معدنکاری آینده در تسخیر چاپگرهای ۳ بعدی
گروه معادن - چاپ سه‌بعدی و رواج اقتصادی آن در صنعت یکی از شگفت‌انگیزترین پیشرفت‌های بشر در چند سال گذشته بوده است. اکنون چاپگرهای سه‌بعدی امکان ساخت نمونه‌های سه‌بعدی از فایل‌های سه‌بعدی داخل رایانه را فراهم کرده‌اند؛ فرآیندی که به سهولت، دقت و سرعت زیادی انجام می‌شود و امکان آزمایش ایده‌ها و تجسم آنها را فراهم می‌کند.
به گزارش ماین نیوز، با این شرایط، کاربران می‌توانند نمونه‌های آزمایشی ایده‌های خود را بررسی کرده، هزینه‌های خود را کاهش داده و از بسیاری از اشتباهات و نقص‌ها در محصول نهایی هم ایمن شوند. خبر خوش برای شرکت‌های معدنی جهان آن است که این فناوری می‌تواند منافع بسیاری برای آنها داشته باشد. اخبار چند ماه اخیر هم این مطلب را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که جایگاه چاپ سه‌بعدی، روز به روز در بین شرکت‌های معدنی تقویت می‌شود.مزایای چاپگرهای سه‌بعدی
مواد مورد استفاده چاپگرهای سه‌بعدی با توجه به هدف آنها، متفاوت است. در چاپگرهای سه‌بعدی خانگی، برای تولید محصولات از ذوب پلاستیک بهره می‌برند. چاپگرهای سه‌بعدی صنعتی با قابلیت چاپ با استفاده از فلزات، رزین‌های مایع، خمیر سرامیک و حتی مواد خوراکی ساخته شده‌اند. به این صورت می‌توان اجسامی را با جنس‌های مختلف و مورد نیاز ساخت. با این حال، این ویژگی را نمی‌توان تنها مزیت چاپ سه‌بعدی دانست.
امروزه مدلسازی سه‌بعدی در رشته‌های گوناگونی همچون قطعه‌سازی، معماری، طراحی صنعتی، روباتیک، صنایع هوافضا و... رایج است. این مدلسازی‌ها تا پیش از این به شکل تصاویر دو بعدی روی صفحه‌های نمایشگر یا روی کاغذ ارائه می‌شدند تا افراد با دیدن آنها درکی از آنچه طراحان در ذهن‌شان دارند به‌دست آورند.
چاپگرهای سه‌بعدی توانایی تولید هر نوع قطعه‌ای را با هر شکلی و زاویه‌ای که باشد، تو پر باشد، یا تو خالی، صاف باشد یا منحنی یا هر ویژگی خاص دیگری و هر قطعه‌ای با هر طراحی را دارند. این نیاز در همه جا قابل لمس است. صنعت، پزشکی، آموزشی، خودروسازی، نظامی و هر کاری که نیاز به شبیه‌سازی، تولید ماکت و ساخت طرح اولیه دارد، با استفاده از چاپگر سه‌بعدی، هم می‌تواند، فرآیند زمانبر شبیه‌سازی وساخت ماکت قطعات را تسریع بخشد و تنها با چاپ گرفتن طرح سه‌بعدی در زمانی بسیار کم، به بررسی قطعه بپردازد.
امکان‌سنجی و ایده‌پردازی چاپ سه‌بعدی برای بار نخست در سال ۱۹۵۰م به ذهن دانشمندان راه یافت. طرح اولیه چاپگرهای سه‌بعدی در دهه ۸۰میلادی با نام «رپید پروتایپینگ» یا «نمونه‌سازی سریع» گسترش یافت و نخستین نمونه آن به‌وسیله «چارز هال» ساخته و به نام این دانشمند ثبت شد. اما چاپگرهای سه‌بعدی حال حاضر برای نخستین‌بار با روش دیگری درسال ۱۹۸۶م ساخته و ۲ سال بعد وارد بازار شدند. لیزر در این فناوری، نقش محوری را بازی می‌کند و با ذوب مواد سازنده، آنها را لایه‌لایه روی هم می‌چیند تا جسم کامل ساخته شود.
اکنون و پس از ۳۰ سال از عمر این نسل از چاپگرها، راه آنها به سمت معادن هم باز شده و آینده درخشانی برای آنها تصور می‌شود.
هموار کردن جاده معدنکاری فضایی
یک شرکت امریکایی که به دنبال حفاری سیارک‌ها و کشف مواد جدید ارزشمند فضاست، از نخستین جسم چاپ سه‌بعدی خود با استفاده از فلز کمیاب یک سیارک رونمایی کرد. به گزارش ایسنا، این مجسمه ساخته شده از نیکل و آهن که به‌وسیله شرکت «پلنتری ریسورسز» به معنای منابع سیاره‌ای با همکاری شرکت «سیستم‌های ۳بعدی» ساخته شده و در نمایشگاه «الکترونیک مصرفی ۲۰۱۶ لاس‌وگاس» به نمایش درآمده، نشانگر یک فضاپیمای هندسی با طراحی خاص است که ممکن است در آینده برای حفاری یا جست‌وجو در سیارک‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.
