برای اولین بار در خاورمیانه صورت گرفت؛

ساخت پرینتر سه‌بعدی در ابعاد میکرون توسط محققان دانشگاه صنعتی شریف

۰۷ مرداد ۱۳۹۸ | ۰۹:۰۹ کد : ۴۹۰۳۱ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۱۷۶
ساخت پرینتر سه‌بعدی در ابعاد میکرون، برای اولین بار در خاورمیانه توسط محققان دانشگاه صنعتی شریف محقق شد.
ساخت پرینتر سه‌بعدی در ابعاد میکرون توسط محققان دانشگاه صنعتی شریف

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه صنعتی شریف، دکتر محمدرضا موحدی استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف و دانشجوی دکترای وی، کیوان محمدی، برای اولین بار در خاورمیانه موفق به ساخت پرینتر سه‌بعدی باهدف ساخت قطعات در ابعاد میکرون شدند.

پیش‌ازاین نیز کشورهای آمریکا، انگلیس، سوئیس و ژاپن در این تکنولوژی ورود پیدا کرده بودند و هم‌اکنون با کمک محققان دانشگاه صنعتی شریف این تکنولوژی بومی شده است.

کیوان محمدی گفت: پرینترهای سه‌بعدی در دو دهه اخیر، با ورود به صنعت ساخت و تولید انقلاب جدیدی در این صنعت به وجود آورده است. سرعت و انعطاف‌پذیری این تکنولوژی در تولید قطعات پیچیده و کاهش مراحل تولید بسیار قابل توجه است. پرینتر سه‌بعدی در مقیاس میکرو و نانو، به‌مراتب پیچیده‌تر و مشکل‌تر از ابعاد ماکرو است. روش‌های مرسوم پرینتر سه‌بعدی ازجمله تفجوش انتخابی، ذوب انتخابی، ذوب فیلامنت پلیمر و غیره، به دلیل محدودیت‌های ساختاری و ماهیتی آن‌ها، در ساخت قطعات میکرونی با رزولوشن بالا ناتوانند. لذا محققان به دنبال روشی از روش‌های پرینتر سه‌بعدی هستند که قادر به تولید قطعات در ابعاد میکرو با گستردگی مواد مورد استفاده، هستند.

وی افزود: پرینتر سه‌بعدی الکتروهیدرودینامیک تکنولوژی جدیدی از پرینترهای سه‌بعدی است که قادر به ساخت سازه‌ها و قطعات با دقت و رزولوشن میکرونی و کمتر از آن است.

دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شریف گفت: اهمیت پرینترهای سه‌بعدی تا جایی است که سیاست‌مداران معروفی همچون رئیس‌جمهور آمریکا طی سخنانی توانست با متقاعد کردن کنگره، سرمایه‌گذاری ویژه‌ای برای این تکنولوژی اختصاص دهند.

وی خاطرنشان کرد: شرکت‌های بزرگ دنیا همچون ایرباس، زیمنس و بویینگ در حال گسترش این تکنولوژی برای ساخت قطعات هواپیما و همچنین استفاده در کاربردهای دیگر همچون پزشکی، خودروسازی و نظامی هستند.

کیوان محمدی که حدود چهار سال است در این زمینه مشغول تحقیق است، معتقد است: در این روش که با الهام از پدیده فیزیکی الکتروهیدرودینامیک ابداع شده است، ایجاد میدان الکتریکی قوی در قطره بزرگ، موجب تغییر فرم آن شده و در شرایط خاصی می‌تواند قطره موردنظر را تا بیش از ده برابر کوچک کرده و به قطرات میکرونی تبدیل کند.

وی افزود: در این پدیده که در زمان بسیار کوتاهی رخ می‌دهد، از نوک قطره اولیه، قطره کوچک‌تری پرتاب می‌شود و قابل هدایت به سطح موردنظر است. پیچیدگی ماهیت چند فیزیکی این فرآیند و تأثیرپذیری آن از پارامترهای مختلف، دستیابی به این تکنولوژی را مشکل و حائز اهمیت ساخته است.

محمدی گفت: هم‌اکنون از استاد دانشگاه‌های هاروارد، پنسیلوانیا و NUS سنگاپور برای ایجاد این تکنولوژی دعوت شده‌ایم و درواقع درخواست تکنولوژی از سمت غرب به ما بوده است.

وی افزود: موضوع پایان‌نامه‌های ما بایستی به‌درستی هدف‌گذاری شود، به‌طوری‌که علاوه بر بُعد تحقیقاتی و انتشار مقالات علمی، از جنبه تولید فناوری و دستیابی به تکنولوژی‌های پیشرفته دنیا برای کشور مفید باشد. تحقیق انجام‌شده تحت عنوان رساله دکتری اینجانب بوده است، که با همکاری علی اعرافی به‌عنوان دانشجوی کارشناسی ارشد در دو بعد؛ دستیابی به تکنولوژی و انجام تحقیقات نو و کاربردی هدف‌گذاری و اجراشده است.

وی ضمن تشکر از حمایت‌های دکتر حمیدرضا ربیعی عضو هیئت‌علمی دانشکده مهندسی کامپیوتر افزود: حامی مالی اصلی این پروژه دکتر ربیعی و پژوهشکده ict بود که اگر درایت و دوراندیشی قابل‌تحسین وی در حمایت از تکنولوژی‌های جدید نبود، انجام موفق این پروژه به‌سختی و یا حتی غیرممکن می‌شد.

