شرکت استرالیایی "تیتومیک  (Titomic) از چیزی پرده‌برداری کرد که ادعا می‌کند بزرگترین چاپگر سه بعدی فلز جهان در این مرکز کاملا ممتاز در ملبورن است.

چاپگر سه بعدی فلز که با همکاری مرکز تحقیقاتی آژانس فدرال استرالیا(CSIRO) ساخته شده، دارای 9 متر طول، 3 متر عرض و 1.5 متر ارتفاع است، اما فرآیند چاپ به این اندازه محدود نمی‌شود، به این معنی که می‌توان از آن برای چاپ اشیای حتی بزرگتر استفاده کرد.

این دستگاه مانند دیگر چاپگرهای سه بعدی، اشیا را به شکل لایه به لایه چاپ می‌کند، اما به جای اتکا به پودرهای فلزی که با استفاده از گرمای شدید ترکیب می‌شوند، از بازوی رباتیک استفاده می‌کند که ذرات پودر تیتانیوم را با سرعت مافوق صوت روی یک داربست می‌پاشد. سرعتی حدود یک کیلومتر بر ثانیه که چنان سریع است که وقتی ذرات به سازه برخورد می‌کنند، جامد می‌شوند.

این دستگاه به محافظ گازی نیاز ندارد و در مقایسه با تکنیک‌های تولید سنتی، کاهش ضایعات مواد را به دنبال دارد.

از آنجایی که از انرژی جنبشی به جای انرژی حرارتی استفاده می‌کند، هیچ‌گونه خطر تغییر شکل بر اثر حرارت برای قطعات تولید شده وجود ندارد.

روش کار این دستگاه اساسا همان تکنیک پاشش سرد است که برای پوشش و حفظ قطعات فلزی رایج به منظور حفاظت از آنها در برابر خوردگی استفاده می‌شود که سال‌ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

 

این شرکت در حال حاضر از فناوری تولید بدنه یکپارچه تیتانیومی دوچرخه بر روی یک ماشین کوچکتر با نرخ هر 30 دقیقه یک بدنه است.

 

برادر بزرگترش که 40 در 20 متر اندازه دارد، می‌تواند 45 کیلوگرم ماده را طی یک ساعت چاپ کند که بسیار سریع‌تر از سایر چاپگرهای 3بعدی کوچکتر فلزی است.

سرعت چاپ چاپگرهای رایج کنونی حدود 1 کیلوگرم  در هر 24 ساعت است!

این چاپگر با وجود استفاده از پودر تیتانیوم می‌تواند قطعات را بسیار نزدیک به استحکام قطعات تیتانیومی ساخته شده با استفاده از تکنیک‌های متداول تولید کند.

علاوه بر این، این چاپگر می‌تواند اجزای چندبخشی را به شکل قطعات یکپارچه که سبک‌تر و قوی‌تر هستند، چاپ کند. چرا که نیازی به برش، خم شدن، اتصال و جوش نخواهند داشت و اجازه می‌دهد تولید، کاملا خودکار شود.

این دستگاه همچنین می‌تواند از فلزات غیر از تیتانیوم استفاده کند، اما استفاده از تیتانیوم به دلیل استحکام، سبکی و هزینه تقریبا مناسب آن است.

شرکت تیتومیک در ابتدا صنایع هوایی، نظامی، دریایی و ورزشی(به ویژه دوچرخه) را هدف قرار داده است و در آینده هم چشمی به صنعت خودرو، تجهیزات پزشکی، ساختمان و برنامه‌های کاربردی استخراج معادن دارد.

این شرکت در حال حاضر توجه برخی از شرکت‌های بزرگ را به خود جلب کرده است و اعلام کرده است که با شرکت تولیدکننده وسایل گلف موسوم به "Callaway" و شرکت کشتی‌سازی "Fincantieri" استرالیا مشارکت داشته است.

رییس شرکت تیتومیک گفت: ما در حال تولد یک صنعت کاملا جدید برای تولید فلزات هستیم. اکنون ما واقعا می‌توانیم کارهایی را در مقیاس صنعتی انجام دهیم. نه تنها در مقیاس صنعتی، بلکه ما می‌توانیم عملا بزرگ‌تر، سریع‌تر و دقیق‌تر نیز عمل کنیم.

گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا، تکنیک جدیدی را برای چاپ بافت های زیستی با استفاده از مواد ترکیبی ابداع کردند. اکنون عدم تعادل بین نیاز و عرضه اندام ها و بافت های طبیعی یک بحران جدی در حوزه سلامت ایجاد کرده است. حتی در مواردی که اندام ها و بافت های مورد نظر تامین می شود، معمولا با بدن دریافت کننده به طور کامل سازگار نیست و مشکلاتی را ایجاد می کند.

به همین دلیل، محققان به دنبال روش هایی برای تولید آزمایشگاهی بافت ها و اندام ها هستند. اما این کار علاوه بر تامین نامحدود مواد اولیه سالم و عاری از آلودگی، نیازمند تولید اندام ها و بافت ها بر اساس خصوصیات و ویژگی های موردنظر پزشکان و جراحان است.

با وجود این، چالش اصلی محققان این است که بافت زنده دارای ساختاری بسیار پیچیده بوده و از انواع مختلف سلول ها، رگ های خونی، اعصاب و ساختارهای مکانیکی مختلف تشکیل شده است.

اکنون محققان دانشگاه کالیفرنیا یک چاپگر زیستی ساختند که با استفاده از یک تراشه پیشرفته قادر است چندین ماده مختلف را براساس ساختار سلول های متفاوت به صورت همزمان تولید کند. این چاپگر به یک مجموعه از چند میلیون آینه مجهز است که هریک از آنها قادرند به طور مستقل حرکت کنند.

این آینه ها برای هریک از لایه های شی در حال چاپ، از طریق کنترل نحوه تابش پرتوهای نور که موجب سختی ژل می شوند، الگوی خاصی را ایجاد می کنند. در حال حاضر این چاپگر از چهار نوع مرکب زیستی بهره می برد؛ اما در آینده قرار است تعداد این مرکب ها افزایش یابد.

این چاپگر در آزمایش های اولیه ساختارهای ساده ای مانند رگ های خونی، تومورهای مصنوعی، بافت پیوند دهنده عضلات و اسکلت و بافت عضلات را چاپ کرد و آنها با موفقیت و بدون پس زدن، در بدن موش ها ایمپلنت شدند.

 

یک شرکت نوپای فناوری در آمریکا موفق به تولید یک دوچرخه به طور کامل با استفاده از چاپگرهای سه بعدی شده است که در تولید آنها از فیبرهای کربنی استفاده شده است.

دوچرخه یادشده که توسط شرکت آروو تولید شده با استفاده از یک نرم افزار ویژه طراحی شده و از فناوری منحصر به فردی برای چاپ سه بعدی آن استفاده شده که سرعت تهیه قطعات مختلف دوچرخه را به میزان چشمگیری افزایش می بخشد.

یکی از مزیت های استفاده از این روش تولید دوچرخه ای است که در عین بهره مندی از استحکام و استقامت بسیار بالا وزن کمی دارد و از نظر سطح قیمت نیز توان رقابت با محصولات مشابه را در بازار دارد.

شرکت آروو برای تولید این دوچرخه 19.5 میلیون دلار سرمایه از چند شرکت آمریکایی و ژاپنی جمع آوری کرده است. چاپ سه بعدی اجزای این دوچرخه با استفاده از یک بازوی رباتیک صورت می گیرد و برای این کار نیازی به دخالت نیروی انسانی نیست. هزینه تولید فریم اولیه دوچرخه مذکور با استفاده از فناوری جدید تنها 300 دلار است. البته هنوز مشخص نیست قیمت نهایی این دوچرخه به چه میزان خواهد بود.

بازوی مکانیکی هوشمند شرکت اوپن بیونیکس(Open Bionics) که با کمک چاپگر سه‌بعدی تولید شده است، کودکان معلول را به شدت دلگرم کرده است.

مدیران این شرکت به تازگی تصمیم به راه‌اندازی خط تولید جدیدی برای ساخت اندام‌های مصنوعی مخصوص کودکان گرفتند که تولیدات آن با استقبال بی‌نظیری مواجه گردیده است. شرکت‌های مطرح والت دیزنی تصمیم به همکاری با Open Bionics گرفته‌اند.

