پرینتر سه بعدی ایرانی یا خارجی؟

با توجه به روند رو به رشد کارآفرینی با چاپگر سه بعدی در ایران تصمیم گرفتیم مقایسه ای بین کیفیت پرینترهای سه بعدی ساخت ایران و مزیتهای آنها نسبت به برندهای خارجی انجام دهیم و راهنمایی جامعی به زبانی کاملا ساده برای علاقمندان یا خریداران این دستگاه کاربردی ارائه نماییم.

قبل از شروع مقایسه، بد نیست درباره ۳D Printer کمی توضیح بدهیم: چاپگرهای سه بعدی دستگاهی همانند CNC هستند که با گرفتن فایل کامپیوتری فرمت مختصاتی GCode یک قطعه فیزیکی را با متریالهای متنوع میسازند؛ یعنی وقتی فرضا یک مجسمه را در نرم افزار مدلسازی سه بعدی طراحی میکنید میتوانید به راحتی آنرا با دستگاه CNC یا ۳D Printer بسازید. 

خب شاید سوال بپرسید که چه تفاوتی بین دستگاه سی ان سی و چاپگر سه بعدی هست؟ وقتی سی ان سی مرسوم هست چه نیازی به چاپگر سه بعدی تازه وارد دارم؟

جواب: 

•  دستگاه سی ان سی محدودیت ساخت دارد؛ یعنی بر خلاف چاپگرهای سه بعدی که تقریبا هر shape هندسی را تولید میکنند دستگاههای سی ان سی این قابلیت را ندارند. یک مثال میزنیم: فرض کنید یک اسباب بازی اسمبل شده را در نرم افزار سه بعدی طراحی کرده اید؛ با چاپگر سه بعدی میتوانید این مدل را بصورت یکپارچه و اسمبل شده پرینت کرده و پس از ساخت آماده استفاده است در حالی که با دستگاه برش CNC باید در نرم افزار پارتها جداگانه برای بستر ساخت آماده شوند و پس از ساخت آنها را بهم اسمبل کنید.
• دستگاه سی ان سی یک بلوک متریال را گرفته آنرا برش میدهد و شی ساخته میشود یعنی فرآیند ساخت کاهشی هست؛ در حالی که در فرآیند چاپ سه بعدی قضیه کاملا برعکس میشود یعنی متریال از صفر به صد مصرف شده و قطعه ساخته میشود که آنرا بنام فرایند ساخت افزایشی یا Additive Manufacturing مینامند. در  این حالت مصرف متریال بهینه تر نیز میباشد.
•  کار با دستگاه CNC کاملا تخصصی بوده و نیاز به اپراتور ماهر و محیط کارگاهی دارد در حالی که یک چاپگر سه بعدی رومیزی یا صنعتی در خانه و محیط کار بدون صدا و آلودگی به کار مداوم خود ادامه میدهد و مصرف برق کاملا معمولی همچون سایر وسایل خانه و محیط اداری دارد. همچنین کار با چاپگر سه بعدی سخت نیست و پس از اولین ساعات کار با آن کاملا نسبت به آن تسلط پیدا خواهید کرد.
• قدرت ساخت پرینتر سه بعدی نسبت به دستگاه CNC بسیار بالاتر میباشد و قطعات توخالی یا توپر یا متحرک  داخلی یا خارجی براحتی با آن بصورت یکپارچه (اسمبل شده در حین ساخت) و در یک فرآیند قابل تولید هستند. 
• متریالهای چاپگر سه بعدی همانند دستگاه CNC متنوع میباشد و شامل: ترموپلاستیکهای نایلون، ABS، PETG، PET، پلی پروپیلن، مواد انعطاف پذیر، فلزی یا رنگی موجود است.
• از نظر هزینه ساخت نیز دستگاه CNC و چاپگر سه بعدی تقریبا با هم برابر هستند.
• کشش بازار جهانی و آینده کسب و کار این حوزه: طبق برآوردهای جهانی، زیرساخت تمامی صنایع در آینده در انحصار تکنولوژیهای 3D Print خواهد بود و روشهای سنتی کنار خواهند رفت و بازار چاپگرهای سه بعدی و تخصصهای آن بر بازار CNC غالب خواهد گشت (البته تکنیک برش CNC روند رشد خود را خواهد داشت ولی پتانسیل چاپگرهای سه بعدی بیشتر خواهد بود).

خب حالا باید به طور مختصر انواع تکنیکهای ۳D Print را توضیح دهیم: 

برای درک بهتر آنها را بر اساس متریال ساخت تقسیم بندی میکنیم: 

1. تکنیک پرینت سه بعدی FDM: متریال ترموپلاستیک موسوم به فیلامنت. محبوب ترین و ارزانترین  روش ساخت سه بعدی در جهان و ایران میباشد. چون در بازار ایران نیز متریال آن قابل خرید است. جنس قطعات پس از ساخت ترموپلاستیک بوده و قابلیت پرداخت و رنگ کاری دارند. برای انواع قالبگیری غیرحرارتی صنعتی و ماکتهای معماری و قطعات مفهومی ابتکاری بسیار کاربرد دارند. بعلت ارزان بودن برای ساخت قطعات کوچک تا بزرگ با دقت قابل قبول این روش 3DPRint کاملا منطقی به نظر میرسد.

