تولید صنعتی با پرینترهای سه بعدی غول‌پیکر

   استفاده از پرینترهای سه‌بعدی این روزها برای تولید محصولات یا نمونه‌های با ابعاد کوچک دیگر مسئله‌ای عادی است اما هنوز استفاده از این پرینترها برای مصارف تجاری و تولید محصولاتی در مقیاس بزرگ با محدودیت روبه‌روست. این محدودیت‌ها می‌تواند به لطف یک مدل جدید پرینترهای سه‌بعدی که به‌عنوان «بزرگ‌ترین و توانمندترین چاپگر در کلاس خود» معرفی شده است از پیش پا برداشته شود. نام این ابزار که به وسیله دانشمندان دانشگاه شمال‌غربی ایلینویز توسعه یافته، هارپ(HARP) است. HARP مخفف عبارت high-area rapid printing  است. ارتفاع این دستگاه ۴متر و صفحه چاپ آن 0/2مترمربع است. این پرینتر می‌تواند در یک‌ساعت، نیم‌متر از ماده را روی صفحه چاپ خود تولید کند. این دستگاه توانایی تولید اشیای سخت و بادوام، قابل‌ارتجاع و فنری یا حتی سرامیکی را دارد.

HARP از نوع پرینترهای استریولیتوگرافی (SLA) یا کلیشه‌ای است.
استریولیتوگرافی یا سنگ‌چاپ سه‌بعدی یکی از روش‌های مدل‌سازی سه‌بعدی سریع است که در صنعت نمونه‌سازی سریع انقلابی به پا کرد. در این روش از یک مایع پلیمری استفاده می‌شود که وقتی تحت تابش اشعه ماورای‌بنفش قرار می‌گیرد جامد می‌شود.
این به این معنی است که به جای بیرون دادن لایه‌هایی از پلاستیک مذاب که متعاقباً سخت می‌شوند، پرتویی از نور ماورای‌بنفش به درون یک مخزن رزین مایع می‌تابد و باعث پلیمریزاسیون این رزین و تبدیل آن به یک جامد سه‌بعدی می‌شود.
همانطور که صفحه چاپ به‌طور عمودی حرکت  و از منبع نور عبور می‌کند، اشیا در لایه‌های متوالی و پی‌در‌پی تولید می‌شوند.

معضل گرمای زیاد
به گزارش گاردین، معمولاً وقتی چنین چاپگرهایی با سرعت زیاد کار می‌کنند، پلیمریزاسیون رزین گرمای زیادی تولید می‌کند. این گرما نه‌تنها به ماشین‌ها صدمه می‌زند، بلکه ممکن است باعث ترک و تغییر‌شکل در اشیای چاپ شده شود. به همین علت، پرینترهای SLA در اندازه کوچک ساخته می‌شوند و عملکرد نسبتا کندی دارند.
HARP مشکل گرمای بالا را از طریق یک مایع بدون رنگ که شبیه تفلون مایع عمل می‌کند دور می‌زند. این مایع به‌طور مداوم روی دریچه‌ای به گردش درمی‌آید که از طریق آن نور اشعه ماورای‌بنفش به رزین تابیده می‌شود و گرمای اضافی را از خود دور می‌کند. از این مایع همچنین برای جلوگیری از چسبیدن رزین در داخل چاپگر استفاده می‌شود. به این ترتیب سرعت دستگاه صدها برابر افزایش پیدا می‌کند چون نیازی نیست که اشیاء چاپ شده به‌طور مکرر از قسمت زیرین رزین جدا شوند.

پیش‌بینی آینده
این تکنولوژی به وسیله شرکت Azul 3D در حال تجاری‌سازی‌ است و پیش‌بینی می‌شود محصول نهایی ظرف 18ماه به بازار عرضه شود.
چاد میرکین، سرپرست گروه تحقیقاتی تولید این پرینتر می‌گوید: چاپ سه‌بعدی به‌طور مفهومی بسیار توانمند می‌تواند باشد، اما در عمل دارای محدودیت‌هایی است. اگر می‌توانستیم عملیات چاپ را با سرعت و بدون محدودیت در نوع مواد و اندازه انجام دهیم، آنگاه تحولی بزرگ در تولید اتفاق می‌افتاد و البته HARP آماده ایجاد این تحول است.

پرینتر سه‌بعدی؛ تحول آینده جهان
 چاپ سه‌بعدی آینده جهان را تشکیل می‌دهد. در پرینترهای سه‌بعدی از مواد و روش‌های مختلف برای ساخت یک محصول استفاده می‌شود اما اصل کار این است که کاربر می‌تواند یک مدل کامپیوتری سه‌بعدی را به پرینتر بدهد و در نهایت محصول مورد‌نظر خود را که به دقت ساخته شده تحویل بگیرد.
 در یکی از روش‌ها یک نازل، مواد چسبنده یا رزین را روی پودرها می‌پاشد و با تکرار این کار به‌صورت لایه‌به‌لایه به شکل مورد‌نظر می‌رسد. اصطلاح اصلی که برای این نوع روش تولید به‌کار می‌رود ‌تولید افزایشی یا ساخت افزایشی است. پرینت سه‌بعدی همان پرینت دو‌بعدی است که مراحل پرینت تکرار می‌شود. در پرینت روی کاغذ، پرینتر تنها یک لایه دوبعدی از حروف و کلمات را روی کاغذ قرار می‌دهد، اما در این روش لایه‌های متعددی روی هم قرار‌می‌گیرند تا شکل مورد‌نظر با ضخامت مورد‌نظر تولید شود.
این تکنولوژی در حوزه‌های مختلف از جمله معماری، خودروسازی، قطعات صنعتی، تجهیزات نظامی، تجهیزات پزشکی و هنر کاربرد دارد. در «معماری» از این تکنولوژی برای ساخت سریع جزئیات ساختمان، مدل‌ها و ماکت‌های بادوام استفاده می‌شود. چاپ سه‌بعدی نمونه طراحی شده قطعات در «خودروسازی» و بررسی دقیق نمونه قبل از تولید، از کوچک‌ترین خطاها در تولید جلوگیری  و به طراحی دقیق‌تر تجهیزات کمک می‌کند.
همچنین چاپگرهای سه‌بعدی به «تولیدات صنعتی» بر پایه طراحی دقیق و حرفه‌ای قطعات کمک می‌کند. با استفاده از چاپ سه‌بعدی، می‌توان سفارش‌های سریع قطعات با ساختار پیچیده را با تمام جزئیات بررسی و نواقص را رفع کرد. برای تولید «تجهیزات پزشکی» و طراحی‌های دقیق در این زمینه و همچنین تولید اندام‌های مصنوعی، نیاز به تولید طراحی قالب‌هایی با ابعاد و مواد بادوام است که چاپگرهای سه‌بعدی پاسخگوی این نیاز در علم پزشکی‌ هستند.