عملکرد فوق‌العاده این بازو مکانیکی هوشمند به گونه‌ای است که قیمت آن کمتر از نصف نزدیک‌ترین رقیبش است. این بازو بسیار راحت و قابل تنظیم است و چگونگی کارکرد آن دید ما را نسبت به پروتزهای هوشمند تغییر می‌دهد.

این دستاورد که توسط محققان دانشگاه مینه سوتا صورت گرفته است، کاربردهای متفاوت فناوری چاپ سه بعدی را نشان میدهد. در این فناوری در ابتدا پوست کاربر اسکن می شود و نشانگرها به طور موقت روی پوست قرار می گیرد، سپس سه لایه حسگر چاپ می شود. معمولا این حسگرها بوسیله نخ بلندی که به آنان متصل است از روی پوست کنده می شود یا با استفاده از آب به راحتی شسته می شود.

مهم ترین کاربرد این حسگر، شناسایی مواد شیمیایی، عوامل بیولوژیکی و شارژ تجهیزات الکترونیکی با استفاده از سلول های خورشیدی است.

این حسگر به گونه ای طراحی شده است که در صورت حرکت دست هنگام چاپ،‌ با آن تنظیم می شود و مدارهای الکترونیکی خود را حفظ می کند.

در فناوری چاپ سه بعدی معمولی، دمای جوهر تا 212 درجه فارنهایت (100 درجه سانتی گراد) افزایش می یابد که در چاپ ابزار پوشیدنی و حسگرهای پوستی قابل استفاده نیست و منجر به سوزش کاربر می شود. محققان برای حل این مشکل از یک جوهر خاص استفاده می کنند که از تکه های نقره تشکیل شده و در دمای اتاق قابل استفاده است.

این فناوری بسیار ارزان قیمت است و با استفاده از یک چاپگر سبک قابل حمل که قیمتی کمتر از 400 دلار دارد چاپ می شود. محققان کاربردهای متفاوتی را برای این فناوری در نظر گرفته اند که مهم ترین آن کاربردهای پزشکی در مناطق دور افتاده است.

 

بیش از 100 قطعه از قطعات تشکیل‌دهنده کپسول خدمه فضاپیمای «اوریون» ناسا با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته خواهد شد که به طور خاص برای روبرویی با چالش‌های فضای عمیق طراحی شده‌اند.

فضاپیمای اوریون(Orion) که در لغت به معنی شکارچی است، جدیدترین فضاپیمای سازمان فضایی آمریکا(ناسا) برای حمل انسان به فضا و اکتشافات دور دست از جمله سیاره مریخ است.

مراحل اجرایی این فضاپیما پس از اتمام پروژه شاتل و بازنشستگی ناوگان شاتل کلید خورد و نخستین پرواز آزمایشی بدون سرنشین خود را در 5 دسامبر 2014 با موفقیت انجام داد.

این فضاپیما مانند فضاپیمای آپولو از یک کپسول حامل فضانوردان تشکیل شده است که می‌تواند به فضای ماورای زمین به اکتشاف در سیارات دیگر و همچنین سیارک‌ها بپردازد و پس از آن با فرود به زمین به وسیله چتر نجات در اقیانوس فرود بیاید.

تنها استارتاپ‌های انقلابی مانند آزمایشگاه موشکی "Rocket Lab" نیستند که از چاپ سه‌بعدی برای ساخت موشک و سفینه استفاده می‌کنند. کپسول خدمه جدید "اوریون" ناسا دارای بیش از 100 قطعه چاپ سه‌بعدی است که به طور خاص توسط شرکت «لاکهید مارتین»، پیمانکار اصلی این پروژه با همکاری متخصصان چاپ سه‌بعدی توسعه داده شده است.

این قطعات از مواد کاملا جدیدی ساخته می‌شوند که به طور خاص برای مقاومت در برابر شرایط سخت فضای عمیق طراحی شده‌اند.

