محصولات چاپ سه‌بعدی آنچه شما خواسته‌اید، از ریزترین اندام تا ساختمان

گروه پژوهش

چاپ سه‌بعدی، فناوری پیشرفته‌ای فراتر از چاپ برای ساخت اشیای مختلف است. این روش کارآمد که تحولی در صنعت به‌وجود آورده الهام گرفته از چاپگرهای اینک جت است ولی با استفاده از مواد متنوع به جای جوهر چاپ می‌تواند انواع اشیا و سازه‌ها را تولید کند، یا چاپ کند! از ریزترین قطعات تا اندام‌های زیستی گرفته تا بال هواپیما و حتی ساختمان چند طبقه کاربردهای وسیع چاپ سه‌بعدی موجب رشد فناوری مواد و فناوری ساخت نیز شده است.
نمونه‌های جالبی از محصولات چاپ سه‌بعدی را خبرگزاری تسنیم به مخاطبان خود معرفی کرده که مشتی است نمونه خروار.

پلیمرهای گیاهی در نازل‌های چاپ سه‌بعدی
همانطور که کشورهای صنعتی جهان به فکر دست کشیدن از سوخت های فسیلی هستند، پیدا کردن مواد مصرفی‌ای که از نفت ساخته نشده باشد، مهم است.
بیوپلاستیک بیوم انگلستان در تلاش است تا صدرنشینی این بازار با اهمیت را با ایجاد پلیمرهای پایدار ساخته شده از گیاهان بدست آورد. و بدنبال جایگزین کردن پلاستیک زیست تخریب‌پذیر در صنعت چاپ سه‌بعدی، است. آنها یک رشته نازک پلاستیکی تجزیه‌پذیر به نام Biom3D را منتشر کردند، که باور دارند این محصول میتواند جایگزین مواد دیگر ساخته شده از نفت شود. تولیدکننده بیوپلاستیک، رشته های تجزیه‌پذیری را راه اندازی کرده است که در بازده محصول نهایی چاپ بهتر عمل می کند و پردازش چاپگرهای سه‌بعدی را آسانتر می کند که منجر به سرعت بالاتر چاپ می شود.
بیوم اذعان دارد که پلاستیک گیاهی، مانند PLA، در حال حاضر در جامعه چاپ سه‌بعدی محبوب است چراکه کار با آن‌ها آسان و نسبتا ایمن است. هم‌چنین درک این‌که پلاستیک ساخته از نفت، مانند ABS، برای مواردی با انعطاف پذیری ونرمی بیشتر استفاده می شود. از این رو، Biome3D پلاستیک گیاهی طراحی شده است که ویژگی های ساختاری پلیمرهای ساخته شده‌ای از نفت را داراست. این مواد محصول نهایی بهتر و انعطاف پذیرتری از PLA ارایه می‌دهند، با اینحال پردازش آسان و چاپ سریعتری دارند.
با را‌ه‌حل‌هایی برای تعداد فزاینده‌ای از صنایع، از صنایع غذا تا الکترونیک، رشته جدید Biome3D پا به میدان چاپ سه‌بعدی می گذارد. پیش بینی افزایش به کارگیری چاپ سه‌بعدی در سراسر جهان و نیاز به پیدا کردن مواد تجدید پذیر برای چاپ، ممکن است بیوم را به عنوان یک ارائه دهنده مهم مواد در صنعت تثبیت کند.
چاپ سه‌بعدی غضروف برای ترمیم نای
محققان آمریکایی با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی موفق به تولید غضروفی برای ترمیم یا جایگزین‌کردن نای شدند.
آسیب به نای ممکن است ناشی از تومور یا جراحات دیگر باشد و راه کارهای کنونی دارای محدودیت‌هایی هستند؛ به همین علت محققان به دنبال استفاده از روش‌های جایگزین از جمله استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی هستند.
محققان موسسه تحقیقات پزشکی فاین‌استاین طی یک سال گذشته به دنبال پاسخ به این پرسش بودند که آیا می‌توان از فناوری چاپ سه‌بعدی و مهندسی بافت برای ترمیم و جایگزین کردن نای استفاده کرد؟
غضروف چاپ سه‌بعدی باید به اندازه‌ای سخت باشد که سرفه‌ها، عطسه‌ها و تغییرات فشار دیگر را تحمل کند؛ همچنین باید به اندازه‌ای ارتجاع‎پذیر باشد که به گردن اجازه حرکت آزادانه را بدهد.
موفقیت اخیر با استفاده از چاپگر سه بعدی آزمایشی MakerBot Replicator 2X حاصل شد.
این چاپگر سه‌بعدی می‌تواند داربست‌هایی تولید کند که با ترکیبی از کلاژن و سلول‌های غضروفی پوشیده می‌شوند و محصول نهایی به شکل غضروف رشد می‌کند.
جزئیات این دستاورد پزشکی در پنجاه‌ و‌ یکمین نشست سالانه انجمن جراحان قفسه سینه در سن‌دیه‌گو ارائه شد.

