چاپ سه بعدی در بستر دریا که به عنوان چاپ سه بعدی زیر آب نیز شناخته می شود، یک فناوری پیشرفته است که امکان ایجاد اشیاء و سازه ها را مستقیماً در محیط های زیر آب فراهم می کند. این رویکرد نوآورانه فرصت های جدیدی را برای ساخت و ساز، تعمیر و پروژه های تحقیقاتی دریایی در زیر آب باز می کند.
ویژگی مواد مناسب برای پرینت سه بعدی در بستر دریا
انتخاب مواد مناسب برای پرینت سه بعدی زیر آب بسیار مهم است. مواد باید قادر به مقاومت در برابر خوردگی، تغییرات فشار و قرار گرفتن در معرض آب دریا بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختار باشند. مواد تخصصی مانند پلاستیک های درجه یک، سرامیک یا کامپوزیت ها اغلب برای کاربردهای زیر آب استفاده می شوند.
-
استفاده از آلومینیوم برای پرینت سه بعدی در بستر دریا
شرکت Velo3D مستقر در کالیفرنیا قابلیت استفاده و دسترس‌پذیری آلومینیوم F357 برای سیستم سافیر (Sapphire system) خود را آغاز کرده است. مواد آلومینیوم F357 سازگار با سیستم سافیر به‌عنوان آلیاژ آلومینیومی با درجه ریخته‌گری توصیف شده که با راکتور آب تحت فشار (Pressurized water reactor) توسعه داده شده است.
ماده آلومینیومی جدید با تیتانیوم 64 و اینکونل 718 در فلزات با کیفیت صنعتی سازگار با سیستم سافیر همراه می‌شود. این آخرین ماده برای بسیاری از افراد در فناوری‌های تولید سنتی شناخته شده است و شرکت Velo3D خاطرنشان می‌کند که «این ماده می‌تواند آنادایز شود (به مجموعه عملیاتی که با تشکیل یک لایه نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آن‌ها می‌گردد) و ویژگی‌هایش را با A356، آلیاژ ریخته‌گری مورد استفاده به طور گسترده، به اشتراک می‌گذارد.
Matthew Bryson، مدیر کل راکتور آب تحت فشار (PWR) بیان نموده است:
«ما آلومینیوم F357 را به دلیل خواص مواد مناسب آن برای عملکرد حرارتی و جوشکاری انتخاب کرده‌ایم.
توانایی ما در چاپ سازه‌های سبک وزن و اشکال مجاز برای برنامه‌های انتقال حرارت با سیستم سافیر از VELO3D باعث افزایش بیشتر کارایی و فرصت‌های بهینه‌سازی بسته‌بندی برای طیف محصولات ما شده و ارزش قابل توجهی را برای مشتریان ما فراهم می‌کند.»
ملاحظات طراحی اشیا برای پرینت سه بعدی در دریا
ملاحظات طراحی اشیا برای پرینت سه بعدی در دریاملاحظات طراحی اشیا برای چاپ سه بعدی در بستر دریا مستلزم در نظر گرفتن دقیق عواملی مانند فشار آب، خواص مواد و پایداری ساختاری است.
طرح ها باید برای شرایط زیر آب بهینه شوند تا از عملکرد و دوام محصول نهایی اطمینان حاصل شود.
- چالش ها
کار در زیر آب چالش های منحصر به فردی را برای پرینت سه بعدی ایجاد می کند، مانند برخورد با فشار آب، شناوری، مشکلات دید و نیاز به تجهیزات تخصصی که می توانند در محیط های دریایی خشن کار کنند. غلبه بر این چالش ها نیازمند برنامه ریزی دقیق، نوآوری و تخصص در فناوری چاپ سه بعدی و مهندسی دریایی است.
تجهیزات چاپ سه بعدی چگونه به زیر آب برده میشوند؟
تجهیزات چاپ سه بعدی زیر آب معمولاً با استفاده از وسایل نقلیه از راه دور (ROV) یا وسایل نقلیه زیردریایی خودمختار (AUV) مجهز به فناوری چاپ لازم مستقر می شوند. این سیستم‌های رباتیک می‌توانند در محیط زیر آب حرکت کنند، چاپگر را در صورت نیاز قرار دهند و فرآیند چاپ را در زمان واقعی نظارت کنند.
کاربردهای پرینت سه بعدی زیر آب
پرینت سه بعدی زیر آب می تواند برای طیف وسیعی از کاربردها، از جمله ساخت صخره های مصنوعی، تعمیر زیرساخت های زیر آب مانند خطوط لوله یا سکوهای دریایی، ایجاد قطعات سفارشی برای تجهیزات زیر دریا و حتی ساخت زیستگاه های زیر آب برای آبزیان استفاده شود.
- نمونه ایی از استفاده پرینت سه بعدی جهت تقویت اکوسیستم دریایی
دانشمندان امیدوارند اکوسیستم دریایی را با صخره‌های مرجانی تقویت کنند. این کاری است که با کمک پرینت 3 بعدی در دریا انجام خواهند داد.
باتوجه به صحبت‌های دانشمندان علوم دریایی در دانشگاه هنگ کنگ، بیش از صد قطعه صخره مصنوعی چاپ سه‌بعدی در کف اقیانوس پارک دریایی Hoi Ha Wan در هنگ کنگ نصب شده‌اند. این اقدام در ماه ژوئیه مرجان‌ها را قادر می‌کند که به صخره‌ها بچسبند و در نهایت اکوسیستم زیرآب آسیب‌دیده را تحت تاثیر قرار داده و با تغییرات آب و هوایی آن را ترمیم و بازسازی کنند.
128 قطعه صخره با پرینتر سه‌بعدی ABB robotic 3D clay چاپ شدند و سپس برای سفت و سخت شدن در کوره قرار داده شده‌اند.
براساس داده‌های ارائه شده توسط دانشگاه هنگ کنگ، طرح‌های مختلف صخره‌ها از مدل‌های رایج مرجان‌ها الهام گرفته شده‌اند و مواد استفاده شده نسبت به بتن و قلز که معمولاً استفاده میشوند، با محیط زیست سازگارتر هستند. این دانشگاه با همکاری مؤسسه علوم دریایی Swire، برنامه‌هایی را برای طراحی‌های جدید با ساخت افزایشی برای ترمیم بستر اقیانوس و دریا در منطقه در نظر گرفته است.
مزایای پرینت سه بعدی در بستر دریا
پرینت سه بعدی زیر آب مزایای مختلفی دارد از جمله :
- صرفه جویی در هزینه در مقایسه با روش های ساخت و ساز سنتی،
- کاهش اثرات زیست محیطی با به حداقل رساندن نیاز به حمل و نقل مواد به و از سایت،
- و توانایی سفارشی سازی سازه ها یا اجزاء بر اساس الزامات پروژه خاص
به طور کلی، چاپ سه بعدی در بستر دریا نشان دهنده یک مرز امیدوارکننده در فناوری زیر آب با پتانسیل ایجاد انقلابی در نحوه رویکرد ما به ساخت، نگهداری و اکتشاف زیر آب در آینده میباشد.
بدون دیدگاه