تکنولوژی چاپ 3 بعدی-3D printing technology
اخبار و مطالب روز نساجی : ماشین آلات نساجی
تکنولوژی چاپ 3 بعدی
3D printing technology
چاپ 3 بعدی گاهی اوقات تولید افزینده (AM) اطلاق می گردد. در چاپ 3 بعدی، شخص با استفاده از نرم افزار، اشیاء مورد نظر را طراحی می کند، و پرینتر 3 بعدی مواد را لایه به لایه می افزاید تا اشیا مورد نظر شکل گیرد. اشیا را می توان با استفاده از مواد چاپی فراوانی ساخت، از جمله پلاستیک، پودر، الیاف و کاغذ.

شکل 1. هنگامیکه چاپ 3 بعدی متداول گردد، شرایطی پیش خواهد آمد که همه خواهند توانست به سادگی از روش-های قابل دانلود استفاده نموده و لباس هایشان را در منزل خود چاپ کنند.
انواع تکنولوژی چاپ 3 بعدی
سنگ چاپ 3 بعدی (استریولیتوگرافی)
استریولیتوگرافی از پلاستیک مایع به عنوان ماده اصلی استفاده می کند و این پلاستیک به صورت لایه به لایه به اشیا مورد نظر تبدیل می گردد. رزین مایع درون مخزنی ریخته می شود که انتهایش شفاف است. لیزر UV (فرابنفش) از پایین مخزن الگویی را بر روی رزین مایع ترسیم می کند تا لایه ای از رزین شکل گرفته و سفت و جامد گردد. ساختار سفت شده از طریق پلتفرم بالابرنده مرحله به مرحله به بالا کشیده می شود در همین حین لیزر الگوی متفاوتی را برای هر لایه فرم می دهد تا شکل مطلوبی از وسیله 3 بعدی حاصل شود.

شکل 2. طرح شماتیک استریولیتوگرافی: وسیله انتشاردهنده نور. (لیزر یا DLP) به صورت انتخابی انتهای شفاف مخزن را روشن می سازد. قسمت روشن شده با مایعی از رزین پلیمریزه شونده نوری پر می شود. رزین سفت شده از طریق پلتفرم بالابرنده به صورت مرحله به مرحله به بالاکشیده می شود.
پردازش نوری دیجیتالی (DLP)
تکنولوژی DLP چاپ 3 بعدی شباهت زیادی با استریولیتوگرافی دارد اما تفاوتش در آن است که در این روش از منبع نوری متفاوت و تابلوی نمایشی از کریستال مایع استفاده می شود. این فناوری از منابع نوری متداول تری استفاده می کند و نور با استفاده از آینه های کوچک کنترل می گردد تا تابش نور بر روی سطح اشیا در حال چاپ کنترل گردد. تابلوی نمایش کریستال مایع به عنوان نگاتیو فیلم (فتوماسک) عمل می کند.این مکانیسم تابش میزان زیاد نور بر روی سطح مورد نظر را امکانپذیر می سازد، درنتیجه رزین سریع تر خشک می شود.
مدلسازی تحت رسوب ذوب شده (FDM)
با این تکنولوژی، وسایل را می توان با پلاستیک قابل ارتجاع ( مواد ترموپلاستیک) با گرید مناسب تولید (production-grade thermoplastics) ساخت. به منظور ساخت وسایل در این روش، فیلامنتهای ترموپلاستیکی آنقدر گرم می شوند تا به نقطه ذوب برسند و سپس ترموپلاستیک لایه به لایه از اکسترودر بیرون می آید. تکنیک های خاصی را می توان برای ایجاد ساختارهای پیچیده بکار برد.بطور مثال این پرینتر می تواند مواد ثانویه ای را بیرون دهد که به عنوان مواد نگهدارنده (تکیه گاه/ ساپورت) اشیا در حال شکل گیری در طی فرایند چاپ بکار خواهند رفت. این مواد نگهدارنده را می توان بعداً پاک نمود یا حل کرد.

شکل 3. مدلسازی تحت رسوب ذوب شده: 1.نازل بیرون ریختن مواد مذاب، 2.مواد رسوب کرده (بخش مدلسازی شده)، 3.میز متحرک قابل کنترل
پخت لیزری انتخابی (SLS)
SLS شباهت هایی با استریولیتوگرافی دارد. اما SLS از مواد پودری استفاده می کند که در مخزن ریخته می¬شوند. برای شکل گیری هر لایه، با استفاده از غلطک لایه ای از مواد پودری بر روی لایه قبلی قرار می گیرد و سپس بر اساس الگوی خاص ساخت اشیا در حال شکل گیری، مواد پودری توسط لیزر پخته می شوند.جالب توجه می باشد که بخشی از مواد پودری که در طی فرایند پخته نشده اند را می توان به عنوان ساختار تکیه گاه محصول در حال ساخت بکار برد و این مواد بعد از اتمام فرایند تولید پاک شده و می توانند دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