ساخت آپارتمان با چاپگر‌ سه‌بعدی غول پیکر
محققان یک شرکت چینی با استفاده از یک چاپگر سه‌بعدی غول‌پیکر و مواد چاپ مخصوص موفق به ساخت یک آپارتمان پنج طبقه و یک ویلا شدند.
شرکت چینی Winsun پیش از این موفق به ساخت ۱۰ خانه چاپ سه‌بعدی در مدت ۲۴ ساعت شدند و در یک دستاورد جدید، یک آپارتمان و ویلای چاپ سه‌بعدی را تولید کردند.
این آپارتمان پنج طبقه و ویلای ۱۱۰۰ مترمربعی در محوطه پارک صنعتی سوژو احداث شده‌ است.
سیستم چاپگر سه‌بعدی مورد استفاده برای ساخت این دو ساختمان، ۶.۶ متر ارتفاع، ۱۰ متر عرض و ۴۰ متر طول دارد؛ عملکرد بازوی چاپگر توسط رایانه کنترل می‌شود تا قطعات چاپ سه‌بعدی مانند لایه‌های کیک روی یکدیگر قرار بگیرند.
به گفته محققان، این روش باعث کاهش ۳۰ تا ۶۰ درصدی ضایعات ساخت و ساز، کاهش ۵۰ تا ۷۰ درصدی زمان ساخت، کاهش ۵۰ تا ۸۰ درصدی هزینه‌ها می‌شود؛ برای چاپ این ساختمان‌ها از مواد قابل بازیافت استفاده شد که هزینه‌ها را به طور قابل توجهی کاهش داد.

دقت بی‌سابقه در پرتودرمانی با چاپ تومور سه‌بعدی
فناوری جدید دانشمندان «موسسه تحقیقات سرطان» در لندن به پزشکان دقت بی‌سابقه‌ای در مورد فرآیند پرتودرمانی تومورهای سرطانی ارائه می‌دهد.
در اختیار داشتن نسخه سه‌بعدی چاپ‌شده اندام‌ها و تومورهای بیماران، امکان تعیین بهتر میزان تشعشعی را فراهم می‌کند که یک تومور طی جلسات پرتودرمانی باید دریافت ‌کند. با این حال، استفاده از مدل‌های یک تومور در مراحل آماده‌سازی برای پرتودرمانی، موضوع جدیدی نیست اما این تومورها دست‌ساز هستند و نمی‌توان همیشه به آن‌ها اعتماد کرد.

دانشمندان انگلیسی در این تحقیق به دنبال تولید مدل دقیقی بودند که به آن‌ها امکان نظارت بر میزان تشعشع دریافتی توسط تومور را بدهد. نسخه‌های چاپی جدید تومور، به تیم علمی اطلاعاتی ارائه داد که اسکن‌های دوبعدی چنین اطلاعاتی در اختیارشان نمی‌گذارد زیرا مدل‌های سه‌بعدی همواره بیش از مدل‌های مسطح اطلاعات در اختیار می‌گذارند.
محققان با استفاده از اسکن‌های گرفته‌شده از تومور در طول درمان بیماران سرطانی، موفق به چاپ نسخه‌های سه‌بعدی از یک تومور و اندام‌های احاطه‌کننده‌ آن شدند. این نسخه‌ها «فانتوم‌» لقب گرفته‌اند و درواقع، مدل‌های پلاستیکی هستند که در آزمایش‌های اولیه، به دانشمندان امکان محاسبه دقیق‌تر میزان پرتودرمانی را که بیماران باید دریافت می‌کردند دادند.
محققان معتقدند آزمایش‌های بیشتری باید بر روی این تومورهای چاپی سه‌بعدی انجام شود و در صورت موفقیت، آن‌ها دقت پرتودرمانی مولکولی را در درمان سرطان ارتقا خواهند داد.