دستگاه‌های همه‌فن حریف!

گسترش استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی هیچ حد و مرزی نمی‌شناسد و محققان در سالی که گذشت استفاده‌های جالب و شگفت‌انگیزی از این فناوری کردند.

پای فناوری چاپ سه‌بعدی به زمینه‌های مختلفی نظیر پزشکی، توانبخشی، فضا، محیط‌زیست و حتی آشپزی نیز باز شده است.

در ادامه به بررسی چند نمونه از بهترین کاربردهای این فناوری می‌پردازیم.

تولید قطعات ماهواره

در حال حاضر شرکت‌های هواپیمایی مختلفی نظیر ایرباس و یک استارتاپ فعال در این زمینه به نام “وان‌وب” در حال تولید قطعات مختلف ماهواره‌ها با چاپگرهای سه‌بعدی هستند و توانسته‌اند هزینه تولید برخی ماهواره‌ها را به حدود 500 هزار دلار برسانند و به همین دلیل بوئینگ نیز برای ماندن و رقابت کردن با رقبای خود تصمیم گرفته از این فناوری استفاده کند.

مقامات و روسای بوئینگ قصد دارند سرعت تولید ماهواره‌ها را افزایش دهند و به همین دلیل قصد دارند از چاپگرهای سه‌بعدی برای تولید ماهواره‌های چندقطعه‌ای (ماژولار) استفاده کنند.

چاپ سه‌بعدی خنده انسان در فضا

چندی پیش ناسا در اقدامی جالب اعلام کرد با استفاده از این برنامه قصد دارد در طرح موسوم به “ستاره خنده” اولین اثر هنری که در خارج از کره زمین تولید شده است را در فضا رها کند.

سرآغاز این اقدام، این بود که افراد می‌توانند با استفاده از اپلیکشن “خنده” از قهقه‌ها و خندیدن‌هایشان صدابرداری کرده و امواج خنده آن ها به صورت طرح سه‌بعدی نمایش داده شود. تاکنون بیش از 100 هزار نفر طرح‌های ستاره خنده خود را ارسال کرده‌اند.

در ایستگاه فضایی نوعی چاپگر سه‌بعدی وجود دارد که بدون نیاز به نیروی جاذبه کار می‌کند و فضانوردان به کمک آن تجهیزات و لوازم مورد نظرشان را تولید می‌کنند و دیگر نیازی به انتظار کشیدن برای ارسال بعضی تجهیزات از زمین وجود ندارد.

اندرو راش رئیس شرکت “ساخت فضا” که توسعه‌دهنده چاپگرهای سه‌بعدی در فضاست گفت: این اقدام برای نشان دادن همبستگی بین هنر و فناوری انجام می‌شود و ما بسیار خوشحالیم که بخشی از این پروژه بوده‌ایم و امیدواریم این طرح سرآغاز ارتباط بین خلاقیت و هنر انسان با فناوری روز در فضا باشد.

پخت غذا

محققان دانشگاه کلمبیا طی یک اقدام عجیب تصمیم به طراحی یک چاپگر خانگی گرفتند که به واسطه آن و با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی بتوان بجای پخت غذا آن ها را چاپ کرد!

کارآیی این چاپگر خانگی به گونه‌ای است که پوره های مواد مختلف یخ زده در آن قرار می‌گیرد و غذاهای مختلف و ترکیبات متنوع و طعم های مختلف در این دستگاه پخته شده و از آن بیرون می‌آید.

این محققان به سرپرستی پرفسور هاد لیپسون این ایده جدید را اجرایی خواهند کرد.

در حال حاضر این چاپگر در مراحل اولیه توسعه بوده و خبرها حاکی از این است که تا سال 2020 تکمیل شده و روانه بازار خواهد شد.

ساخت هواپیما

در نمایشگاه هوافضای برلین از یک هواپیمای چاپ شده با فناوری چاپ سه‌بعدی رونمایی شد. این هواپیمای کوچک بدون پنجره تنها 21 کیلو وزن داشته و طول آن چهار متر است که شبیه مدل یک هواپیمای سفید بزرگ بنظر می‌رسد.

