پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس تفنگ اسباب بازی(موضوع پروژه‌ی دانشجویان مهندسی مکانیک)

تکنولوژی پرینت سه بعدی، یک تکنولوژی جدید است که تقریبا نظر تمام افراد در هر حوزه‌ی کاری از جمله صنعت‌کاران، مهندسان و حتی پزشکان را به خود جذب کرده است. دانشگاه‌ها و موسسات آموزشی در تلاش هستند که دانشجویان را با خدمات پرینتر سه بعدی آشنا کنند و به آن‌ها پروژه‌هایی تحت این عناوین واگذار می‌کنند. گاهی اوقات، اتفاق می‌افتد که افراد تمایل دارند از اشیا یا قطعه‌ی خاصی که در گذشته از آن استفاده می‌کردند یا با آشنا بوده‌اند و یا به دنبال قطعه‌ای هستند که نایاب است یا به آن دسترسی ندارند و یا دسترسی به آن دشوار است، استفاده کنند، از این رو از مهندسی معکوس استفاده می‌کنند. در این راستا،به پرینت سه بعدی و مهندسی معکوس تفنگ اسباب بازی (موضوع پروژه‌ی دانشجویان مهندسی مکانیک) اشاره می‌کنیم.

پروژه‌ی محول شده به دانشجویان مهندسی مکانیک

دانشجویانی که در مهندسی مکانیک در دانشگاه تگزاس در آستین تحصیل می‌کنند، قصد داشتند دوره‌ای به نام “دوره‌ی مقدماتی مهندسی مکانیک” را بگذرانند که خیلی برایشان جالب نبود. بخشی از این دوره، این بود که دانشجویان از طریق  SolidWorks، با طراحی سه بعدی، با استفاده از فایل سه بعدی CAD و با دستگاه پرینتر سه بعدی به چاپ قطعات بپردازند. اولین پروژه اختصاص یافته به دانشجویانی که در این دوره ثبت‌نام کردند، مهندسی معکوس یک شی به انتخاب خودشان بود.

گروه PTED

مهندسی معکوس، فرآیندی است که بر روی اشیایی که قبلا تکمیل شده‌اند، کار می‌کنند تا از این طریق به فرآیند و چگونگی تولید آن‌ شی پی ببرند. پاتریک لیونز، یکی از دانشجویان مهندسی، با چند همکلاسی خود، موضوع مورد مطالعه‌شان را تحت عنوان “مهندسی معکوس یک تفنگ اسباب بازی” انتخاب کردند. نام گروهشان را PTED گذاشتند. اعضای PTED، تصمیم گرفتند به طراحی مجدد بپردازند. بخش عمده‌ای از طراحی مجدد بر ساده‌سازی فرم‌ها برای تسهیل روند مدل‌سازی و چاپ سه بعدی متمرکز بود. هر دانشجو در گروه اندازه‌گیری‌های دقیقی را برای کار در SolidWorks جمع‌آوری کرد.

فرآیند پروژه

طراحی سه بعدی قطعات

پس از بررسی و تجزیه‌و‌تحلیل طرح‌های سه بعدی تمام قطعات و انتخاب موادی که به اندازه‌ی کافی  قوی باشند. مدل‌ها را به صورت فایل‌های  STL ذخیره کردند. علاوه بر این، آن‌ها مجموعه‌ای را نقاشی و تهیه کردند که ابعاد دقیقی برای هر بخش در آن ارائه شده بود تا اطلاعات به راحتی برای هر کسی قابل دسترسی باشد.

پرینت سه بعدی قطعات

تفنگ طراحی شده شامل هفت قطعه بود که از پرینتر سه بعدی تولید شده بودند. آن‌ها محصولات نهایی خود را در UT’s Innovation Station (ایستگاه نوآوری UT) پرینت سه بعدی کردند. و عمدتا با چاپگر سه ب عدی MakerBot، که امکان پرینت محصولات از هر مکانی با یک UT ID برای هر فردی امکان‌پذیر خواهد شد.

تفنگ حاصل از پروژه

همان‌طور که هدف از این پروژه صرفا آشنایی با فرآیندهای درگیر در چاپ سه بعدی و هم‌چنین ماهیت مهندسی معکوس بود، قطعات حاصل از چاپگر سه بعدی در حد یک پروژه کلاسی باقی ماند.

نظر رهبر گروه Patrick Lyons در مورد پروژه

رهبر گروه Patrick Lyons در مورد هر دو این پروژه و امکانات موجود از طریق تکنولوژی چاپ سه بعدی مشتاق بود: “این پروژه، جالب‌ترین پروژه‌ای بود که تا به حال با آن مواجه شده‌ام و من نیز در آن دخیل بوده‌ام. بعد از چندین ماه برنامه ریزی و کار، مشاهده نتیجه نهایی واقعا شگفت‌انگیز بود. چاپ سه بعدی یک صنعت باور نکردنی است و دانشگاه تگزاس در آستین واقعا فرصت هایی را برای همه ما برای یادگیری تولید افزودنی فراهم می‌کند.

هدف رهبر گروه Patrick Lyons در آینده

ما قصد نداریم این پروژه را پیش ببریم و یا لزوما اسلحه‌های دیگری را بسازیم، اما با استفاده از مهارت‌های توسعه یافته در این فرآیند، من قصد دارم در سال‌های آینده محصولات زیادی را از طریق پرینتر سه بعدی تولید کنم. ولی در حال حاضر، نمی‌توانم پیش‌بینی کنم که قصد دارم چه چیزی را پرینت کنم.” این تفنگ‌ها، کودک درون افراد را بیدار می‌کند، با اینکه این پروژه، پروژه‌ی پیچیده‌ای است و هدف اصلی آن چیز دیگری بوده اما می‌تواند این نیاز درونی را هم برطرف کند.