ساخت «پرینتر سه بعدی» با قابلیت های خاص

علیرضا احمدی- این روزها پرینت سه‌بعدی در زمینه‌های مختلف ازجمله سلامت، اسباب بازی، وسایل خانه، مواد غذایی، ساخت خانه و... نقش دارد‌؛ هرچند با وجود همه موفقیت‌های این فناوری، برای ساختن وسایل پرینت شده که از مایعات پر شده باشند همچنان دردسرهایی وجود دارد. به‌طور معمول اگر بخواهید یک وسیله پر از مایع را پرینت سه‌بعدی کنید، باید بعد از چاپ آن وسیله، مایع را در آن تزریق کنید که کار چندان راحتی نیست و محققان به دنبال ارائه راهکار جدیدی بوده‌اند تا یک فرآیند جدید، اجازه چاپ چنین مواردی را در یک مرحله بدهد. جالب است بدانید این پرینت‌های سه‌بعدی هیبریدی که می‌تواند کاربردهای ارزشمندی داشته باشد سرانجام توسط تیمی در دانشگاه مارتین لوتر آلمان به ریاست پروفسور ولفگانگ بیندر و محققی به نام هارالد روپ ابداع شده است. این فناوری از یک سیستم منحصر به فرد استفاده می‌کند که دو نازل چاپ سه‌بعدی را در خود جای داده است.
گفتنی است از یکی از این نازل‌ها لایه‌های متوالی پلیمر مذاب خارج و اجسام ساخته می‌شوند، در حالی که توسط نازل دیگر یعنی یک سر چاپ جوهرافشان، قطرات ریز مایع رسوب می‌کنند. این فرآیند با استفاده از یک سر «اکسترودر» برای چاپ یک پایه پلیمر جامد استفاده می‌شود که در بالای آن، یک شبکه مشبک وافل مانند، رشته‌های پلیمری متقاطع را چاپ می‌کند؛ در مرحله بعدی، سر جوهرافشان قطرات مایع را به داخل هر یک از شکاف‌های موجود در این شبکه ترزیق می‌کند، سپس سر «اکسترودر» دوباره وارد عمل شده و درپوش جامدی را بالای شبکه چاپ می‌کند تا مایع داخل آن، آب‌بندی شود.
در این فناوری که به صورت آزمایشی به نمایش درآمده، عملاً دانشمندان کپسول‌هایی را چاپ کرده‌اند که از پلیمر قابل بازیافت و دوستدار محیط زیست ساخته شده و پر از یک ماده مایع فعال است. این ماده مایع فعال، حتی پس از قرار گرفتن در معرض گرمای فرآیند چاپ، کیفیت فعال خود را حفظ می‌کند که این موضوع نشان می‌دهد می‌توان از این سیستم برای تولید کپسول‌هایی استفاده کرد که دارو را به آرامی در بدن آزاد می‌کنند؛ در نمونه دیگری از این آزمایش، یک مایع درخشان در داخل یک ماده پلاستیکی مهر و موم شد اما هنگامی که آن ماده تا نقطه شکستن تحت فشار قرار گرفت، مایع به بیرون نشت کرد و آسیب دید که محققان باید این مشکل را حل کنند. فعالان این عرصه همچنین نگاهی فراتر از موضوعات دارویی و سلامت و صنایعی همچون خودروسازی و ساخت هواپیما در زمینه پرینت سه‌بعدی دارند.
گفته می‌شود این فناوری می‌تواند در بخش‌هایی از هواپیما یا اتومبیل نیز مورد استفاده قرار بگیرد البته باید این ماده قابلیت تحمل فشار مکانیکی زیادی را داشته باشد. این محققان امیدوارند که به موازات تکمیل تحقیقات در این زمینه و حل کردن مشکلات این پرینترهای سه‌بعدی خاص، از روش چاپ سه بعدی بتوان برای ایجاد مواد خود ترمیم شونده یا حتی اجزای باتری نیز استفاده کرد.
پروفسور «ولفگانگ بیندر» رئیس تیم تحقیقاتی این پرینتر سه بعدی در این زمینه گفته است: ما به آینده این پرینترهای سه‌بعدی خاص بسیار امیدواریم و قصد داریم از قابلیت‌های آن استفاده کنیم؛ در این پرینتر، روش‌هایی پیچیده‌تر نسبت به نمونه‌های معمولی پرینترها وجود دارد و می‌تواند همزمان چندین مرحله تولید را با همدیگر ترکیب کند. ما تاکنون به دنبال راهی برای ادغام مایعات به‌طور مستقیم در مواد در طول فرآیند چاپ بودیم که این موضوع اکنون محقق شده است؛ در مراحل بعد علاوه بر رفع مشکلات، باید به فکر کاربردهای مختلف این پرینت سه‌بعدی خاص باشیم تا در صنعت و فناوری پرینت سه بعدی اتفاقاتی ویژه رقم بخورد.