هواپیمای بدون سرنشین THOR که مخفف “آزمایش اهداف فناوری پیشرفته در واقعیت” است، ملخی بوده و نمایشی از آینده هوانوردی است که در آن به کمک چاپ سه‌بعدی به صرفه‌جویی در زمان، سوخت و هزینه کمک خواهد شد.

تنها بخش‌هایی که در این هواپیما چاپ نشده، ماده‌ای به نام پلی‌آمید است که جزء عناصر الکتریکی است.

کاهش آلودگی هوا

یک تیم از محققان آمریکایی از روش چاپ سه بعدی برای ایجاد یک ساختار دستی اسفنج مانند استفاده کردند که می‌تواند به کاهش آلاینده‌ها کمک کند.

این تیم که رهبری آن را متیو هارتینگز استاد شیمی از دانشگاه آمریکایی به عهده دارد، نشان داده‌اند که چگونه با استفاده از چاپگرهای سه بعدی تجاری می‌توان یک ساختار شیمیایی فعال ایجاد کرد.

این محققان یک ماتریس کوچک اسفنج مانند پلاستیکی با نانوذرات پراکنده شیمیایی فعال دی اکسید تیتانیوم (TiO2) را طراحی کردند.

ساخت اندام مصنوعی با پلاستیک‌های بازیافتی

یک دستگاه چاپگر سه بعدی، مواد خام به دست‌آمده از لیوان‌های پلاستیکی بازیافتی و یک گوشی هوشمند در دست یک پزشک؛ به گفته متخصصان آلمانی، این ها وسایل لازم برای ساخت اندام مصنوعی ارزان قیمت هستند.

تنها کاری که طبق گفته‌ متخصصان به عهده‌ پزشک درمانگر خواهد بود، اندازه‌گیری عضو آسیب‌دیده و گرفتن ۲۰-۳۰ عکس از آن و ارسال آن ها به چاپگر است. یک نرم‌افزار، مسئول تهیه مدلی سه بعدی بر پایه‌ این اندازه‌هاست. به گفته این متخصص، هیچ اندامی شبیه دیگری نخواهد بود، چون هریک از تولیدات براساس نیازها و اندازه‌گیری دقیق محل قطع یا آسیب عضو ساخته شده است.

قیمت دستگاه چاپگر هم اکنون ۴۵۰۰ یوروست. زمان چاپ یک عضو به این روش، ۳۰ ساعت تخمین زده می‌شود. دستگاه‌های چاپگر حساس‌اند و فشار هوا و دما در طول چاپ باید ثابت بماند. بهای ماده‌ای که چاپگر به آن نیاز دارد نیز زیاد است. به همین خاطر آلمانی‌ها به فکر استفاده از پلاستیک بازیافتی افتاده‌اند.

بازسازی بناها و مجسمه‌های تاریخی

سال گذشته نمونه مشابه مجسمه گاو بالدار نمرود و دواثر تاریخی دیگر که توسط داعش تخریب شده‌اند در شهر رم ایتالیا بازسازی شد.

در این پروژه که تحت نظارت باستان‌شناسان و مورخان هنری انجام پذیرفت علاوه بر گاو بالدار، معبد بَعل که مهم ترین محوطه باستانی شهر تاریخی پالمیرا در سوریه محسوب می‌شد و هم چنین اتاق آرشیو دولتی در شهر تاریخی «ابلا» در نردیکی حلب در ابعاد واقعی مجددا ساخته شده و قرار است همگی آن ها در محوطه تاریخی «کلوسئوم» در شهر رم جهت به راه انداختن بحث پیرامون حفط میراث فرهنگی به نمایش گذاشته شد.

چاپ غضروف با استفاده از شیشه زیستی

محققان دانشکده امپریال کالج لندن و دانشگاه میلانو بیکوکا ایتالیا موفق به تولید یک شکل منعطف از شیشه زیستی شده‌اند که می‌تواند برای بازسازی زانو به کار گرفته شود.

دانشمندان یک ماده شیشه زیستی جدید طراحی کرده‌اند که از سیلیکا و پلیمر پلی‌کپرولاکتون تشکیل شده است. این مواد در زمان ترکیب از خواص غضروف یعنی منعطف اما محکم، بادوام و ارتجاعی برخوردار هستند.