استفاده از چاپ سه‌بعدی، یک روش مقرون به صرفه برای ساخت یک سفینه فضایی پیچیده است. این بدان معنی است که طراحان می‌توانند کمی آزادانه‌تر طراحی کنند، زیرا به قطعات و مشخصات موجود و رایج محدود نمی‌شوند.

محققان امیدوارند آنچه را که از این تلاش آموخته و تجربه کسب کرده‌اند را در اختیار دیگر صنایع هوا و فضا، مانند ماهواره‌ها و فضاپیمای رباتیک قرار دهند. روشن نیست که پرواز آزمایشی بعدی "اوریون" چه زمانی خواهد بود. همانطور که گفته شد، اولین پرواز آزمایشی آن اواخر سال 2014 انجام شد. آزمایش بعدی، اولین پرواز موشک غول‌پیکر "SLS" ناسا خواهد بود.کپسول تقریبا 3 هفته در فضا خواهد بود و به دور ماه می‌چرخد تا بتواند قابلیت فضانوردی خود را تست کند.در حالی‌که این پرواز برای اواخر سال 2019 در نظر گرفته شده بود، تاخیرها به این معنی است که این پرواز احتمالا تا سال 2020 انجام نخواهد شد.

یک شرکت تولید کننده وسایل ورزشی با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی موفق به تولید الیافی شد که با استفاده از آنها می توان کفش هایی فوق سبک، با انعطاف و کیفیت بالا تولید کرد. این الیاف جدید که فلای پرینت نام گرفته از رشته های ذوب شده ماده ای به نام Thermoplastic polyurethane تهیه شده که نوعی پلاستیک از خانواده پلی اورتان محسوب می شود. لایه های متعدد این رشته ها در کنار هم برای بافت و تهیه این کفش به کار برده می شود.

نایک برای ارتقای تولید کفش یاد شده از اطلاعات جمع آوری شده از ورزشکاران و دوندگان متعددی استفاده کرده است تا نتیجه کار کفشی باکیفیتی باشد که در شرایط و وضعیت های آب و هوایی مختلف به خوبی قابل استفاده باشد.

یکی دیگر از مزایای این کفش امکان تنفس مناسب با توجه به وجود روزنه های تنفسی کافی در سطح آن است. مقاومت در برابر جذب آب باعث می شود پوشیدن این کفش در شرایط برفی و بارانی هم گزینه ای مناسب باشد. قیمت و زمان عرضه این کفش به بازارهای جهانی هنوز اعلام نشده است.

محققان جوهر هوشمندی ابداع کرده اند که ساختارهای چاپ شده سه بعدی را به اشیایی تبدیل می کند که می توانند تغییر شکل و رنگ دهند.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از ایرنا، از پایگاه اینترنتی یورک الرت، این ابداع که توسط محققان کالج دارتموث در آمریکا صورت گرفت، نویدبخش افزایش بیش از پیش کاربردهای چاپ سه بعدی است و می تواند زمینه را برای نسل جدید ماده چاپ شده هموار سازد.

پیشرفت حاصل شده در زمینه چاپ هوشمند با قابلیت تغییر شکل که به چاپ چهار بعدی هم شناخته می شود، یک جایگزین کم هزینه برای ساخت قطعات دقیق برای استفاده در حوزه های مختلف از بیوپزشکی تا صنعت انرژی محسوب می شود.

به گفته محققان، این فناوری به اشیای چاپ شده سه بعدی حیات می دهد و در حالی که بسیاری از ساختارهای چاپ شده سه بعدی خواص مولکولی ماده را بازتاب نمی دهند، جوهر جدید مولکول های کاربردی را به جهان چاپ سه بعدی می آورد و با استفاده از آن می توان اشیای هوشمندی را برای مصارف مختلف چاپ کرد.

بسیاری از سازوکارها و پروتکل های چاپ سه بعدی بر رزین های شفاف کننده عکس تکیه دارند و به تولید اشیای پلاستیکی سخت و محکم اما نه چندان برخوردار از معماری مولکولی منجر می شوند.

اما دستاورد جدید به طراحان اجازه می دهد که محدوده ها و کاربردهای مولکولی خاص را در یک ماده حفظ کنند و این ساختارها را برای استفاده در چاپ سه بعدی تغییر دهند.