2. تکنیک پرینت سه بعدی SLA-DLP-LCD: متریال ساخت مایع فتوپلیمر حساس به نور موسوم به رزین میباشد. با توجه با منبع تابنده از لیزر تا پرژکتور یا نمایشگر ال سی دی تفیک میشوند. این تکنیک نسبت به روش FDM گرانتر بوده ولی بسیار برای قالبگیری قطعات جواهر یا پزشکی مثل انواع ایمپلمنت دندانی ... کاربردی میباشند. دقت چاپ این روش برای قطعات ریز بسیار بالاتر میباشد و به علت هزینه ساخت برای قطعات کوچک توجیه پذیر هستند.

3. تکنیکهای پرینت سه بعدی SLS-SLM-PolyJet: انواع پودر پلیمر فلزی یا صنعتی رنگی یا تک رنگ در این تکنیک استفاده میشوند. بجهت نوظهور بودن این نوع فناوری فعلا انحصار کاملا صنعتی داشته و مانند دو تکنیک قبل برای کاربران خانگی عرضه نشده اند. تکنیکهای پودر پلیمر نیز با کمک تابنده لیزری یا پرتوهای دیگر باعث ذوب پودر پلیمر بر اساس مختصات سه بعدی هندسی شده و قطعه ساخته میشود که دقت بسیار بالایی برای قطعات صنعتی فراهم میکند.

با توجه به شرایط تکنیکهای فوق به بررسی بازار ایران در حوزه پرینترهای سه بعدی میپردازیم:

فعلا تا زمان نگارش این مقاله در بازار ایران تنها قادر به خرید چاپگرهای سه بعدی با دو تکنیک FDM یا متریال ترموپلاستیک و SLA رزینی هستید و روش پودر پلیمر فلزی و کامپوزیتی بعلت استراتژیک بودن و تحریم ایران و تازگی فناوری در ایران بومی نیستند و تنها بصورت تحقیقاتی دنبال میشوند یا منحصر به خدمات پرینت سه بعدی آنهم با قیمتهای بسیار گران و حالت محدود میباشند.

نکته: برندهای مشهور خارجی پرینترهای پلتفرم FDM که اکنون به سختی در بازار ایران یافت میشوند شامل MakerBot – Ultimaker – Prusa (اگر اصل کارخانه باشد) و تعداد دیگری سازنده هستند که چاپگرهای سه بعدی باکیفیتی دارند و در کشورمان نیز سابقه فروش داشته اند؛ ولی با شرایط اقتصادی فعلی کشور به خرید برندهای خارجی فکر نکنید.

چون  3DPrinterهای با ساختار FDM یا همان «متریال ترموپلاستیک فیلامنت» کاربری آسانی داشته و  ارزان تر هستند و قابلیت ساخت قطعات کوچک تا بزرگ را با دقت مناسب در بازار ایران دارند، مزیت چاپگرهای سه بعدی ایرانی را نسبت به برندهای خارجی توضیح میدهیم و راهنمایی میکنیم که هنگام خرید یک چاپگر  سه بعدی ایرانی چه ویژگیهایی در نظر بگیرید:

• پلتفرم مکانیکی پرینتر: یک چاپگر سه بعدی خوب باید از شاسی و بدنه استاندارد برخوردار بوده و با دوام باشد. این بخش تاثیر بسیاری بر دقت چاپ دستگاه میگذارد زیرا کلیه قطعات سازنده پرینتر بر روی شاسی دستگاه سوار میشود. بهترین حالت شاسی فلزی میباشد که بصورت استاندارد بیگدیگر پیچ شده باشند. دستگاههایی که فاقد شاسی هستند یا بدنه ضعیفی دارند پس از مدتی از حالت دقیق اولیه خارج شده و دقت دستگاه شدیدا کاهش یافته و حتی قطعات متحرک دستگاه صدمه خواهند دید.

• مکانیک محورهای حرکتی: پرینترهای متریال فیلامنت دارای اکسترودر نازلی متحرک هستند که رشته ترموپلاستیک فیلامنت را داخل کرده با حرارت ذوب نموده از سر نازل با توجه به مختصات سه بعدی لایه به لایه روی هم میگذارند تا قطعه تکمیل شود. بنابراین استاندارد صنعتی محورهای حرکتی بسیار بر دقت چاپ دستگاه تاثیر میگذارد. جدیدترین استاندارد محورهای حرکتی ریل واگن میباشد که کمترین فرسایش و بالاترین نرمی را حین حرکت اکسترودر فراهم میکنند.