شکل 4. پخت لیزری انتخابی (SLS)
ذوب لیزری انتخابی (SLM)
فرایند SLM شباهت زیادی با فرایند SLS دارد. اما برخلاف فرایند SLS که در آن مواد پودری پخته می شوند، فرایند SLM ذوب کامل مواد پودری را در بر می گیرد.
ذوب با پرتو الکترونی (EBM)
این فناوری نیز شباهت زیادی با SLM دارد. اما در آن بجای لیزر با توان بالا از پرتو الکترونی استفاده می شود. پرتو الکترون پودر فلزی را کاملاً ذوب می کند تا اشیا مورد نظر شکل گیرد. این فرایند کندتر و به مراتب گران تر از SLM است و همچنین موادش چندان در دسترس نیستند.
تولید اشیاءچندلایه ای (لمینت شده) (LOM)
این سیستم ساخت نمونه سریع است. در این فرایند، لایه های مواد چسب اندود شده با گرما و فشار گداخته شده و سپس با کاتر لیزری یا چاقو برحسب شکل برش می خورد.

شکل 5: ساخت اشیا لمینتی
به صورت ویژه تر، فویل چسب اندود شده بر روی لایه قبلی کشیده شده و غلطک داغ چسب را حرارت می دهد تا بین لایه ها چسبندگی ایجاد شود. لایه ها می توانند از لمینت های کاغذی، پلاستیکی یا فلزی ساخته شوند.این فرایند می تواند مراحل بعد از پردازش را در بر گیرد از جمله ماشینکاری و مته زنی. این روش سریع و ارزان قیمت چاپ 3 بعدی محسوب می شود. با استفاده از فرایند چسب کاری، هیچ فرایند شیمیایی مورد نیاز نیست و نسبتاً قسمت های بزرگ را می تواند بسازد .
کاربرد چاپ 3 بعدی در مد

