ساخته‌های باورنکردنی با پرینت سه‌بعدی: آیا می‌توانید کایاک کاربردی با پرینت سه‌بعدی تولید کنید؟
"فناوری در حال گسترش است و چیزهای زیادی برای کشف کردن، وجود دارند."
اولین سؤالی که ممکن است اکثر افراد در زمان تماشای کایاک ساخته شده به‌وسیله پرینت سه‌بعدی بپرسند این است: "آیا واقعاً کار خواهد کرد؟"
گرچه، این کار مطمئناً در مقیاس بزرگ اتفاق نمی‌افتد، اما تعداد کمی از افراد در جهان این چالش جالب مهندسی را در پیش گرفته‌اند. به طور ویژه، جیم اسمیت از مهندسی Grassroots با استفاده از پرینت سه‌بعدی در ساخت اولین کایاک کاملاً کاربردی، نامی برای خودش رقم زده است.
باید به این نکته توجه کرد که ساخت کایاک پرینت سه‌بعدی کار آسانی نیست و افراد علاقه‌مند به این چالش باید مشکلات مختلفی از جمله ضد آب بودن، پرینت قسمت‌های بزرگ بدون پیچ خوردگی یا ترک خوردن و اطمینان از این که قایق ساخته شده دو ویژگی سبک بودن و محکم بودن را دارد، حل کنند.
پروژه پرینت سه‌بعدی کایاک
جیم اسمیت ((Jim Smithاولین جهان
جیم اسمیت در راستای به چالش کشیدن استعداد خویش قدم برداشت؛ در واقع جیم به‌عنوان اولین فردی که توانسته از طریق پرینت سه‌بعدی کایاک کاربردی خود را بسازد در جهان شناخته شده است. البته، شایان توجه است که وی در این راه از مهارت‌ها و منابع خاصی برخوردار بوده است، زیرا این پروژه‌ای نیست که هر کسی بتواند به راحتی آن را اجرایی کند.
این کایاک دارای مشخصاتی اعم از 16.7 فوت (~ 5 متر) طول، 1.7 فوت (~ 0.5 متر) عرض، و 64.58 پوند (29.29 کیلوگرم) وزن است. بسیار جالب توجه است که بدانید این کایاک از 28 قسمت مختلف (ABS)Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (پلاستیک کامپوزیتی تشکیل‌دهنده بدنه کایاک) ساخته شده است. گرچه، در ساخت آن از اجزای دیگری مانند پیچ‌ها، تعدادی قلاب سیلیکونی و غیره نیز استفاده شده است.
این طرح در ابتدا براساس کایاک مدل Siskiwit Bay از برایان هانسل Bryan Hansel بود اما در زمان ساخت با پرینتر سه‌بعدی با تغییرات زیادی مواجه شد. جیم در این راه از تکنیک چند‌رنگ (Technicolor) بهره گرفت به این معنا که تمام قسمت‌ها را با پلاستیک کامپوزیتی در رنگ‌های مختلف چاپ کرده است.
بخش سخت‌افزار پروژه
مهم‌ترین بخش تجهیزات برای این پروژه، پرینتر سه‌بعدی بوده است. یکی از نقاط قوت این پروژه این بود که جیم اسمیت به‌عنوان مهندس در شرکت سیستم‌های سه‌بعدی کار می‌کرد و این امکان را داشت تا پرینتر سه‌بعدی مقیاس بزرگ مختص خود را برای تکمیل فرآیند پروژه، تغییر بدهد؛ به این صورت که وی یک محفظه ساخت محصور به آن اضافه کرد.
همانطور که ممکن است بدانید، یکی از مهم‌ترین مسائل مربوط به پرینت قطعات بزرگ در پلاستیک کامپوزیتی بدنه کایاک (ABS) این است که دمای نامناسب / ناسازگار محیط و جریان هوای کارگاه می‌تواند منجر به ترک خوردن و یا تاب‌دار شدن آن شود. به‌علاوه، هر‌چه این قسمت بزرگتر باشد، ترک‌ها یا پیچ و تاب‌ها را بدتر می‌کند. برای جلوگیری از این شرایط، محفظه محصور در حین چاپ با استفاده از صفحه ساخت به صورت غیرفعال گرم می‌شود و از دمای 65 تا 70 درجه سانتیگراد (149-158 درجه فارنهایت) به دمای پایدار می‌رسد. برای امکان‌پذیر شدن فرآیند چاپ می‌بایست طرح اصلی به چندین بخش تقسیم می‌شد، تا این‌گونه تمام بخش‌ها در یک بار چاپ می‌شدند. برای كاهش مدت زمان چاپ، چاپ در یک لایه با ارتفاع 0.65 میلی‌متر انجام شد، اما تقریباً 42 روز طول كشید تا پرینت تمام قسمت‌ها تمام شود.
به نظر می‌رسید، کنار هم قرار دادن تمام قطعات، کار نسبتاً ساده‌ای برای مونتاژ آن‌ها با استفاده از دستگاه فراهم کرده بود. هر بخش با پیچ و درج‌های ترموپلاستیک برنجی متصل شده بود که امکان اتصال قسمت بعدی را فراهم می‌کرد. به نظر می‌رسد این‌ها اقدامات سخت‌افزاری بودند که برای نگه داشتن بخش‌ها کنار هم نیاز بودند.
شگفتی آور بود که جیم فقط نیاز به استفاده از درزگیری سیلیکونی بین بخش‌ها برای مهر و موم ضدآب داشت. در حالی که پرینترهای خانگی سه‌بعدی قادر به ساخت کامل سازه‌های ضدآب نبودند، دستگاه ویژه جیم توانایی انجام این کار را داشت. زمانی که تمام قطعات جمع شدند و به یکدیگر متصل شدند، تنها کاری که باقی مانده بود مشاهده این مسئله بود که آیا کایاک می‌تواند شناور بماند. در عین ناباوری امکان‌پذیر شد.
این نشان‌دهنده آن بود که مقداری نبوغ و پشتکار می‌توان هر کاری را ممکن کرد.
منبع:
all3dp.com