دکتر موحدی استاد راهنمای این پروژه در ادامه راجع به این فناوری گفت:

موضوع پرینتر سه‌بعدی به‌عنوان یک روش نوین ساخت قریب به ۲۰ سال است که در دنیا در مقیاس صنعتی شروع شده و روزبه‌روز توسعه بیشتری پیدا می‌کند. به‌طوری‌که در آینده‌پژوهی در دنیا پرینت سه‌بعدی به‌عنوان یکی از ده تکنولوژی مهم که در آینده دنیا را متحول خواهد کرد، شناخته می‌شود. در کشور ما نیز خصوصاً در دهه اخیر در ابعاد مختلف هم صنعت و هم دانشگاه ورود پیداکرده و هم‌اکنون به‌جایی رسیده‌ایم که بسیاری از تجهیزات و دستگاه‌های پرینتر سه‌بعدی توسط تیم‌های دانشگاهی و صنعتی در داخل کشور ساخته می‌شود و پایان‌نامه و پروژه‌های دانشگاهی خوبی در این زمینه در حال انجام است.

وی افزود: پرینترهای سه‌بعدی انواع مختلفی دارند و بر اساس نوع ماده اولیه به پودر، مایع و جامد تقسیم‌بندی می‌شوند و در ابعاد متفاوت و متناسب با دقت و رزولویشن قطعه‌ای که ایجاد می‌کنند دسته‌بندی می‌شوند.

دکتر موحدی گفت: کاری که در آزمایشگاه ساخت دقیق دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته در ادامه کارهای قبلی در حوزه به پرینت سه‌بعدی، تمرکز بر روی نوع خاصی از تکنولوژی که پرینتر الکتروهیدرودینامیک است دارد که تفاوت آن با تکنولوژی‌های دیگر این است که لایه نشانی را با ذرات در مقیاس میکرو و نانو انجام می‌دهد و برای ساخت تجهیزات دقیق و ظریف و ریز از آن استفاده می‌شود، مثل پرینت نانو داروها و یا پرینت میکرو سنسورهای انعطاف‌پذیر که مثلاً در بدن انسان قابل‌استفاده است.

استاد دانشگاه صنعتی شریف در ادامه گفت: این تکنولوژی کاربردهای زیادی در حوزه پزشکی، هوافضا و صنعت خودروسازی است چون قادر به تولید تجهیزات ظریف و ریز می‌باشد که در حوزه‌های گوناگون قابل‌استفاده است.

دکتر موحدی در ادامه گفت: این تکنولوژی قبلاً در کشورهای پیشرفته آغازشده و ما هم در آزمایشگاه دانشکده مهندسی مکانیک حدود ۴ سال پیش به این تکنولوژی ورود پیداکرده‌ایم و توانسته‌ایم با تسلط بر این فناوری تجهیزات لازم را بسازیم و با موفقیت به مرحله تست برسانیم.

وی افزود: اساس کار این است که مانند یک پرینت جوهرافشان بتوانیم با کمک میدان الکتریکی با ولتاژ بالا اندازه و شکل قطرات را مورد کنترل قرار دهیم و قطره موردنظر در ابعاد دقیق و سایز ریز روی کاغذ زیرلایه پرینت شود. اگر این قطره سیال حاوی ذرات نانوپودر از مواد مختلف مانند نقره باشد و این سیال هم ماده حلالی باشد که تبخیر می‌شود چیزی که باقی می‌ماند لایه‌ای از آن ماده موردنظر مثل نقره است که نشانده می‌شود و با کمک این تکنولوژی می‌توانیم لایه نشانی در ابعاد و رزولویشن میکرون و حتی پایین‌تر با دقت بالا انجام دهیم.

دکتر موحدی خاطرنشان کرد: تجهیزاتی که در آزمایشگاه ما ساخته‌شده علاوه بر تجهیز پرینتر سه‌بعدی الکتروهیدوردینامیک، تجهیزاتی برای مشاهده پدیده لایه نشانی ذرات و عکس گرفتن با سرعت‌بالا برای مشاهده لایه نشانی در زمان‌های بسیار کوتاه است.

وی افزود: در حال حاضر موفق شده‌ایم در تعامل با شرکت‌های دارویی از این تکنولوژی برای پرینت ناتو دارو استفاده کنیم و در این مسیر معاونت علمی ریاست جمهوری حمایت خوبی از این تحقیق داشته‌اند.

استاد راهنمای پروژه ساخت پرینتر الکتروهیدرودینامیک در ادامه گفت: تحقیقات در این حوزه در کشور به موازات تحقیقات در کشورهای پیشرفته دنیا در حال انجام است و امیدوارم این تکنولوژی منافع خوبی برای کشور به ارمغان بیاورد.

وی در خاتمه گفت: با توجه به توسعه فناوری‌ها در دنیا در موضوع نانو داروها لازم است که ما هم در کشور به این تکنولوژی ورود پیدا کنیم چراکه در سال‌های آتی با حجم وسیعی از نانو داروهایی که وارد ایران خواهند شد، روبرو خواهیم شد و قطعاً هرکدام از این داروها باید باقیمت گزاف خریداری شوند بنابراین ورود به این حوزه و ساخت آن در کشور در آینده دارای منفعت و سودآوری قابل‌ملاحظه‌ای خواهد بود و بعد از گذراندن دوره‌های آزمایشگاهی و اثبات فناوری و اخذ مجوز امکان صادرات این تکنولوژی و ارزآوری بیشتر برای کشور وجود خواهد داشت.

ل .۴۲/ ل. م ۵۴