• پلتفرم الکترونیک چاپگر: تکمیل کننده بخش مکانیکی 3D Printer قسمتهای برد مداری، موتور استپرها (موتور گام)، اتصال سیمها و درایورها میباشند که اثر مستقیمی روی کارکرد دستگاه و دقت ساخت خواهند داشت؛ هر چه مدار ساخت و موتورها با  کیفیت تر باشند دستگاه حین پرینت بهتر کار کرده و خطای چاپ کاهش میبابد. همچنین قطعات الکترونیک باکیفیت روی دوام و عملکرد بلندمدت دستگاه تاثیر بسیار چشمگیری دارد. هنگام خرید از فروشنده دستگاه چاپگر سه بعدی بخواهید بطور شفاف درباره نوع قطعات الکترونیک و برند و کیفیت آنها به شما توضیح دهد.

• رابط کاربری و درگاههای اتصال: مربوط به بخش الکترونیک دستگاه بوده و شامل نمایشگر و سیستم و نرم افزار کنترل کننده فرآیند چاپ میباشد. در حال حاضر در بازار ایران پرینترهای سه بعدی با نمایشگر لمسی رنگی و درگاه USB و WiFi موجود هستند که نسبت به نمایشگرهای کاراکتری قدیمی راحتی بیشتری دارند.

• قابلیتهای حین چاپ پرینتر: به جهت فرایند نسبتا طولانی ساخت در روش FDM یک چاپگر سه بعدی خوب باید با روشهایی امکان رفع خطا حین پرینت را داشته باشد تا باعث کاهش هزینه متریال ساخت گردد، مثلا فرایندهای Hibernate یا بازیابی پرینت پس از خطا، حسگر اتمام متریال و مکث موقت پرینت تا جایگزینی متریال، و UPS که در صورتی که برق قطع شد چاپ متوقف نگردد. اگر تصمیم دارید بطور مداوم از دستگاه پرینتر خود کار بکشید و درآمدزایی داشته باشید، این بخش بسیار به کمک شما می آید. 

• ابزارهای جانبی پرینتر: این بخش نیز در صورتی که نیاز به ابزارهای تکمیل کننده پرینت سه بعدی داشته باشید برایتان مفید خواهند بود گرچه اجباری نیستند. مثلا یک پرینتر سه بعدی میتواند دارای پک قابل نصب حکاک دو بعدی لیزری، مته یا قلم پلاتر باشد که بتوانید روی ورقه های نازک چوبی یا کاغذی ... طرحی دو بعدی را نیز حک کنید.

موارد فوق مربوط بخشهای فنی و تکنیکی دستگاه چاپگر سه بعدی است، بخش مهمی نیز شامل موارد آموزشی، ضمانت نامه و خدمات پس از فروش میباشد. این مبحث نیز بسیار مهم محسوب میشود زیرا در صورتی که نیاز به راهنمایی کار با دستگاه داشته باشید یا به هر نحوی نیاز به سرویسکاری پرینتر سه بعدی پیدا کنید در ایران معمولا فقط همان شرکت تولیدکننده میتواند شما را کمک کند مگر اینکه خودتان دست به آچار شوید و به پلتفرم دستگاههای پرینتر سه بعدی اشراف داشته باشید. یک شرکت خوب دستگاه را با ضمانت آموزش، گارانتی و خدمات پس از فروش به مشتری عرضه میکند تا خیال خریدار از بابت تعویض قطعات و تعمیرات دستگاه در آینده راحت باشد.

| پادکست رادیویی پرینتر سه بعدی به زبان ساده |

هم اکنون در بازار ایران بجهت گرانی ارز، اغلب چاپگرهای خارجی ارزانی که برای فروش عرضه میشوند مدلهای کم کیفیت چینی میباشند. قطعات و موتورهای این برندهای گمنام بسیار ضعیف بوده و پس از مدتی کار مستهلک میشوند. فروشندگان این دستگاهها نیز هیچگونه ضمانت تعمیر ندارد و بسیار از خریداران این دستگاهها متضرر خواهند شد؛ زیرا نه قادر هستند پرینتر سه بعدی را تعمیر کنند و نه کسی این دستگاه ارزان بی کیفیت را از آنها خواهد خرید.

با توجه به شرایط اقتصادی فعلی بازار ایران عاقلانه ترین کار خرید یک پرینتر سه بعدی با کیفیت ایرانی است که شرایط کیفیتی که در بالا گفتیم را داشته باشد، حتی اگر فکر میکنید کمی قیمت بالایی دارد. چاپگر سه بعدی با قطعات باکیفیت و استاندارد همانند یک گوشی موبایل از یک برند مشهور است: بادوام بوده و در آینده میتوانید دست دوم آنرا هم با قیمت خوبی در بازار بفروشید. با خرید یک پرینتر سه بعدی ایرانی نیز به نوعی کمک به اقتصاد کشور و اشتغالزایی هم کرده اید.

خب، امیدواریم این مطلب برای شما مفید باشد و به شما در خرید یک 3D Printer با کیفیت در بازار ایران کمک کند.

منبع: پرینترهای سه بعدی «توسعه گران بعد سوم»