محققان با ترکیب فناوری های جدیدی در عملیات های پیش و بعد از چاپ توانستند اشیای چاپ شده را به یک درصد اندازه های واقعی خود کاهش و رزولوشن (شفافیت) آنها را 10 برابر افزایش دهند.

این اشیای چاپ شده سه بعدی می توانند بطور مکرر با استفاده از پایه های فرا مولکولی از لحاظ اندازه کوچک و بزرگ شوند؛ همچنین با استفاده از ردیاب های فلورسنت در واکنش به یک محرک خارجی مانند نور تغییر رنگ دهند.

توانایی کاهش اندازه یک شیء بعد از چاپ در عین حفظ خصیصه های کاربردی و افزایش شفافیت آن جسم به چاپگرهای ارزان قیمت اجازه می دهد تا اشیایی با وضوح بالا چاپ کنند؛ کاری که زمانی تنها توسط چاپگرهای پیچیده تر میسر بود.

روش جدید مقیاس پذیر است، به طور گسترده قابل انطباق است و می تواند به طور چشمگیری موجب کاهش هزینه ها شود.

این مطالعه توسط مجله انجمن شیمی آلمان به نام Angewandte Chemie به عنوان یک مقاله بسیار مهم VIP انتخاب شد.

اسمیترزپایرا طی مطالعۀ اخیری که داشته نشان داده است تا 10 سال آینده، چاپگرهای پزشکی سه بعدی و تولید داروها به این روش رشد سریعی خواهند داشت و از 400 میلیون دلار از سال 2016 به 6 میلیارد دلار در سال 2027 خواهد رسید.

 فناوری چاپ سه بعدی در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی و مراقبت های بهداشتی بکار رفته است تا بتواند مدل های آناتومیکی منحصر به هر فرد ارائه نموده و ابزار جراحی بسازد که مناسب آموزش باشد و همچنین امر جراحی های پیچیده را تسهیل نماید. این فناوری می تواند در ساخت ایمپلنت و پروتزهای مناسب با هر فرد بسیار کارآمد باشد.

اسمیدرز راپرا (Smithers Rapra) طی مطالعۀ اخیری که داشته نشان داده است تا 10 سال آینده، چاپگرهای پزشکی سه  بعدی و تولید داروها به این روش رشد سریعی خواهند داشت و از 400 میلیون دلار از سال 2016 به 6 میلیارد دلار در سال 2027 خواهد رسید.

اسمیترز طی مطالعه ای با عنوان آیندۀ چاپ سه بعدی در حوزۀ پزشکی دارویی تا سال 2027 اشاره می کند که عامل کلیدی که باعث می شود تا این فناوری انطباق سریعی با مراقبت های پزشکی داشته باشد پتانسیل بالای این فناوری در ارائه‎ی روندهای درمانی مدرن و منحصر به هر فرد است. با تکیه بر این موفقیت ها، دانشمندان و صنعتگران در حال حاضر شروع به ارائه‏ی برنامه های کاربردی در زمینه‎ی بیوپرینت سه بعدی و ساخت داروها نموده اند.

انتظار می رود که در 5 تا 10 سال آینده، با استفاده از این فناوری بتواند مدل های جدیدی برای تست داروها و ایمنی آنها و همچنین ارزیابی تأثیر آنها بر روی بیماران را پیش از مصرف ارائه نمود.

تأییدیه سازمان FDA بر اولین داروی خوراکی تولید شده به روش چاپ سه بعدی، نقطه عطفی برای به رسمیت شناختن پتانسیل واقعی چاپ سه بعدی در تولید دارو به شمار می رود. یکی دیگر از مزیت های قابل توجه فناوری سه بعدی و ساخت دارو به این روش این است که در مورد بیماری های خاص، صنعت دارو از ساخت داروهای مولکولی تخریب کننده عبور کرده و به سمت ساخت داروهای تخصصی و هدفمند حرکت می کند.

