنید بیشتر است؛ بنابراین از لحاظ اقتصادی استفاده از چاپگر سه‌بعدی هنوز به پای تولید انبوه سنتی نمی‌رسد. در ضمن به اندازه محصول نهایی ماشین‌آلات صنعتی، بی‌عیب و نقص در نمی‌آید و تنوع مواد یا اندازه‌های به دست آمده در فرایندهای صنعتی را ندارد. اما قیمت چاپگر سه‌بعدی هم مانند بسیاری از فناوری‌های خانگی کاهش خواهد یافت و قابلیت‌های آن با گذشت زمان بهبود پیدا خواهد کرد.  

آیا این پدیده بزرگ آینده است؟

اگر شما طراح یا مهندس کالا هستید، بله، اما برای اکثر مردم، نه!

طبق معمول فناوری‌های جدید، هیاهوی تبلیغاتی صنایع چند سال جلوتر از واقعیت آن برای مصرف‌کننده صورت می‌گیرد. این فناوری در حال ظهور است؛ یعنی، درست مانند کامپیوتر‌های خانگی یا تلفن‌های همراه، اکثر مردم در مورد نیاز به آن تردید خواهند داشت تا این‌که همه آن را تهیه کنند. پس از آن با خود فکر می‌کنند چگونه تا به حال بدون آن سر کرده‌اند؟