این ماده نه تنها از ویژگی‌های غضروف برخوردار است، بلکه برای استفاده در یک چاپگر زیستی نیز مناسب است و به دانشمندان اجازه می‌دهد تا مواد زیستی را به اشکال مختلف برای پاسخگویی به آناتومی منحصر به فرد هر بیمار چاپ کنند.

چاپ لوازم پزشکی در فضا

برخلاف آن چه فیلم‌ها به تصویر می‌کشند زندگی در فضا آسان نیست. به عنوان مثال اگر فضانوردان در پایگاه فضایی ISS دچار آسیب جزئی شوند و به ابزارهای پزشکی نیاز داشته باشند باید منتظر ماموریت تدارکاتی باشند که ماه‌ها زمان لازم است.

در دی ماه سال 95  شرکت جدیدی در مورد تجهیزات پزشکی فضایی در تورنتو با نام3D4MD  تاسیس شده است. این شرکت با استفاده از چاپ سه‌بعدی و فناوری کم هزینه تجهیزات پزشکی برای فضا فراهم می‌کند.

براساس وبسایت این شرکت روش ابداعی آن ها موجب طراحی منابع پزشکی برای درمان بیماری و یا جراحت فضانوردان در طی ماموریت‌های فضایی خواهد شد. این روش امکان چاپ سه بعدی ابزارهای پزشکی در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) را ایجاد کرده است.

جولین وانگ موسس این شرکت اظهار کرد: ما با اسکن لیزری مراحل مختلف ایجاد دستکش فضایی را ذخیره می‌کنیم و با استفاده از نرم‌افزاری مستقل نمونه دیجیتالی از تراشه انگشتی مناسب کاربر تهیه شده و فایل دیجیتالی از زمین به ایستگاه فضایی ارسال و چاپ سه‌بعدی در فضا انجام می‌شود.

چاپ ابزارهای جراحی با استفاده از سلولز

محققان دانشگاه ام.آی. تی موفق شدند با استفاده از اضافه کردن رنگ ضد میکروبی به استات سلولز، دو قیچی جراحی ضد میکروبی را با استفاده از چاپگر سه‌بعدی تولید کنند.

با استفاده از این روش می‌توان در شرایطی که دسترسی به ابزار جراحی استریل وجود ندارد به راحتی ابزارهای مختلف را چاپ کرده و استفاده کرد و بعلاوه می‌توان با توجه به نیازها تغییراتی در ابزارها داده و آن ها را با شکل و شمایل دلخواه چاپ کرد.

این تحقیق می‌تواند دنیای چاپ سه‌بعدی را به طور کامل متحول کند و با استفاده از سلولزهای مقاوم علاوه بر کاهش هزینه به سلامت محیط زیست نیز کمک کند.

چاپ ویلچر

شرکت طراحی انگلیسی “لِیر دیزاین” برای سرعت بخشیدن به ارائه محصولات مناسب، از تکنیک چاپ سه‌بعدی برای ساخت یک ویلچر سفارشی با طراحی جذاب استفاده کرده است.

طراحی این محصول موسوم به ویلچر GO در نتیجه تحقیقات بر روی چند کاربر ویلچر و هم چنین کارشناسان پزشکی طی یک دوره شش ماهه جمع‌آوری اطلاعات انجام شد. محصول نهایی برای کمک به از بین بردن نگاه به ویلیچرها به عنوان دستگاه های پزشکی و ارائه آن‌ها به عنوان وسایل نقلیه برای بهبود زندگی طراحی شده است.

عنصر اصلی محصول که اردیبهشت ماه سال گذشته در هفته طراحی Clerkenwell در لندن ارائه شد، ماهیت “ساخت متناسب با اندازه” آن است که بدون استفاده از تکنیک چاپ سه‌بعدی، بسیار مشکل و پرهزینه بود. بطور خاص دو قسمت ساخته شده سفارشی آن یعنی صندلی و تکیه‌گاه پا است که به دقت متناسب با شکل بدن، وزن و معلولیت فرد ساخته می‌شود.

ایسنا