صنایع دندانپزشکی و سمعک سازی بیشترین سهم استفاده از فناوری را دارند تا بتوانند دستاوردهای بالینی خود را بهبود بخشند. امروزه به لطف وجود فناوری چاپ سه بعدی، تقریبا همه سمعک ها متناسب با ساختار گوش فرد ساخته می‏شوند. فناوری سه بعدی به سرعت در حال تغییر دادن حوزه صنعت دندانپزشکی بوده و موجب شده تا دندان های مصنوعی بسیار مناسب ساخته شود و همچنین ایمپلنت و زیباسازی دندان را تقویت نموده و مدت زمان لازم برای پروتز دندان را به کمتر از چند ساعت کاهش دهد. در روش قدیم، فرد بارها باید به دندانپزشک مراجعه کند و بیش از شش هفته روند اندازه گیری، طراحی، ساخت و تعبیه این پروتزهای دندانی طول می کشد.

کیفیت و انطباقپذیری بخش های متداول از مدل های تشریحی و مصنوعی در طول دوره های پیش بینی شده بهبود خواهند یافت و عملکرد این بخش ارتقاء چشمگیری خواهد یافت. برای مثال، سازمان FDA هر سال بیش از 3000 داروی پزشکی را تأیید می کند و کمتر از 100 دارو که به روش چاپ سه بعدی تولید شده اند را تأیید می کند و این نشان می دهد که پتانسیل تبدیل روش کنونی در داروسازی به روش چاپ سه بعدی بسیار بالا است.

به نظر تحلیلگران، آیندۀ چاپ سه بعدی در حوزۀ پزشکی دارویی تا سال 2027 روشن بوده و پیش بینی می‌کنند که رشد بسیار بالایی در این حوزه شاهد باشیم. این مطالعه همچنین بیانگر کارآمد بودن این فناوری در شخصی سازی روند درمان های پزشکی بوده و با استفاده از آن می توان راه حل های کارساز و جدیدی ارائه نمود.

 

 منبع: ایپینا

 

 

پسر ۱۰ ساله‌ای که بدون دست راست به دنیا آمده بود، برای کریسمس یک دست تصنعی خواهد داشت.

 

"کامرون میلر" اهل ادینبرو اسکاتلند، برای یک دست تصنعی چاپ سه‌بعدی ۱۰ هزار یورو بودجه داشت.

اگرچه میلر گفت که نمی‌تواند درام یا گیتار بنوازد، دست تازه به وی قدرت دگرگونی این شرایط را داده است.

میلر که به رغم به دنیا آمدن بدون دست راست، راست‌دست هست بودجه لازم برای دست مصنوعی‌اش را با مساعدت خیریه (Radio Forth's Cash) به دست آورد.

به گزارش راهنمای سفر من به نقل از ایسنا و به نقل از اسکای‌نیوز، پسر ۱۰ ساله‌ای که بدون دست راست به دنیا آمده بود، برای کریسمس یک دست تصنعی خواهد داشت. کامرون میلر" اهل ادینبرو اسکاتلند، برای یک دست تصنعی چاپ سه‌بعدی ۱۰ هزار یورو بودجه داشت.

شرکت برتانیایی "اپن بایونیکز" (Open Bionics)، این دست تصنعی را ابداع کرده و این اولین باری بوده که این محصول از نظر دکتری برای استفاده در اروپا و آمریکا اثبات شده است.

آزمایش‌های بالینی این محصول از طریق "سرویس تندرستی همگانی" (NHS) انگلستان در حال انجام شدن هست و به احتمال بسیار بزودی در دسترس خواهد بود.

میلر که به رغم به دنیا آمدن بدون دست راست، راست‌دست هست بودجه لازم برای دست مصنوعی‌اش را با مساعدت خیریهبه دست آورد. حسگرهای درون این دست، سیگنال‌ها را از عضلاتی دریافت می‌کنند که بر بر اساس مرسوم دست و انگشت‌ها را حرکت می‌دهند و بر این اساس، دست تصویر العمل نشان می‌دهد.

"ژوئل گیببارد" (Joel Gibbard)، بنیا‌نگذار شرکت (Open Bionics) این دست می‌تواند به کودکان، در مورد اعضای تصنعی بدنشان و تفاوت اندامشان، حس اعتماد به نفس و حس غرور بدهد تا در مورد منحصر به فرد بودن، حس خوب تری داشته باشند.

 

منبع: ایسنا