شکل 6. دنیت پلگ- طراح- از پرینتر خانگی بدون هیچ تکنولوژی خاص برای چاپ کل مجموعه فارغ التحصیلیش استفاده نمود.
• تکه های کامل- در عمل چاپ 3 بعدی برای ساخت افزایشی اشکال هندسی و محصولات جامد و سخت بکار می روند نه منسوجات انعطاف پذیر. دنس (Dance) اولین کار چاپ 3 بعدی در خصوص ورود تکه ها و قطعات مساوی بود که توسط طراح دانمارکی، آیریس ون هرپن در طی نمایش مد لباس های آماده در سال 2011 ارائه شد. هرپن با همکاری معمار لندن و با استفاده از پرینترهای 3 بعدی پخت لیزری تکه هایی از پارچه را تولید نمود.
• توری-اکثر پارچه های سه بعدی چاپ شده با استفاده از سیستم مشبک/مش مانند تولید شده اند. دنیت پلگ-طراح- با استفاده از یک پرینتر خانگی و بدون بکارگیری تکنولوژی خاص، کل مجموعه فارغ التحصیلیش را چاپ نمود. سپس طرح های 3 بعدی چاپ شده را خلق نمود، ازجمله اولین بمب افکن کاملاً 3 بعدی چاپ شده. ناسا نیز در حال تدارک چاپ 3 بعدی کت های توری برای فضانوردان است.
• تزئینات و اکسسوری پوشاک-اکنون چاپ 3 بعدی در تهیه زیورآلات برای پارچه های مرسوم بکار می رود از قبیل اجزای لباس مثل دکمه، حلقه و حتی کالاهای چرمی که در کیف های چرمی تولید اکسوست پاریس (Exocet Paris) بکار می روند.
• کالاهاو قطعات چرمی-چاپ 3 بعدی علاوه بر کاربردش در تولید تزئینات لباس، به عنوان روش مقرون به صرفه از نظر وقت و هزینه برای تولید قطعات فلزی اجناس چرمی نیز بکار می رود. تکنولوژی چاپ 3 بعدی نه تنها هزینه را کاهش می دهد بلکه تولید به میزان تقاضا، آزمایش به موقع قطعات جدید را تسهیل نموده و ضایعات را کاهش می دهد. این تکنولوژی به کاهش هزینه ها کمک می کند، لذا سود را افزایش می دهد زیرا مواد بکار رفته در تولید اجناس چرمی بسیار گران هستند.
• تزئینات و اکسسوریها-تکنولوژی چاپ 3 بعدی در تولید تزئینات مد روز نیز کاربرد دارد به ویژه عینک و چتر. این تکنولوژی را می توان برای طراحی جواهرات سفارشی بکار برد، همانگونه که در اتحاد بین برندهای لوکس و استودیوهای VOJD مشهود است.
• جواهرات- علاوه بر تولید جواهرات سفارشی، تکنولوژی تولید فزاینده را در ساخت طرح اولیه یا نمونه قطعات پیچیده و فنی و همچنین تولید مستقیم نیز بکار برد، همانگونه که جمیو (Gemmyo) از این روش برای تولید سریع ساده ترین قطعه و کاهش هزینه انبارداری استفاده نمود. در اصل، تمامی جواهرات از طریق تصاویر کامپیوتری مندرج در وب سایت جمیو فروخته می شدند، و بعد از دریافت سفارش جواهرات با استفاده از تکنولوژی چاپ 3 بعدی ساخته می شدند اما اکنون جواهرات در فروشگاه هایش هم ارائه می شوند.
• کفش-برندهایی همچون نایک، آدیداس، ریبوک، نیو بالانس و سایر برندهای مشهور کفش کتانی از چاپ 3 بعدی برای تسهیل سفارشی سازی برای مشتریانشان بهره می برند. آدیداس از این تکنیک برای پاسخگویی به نیازهای خاص هر مشتری از طریق چاپ کفش برطبق پای مشتریان استفاده می نماید. زیره کفش های چاپ شده به صورت 3 بعدی نیز به حداکثرسازی عملکرد کفش نهایی کمک می کنند زیرا نقاطی که فشار زیادی بر آنها وارد می شود را مشخص نموده و نقاطی که فشار کمتری بر آنها وارد می شود را منعطف تر می سازد.
سه لباس برتر 3 بعدی چاپ شده
جواهرات اقیانوس (Gems of the ocean )-لباس شب بلند زنانه 3 بعدی چاپ شده که ساموئل کانینگ و ملیندا لوی آن را طراحی کردند.
• لباس سیناپس-آنوک ویپرچت با استفاده از مقیاس ادیسون اینتل (Intel) این لباس را تولید نموده که داده ها را دریافت نموده و توابع مختلف را اجرا می کند.
• لباس دودی- آنوک ویپرچت لباسی تولید کرده که وقتی فردی به پوشنده لباس نزدیک می شود از آن دود منتشر می شود. این لباس به پوشنده هشدار می دهد که فردی در حال نزدیک شدن به محدوده شخصی اش می باشد.
• لباس جمع آوری کننده ولتاژ-این لباس که توسط آیریس ون هرپن طراحی شده بافت توری دارد و با استفاده از پخت لیزری با بیشترین دقت تولید شده است.
• لباس عنکبوتی- آنوک ویپرچت لباسی/پوشاکی تولید کرده که نحوه تنفس پوشنده را کنترل می کند، اگر تنفس سنگین گردد بازوهای رباتی لباس به منظور دفاع از پوشنده بلند می شوند.
چگونه چاپ سه بعدی منجر به عصر جدید در صنعت نساجی می گردد؟
• تکنولوژی چاپ 3 بعدی پیشرفتی را امکانپذیر می سازد که تولید و تجارت در صنعت مد و نساجی را متحول خواهد نمود. پوشاک، کفش، تزئینات از طریق چاپ 3 بعدی قابل طراحی و تولید هستند و چاپ 4 بعدی این فرایند را به سطح جدید با کاربردهای جذاب خواهد رساند.
• در صنعت مد چاپ 3 بعدی در حال تغییر کامل زنجیره ارزش از طراحی تا تولید یک نمونه گرفته تا محصول نهایی و تحویلش می باشد.
• در حال حاضر طراحان از تکنولوژی 3 بعدی برای تولید نمونه های مقرون به صرفه استفاده می نمایند تا در ادامه بر حسب این نمونه ها تولید انبوه انجام گیرد.
• تکنولوژی چاپ 3 بعدی با ویژگی اسکن فرم بدن و دریافت نظرات در مورد لباس، خرید آنلاین را ساده تر ساخته است.
• حرکت مدل های 3 بعدی آنلاین (Online 3D Catwalk) با تصویر شخصی نیز با استفاده از عینک های واقعیت مجازی امکانپذیر است.
آینده چاپ 3 بعدی در نساجی
در حال حاضر، طراحان تکنولوژی چاپ 3 بعدی را برای تولید تور، پوشاک، تزئینات، کفش، قطعات ساعت و امثالهم از مواد سخت و جامد بکار می برند. اما در آینده نزدیک می توان از مواد منعطف در این تکنولوژی بهره برد.هنگامیکه چاپ 3 بعدی متداول گردد، شرایطی پیش خواهدآ که هر فردی می تواند به سادگی و با استفاده از الگوهای دانلود شده لباس هایش را در منزل خودش چاپ کند. این تکنولوژی می تواند در فروشگاه ها بکار رود، به این صورت که مشتریان می توانند اجناس مد روز خود را چاپ کنند.لباس های 3 بعدی چاپ شده می توانند سنسور یا سایر تکنولوژی های قابل پوشش را داشته باشند که می توانند اجناس مد روز و شیک را هوشمندتر نمایند که دارای ویژگی های حفظ حریم خصوصی و تأیید اعتبار پوشنده باشند. کاملاً امکان دارد که رنگ این لباس ها برطبق موقعیت های خاص بتوانند تغییر کنند.
منبع :
https://www.textiletoday.com.bd/a-review-on-basic-3d-printing-principles
https://en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography
https://fa.wikipedia.org/wiki/استریولیتوگرافی
https://en.wikipedia.org/wiki/Fused_deposition_modeling
https://www.youtube.com/watch?v=EuRpINkDdqY
https://b2n.ir/nassajyar398
https://aparat.com/v/MxRLr