به گفته شرکت پلنتری ریسورسز، این مجسمه نمادی از چیزی است که می‌تواند در یک محیط بی‌وزنی چاپ شود. این مجسمه با استفاده از قطعه‌ای از یک شهاب‌سنگ ماقبل تاریخ ساخته شده که ساییده شده و در داخل چاپگر سه‌بعدی فلزی «پرو ایکس دی‌ام‌پی ۳۲۰» شرکت «سیستم‌های ۳بعدی» قرار گرفته است. این پودر حاوی نیکل-آهن با مقدار کمی کبالت مشابه فولاد درجه پالایشگاهی به‌وسیله چاپگر در لایه‌های نازک پخش شد و یک پرتوی لیزر هدایت شده از طریق یک فایل سه‌بعدی این لایه‌های پودر را به شکل یک فلز جامد به هم جوش داده‌اند.
به گفته سازندگان، این نخستین باری است که یک جسم با استفاده از مواد اولیه فرازمینی ساخته شده است. این ماده نادر از یک گودال شهاب‌سنگی از گروه «کمپ دل سیلو» گرفته شده که در ۱۰۰۰ کیلومتری شمال غرب بوینوس‌آیرس در آرژانتین قرار دارد. این ناحیه‌ای شامل ۲۶ دهانه است که در پی برخورد یک شهاب‌سنگ نیکل- آهن با وزن ۱۱۰ تن در ۴۲۰۰ تا ۴۷۰۰ سال پیش شکل گرفته‌اند. بزرگترین قطعه بازیابی شده ۴۱ تن وزن دارد و دومین قطعه شهاب‌سنگ کشف شده در زمین است.
با توسعه این فناوری و امکان استفاده از فلزات فرازمینی، گامی دیگر برای تسهیل معدنکاری فضایی برداشته شده است. پیش از این انتقال دستگاه‌های حفاری و معدنکاری به سیارک‌ها یکی از محدودیت‌های بشر برای استفاده از منابع معدنی فضا بود. اما اکنون کافی است که یک چاپگر را به فضا ارسال کرده و با استفاده از فلزات موجود در سیارک‌های هدف به تولید تجهیزات و ماشین‌های معدنی (در هر اندازه‌ای) مورد نیاز اقدام کرد.
کاربرد در ماشین‌های معدنی
هم‌اکنون چاپگرهای صنعتی سه‌بعدی بسیار پیشرفت کرده و آینده روشن‌تری هم پیش‌رو دارند. به گزارش پایگاه خبری ایمیدرو، نوع پیشرفته آن در امریکا ساخته شده که با آن خانه مسکونی چاپ می‌کنند. در واقع شما نقشه را به چاپگر می‌دهید و سپس ظرف چندساعت منزل مسکونی تحویل می‌گیرید. در هلند هم نوع دیگری از آن ساخته شده که پل بین رودخانه را چاپ می‌کند.
البته با توجه به آنکه قطر رشته‌های چاپ شده به اندازه نصف موی انسان است، ساخت قطعات بسیار کوچک از آنها به سهولت انجام می‌شود. در چند سال گذشته، این فناوری جایگاه خود را در صنایع ماشین‌سازی پیدا کرده است. شرکت‌های هواپیمایی از چاپ سه‌بعدی در ساخت قطعات پیچیده استفاده می‌کنند و ایرباس اعلام کرده که صرفه‌جویی قابل‌ملاحظه‌ای در آن شرکت ناشی از این فناوری اتفاق افتاده است. در ضمن ناسا هم به‌دنبال ارسال یک چاپگر سه‌بعدی به فضا است تا اگر قطعه‌ای خراب بشه، فضانوردان بتوانند همانجا قطعه را تولید و استفاده کنند.
اما آنچه برای بخش معدن اهمیت دارد، راه یافتن این فناوری به شرکت «کاترپیلار» است که بزرگترین شرکت سازنده تجهیزات و ماشین‌های معدنی جهان است. این شرکت اعلام کرده که چاپ سه‌بعدی را در ساخت قطعات ماشین‌آلات خود به‌کار می‌برد و انتظار کاهش هزینه زیاد در آن دارد. از این طریق، بسیاری از قطعاتی که مصرف اندکی دارند، از سطح انبارها جمع شده و تنها در زمان نیاز اقدام به چاپ آنها می‌شود.
با این حال، می‌توان انتظار داشت که در سال‌های آینده خبرهای بیشتری از گسترش چاپ سه‌بعدی در شرکت‌های معدنی جهان بشنویم.