آموزش پرینتر سه بعدی: از اولین چاپ تا استخدام، هزینه و درآمد

دو راه به این شغل می‌رسد. راه کوتاه: یک دوره عملی، کار با دستگاه آموزشگاه یا دستگاه خودت، نمونه‌کار و درخواست برای آگهی‌های اپراتور یا کارآموز رزینی که آموزش می‌دهند. راه بلند: کاردانی یا کارشناسی مکانیک، مواد یا طراحی صنعتی و بعد تخصص در طراحی برای چاپ. برای کار پژوهشی، رشته کارشناسی ارشد «فناوری‌های ساخت افزایشی» هم در کنکور ۱۴۰۵ آمده است.

هر کدام را انتخاب کنی، ترتیب یکی است: اول دستگاه و اسلایسر، بعد طراحی، بعد یک بازار تخصصی. کسی که فقط دکمه چاپ را بلد است، به سختی از کارگاه‌های خدماتی جلو می‌زند.

پرینتر سه بعدی دستگاهی است که یک فایل سه‌بعدی را لایه به لایه به جسم واقعی تبدیل می‌کند. هر لایه چند دهم میلی‌متر ضخامت دارد و دستگاه آن‌قدر لایه روی هم می‌گذارد تا قطعه کامل شود. ساخت افزایشی نام صنعتی همین کار است: ساختن قطعه با افزودن ماده، در برابر روش‌هایی مثل تراشکاری و فرز که از یک تکه بزرگ ماده کم می‌کنند. در کارخانه و آزمایشگاه بیشتر «ساخت افزایشی» می‌گویند و در بازار و آگهی‌ها «پرینت سه‌بعدی».

کسی که این کار را شغل خود کرده، یکی از این سه نقش را دارد: اپراتوری که دستگاه‌ها را روشن نگه می‌دارد و قطعه سالم تحویل می‌دهد، طراحی که قطعه را طوری مدل می‌کند که چاپ‌شدنی باشد، یا کارشناسی که برای یک کارخانه تصمیم می‌گیرد کدام قطعه با چاپ و کدام با روش قدیمی ساخته شود. در ایران هنوز عنوان «کارشناس ساخت افزایشی» در آگهی‌ها کم است و بیشتر کارها با عنوان اپراتور پرینتر، طراح صنعتی یا مهندس محصول آگهی می‌شوند.

سه روشی که باید بشناسی

• FDM یا فیلامنتی: رشته پلاستیک (فیلامنت) از یک نازل داغ بیرون می‌آید و لایه‌ها را می‌کشد. ارزان‌ترین و رایج‌ترین روش است و تقریبا همه دوره‌های مقدماتی با آن شروع می‌شوند. مواد رایجش PLA، PETG، ABS و TPU است. لایه‌ها روی سطح قطعه دیده می‌شوند.
• SLA و DLP یا رزینی: نور، رزین مایع را لایه به لایه سفت می‌کند. سطح قطعه صاف و جزئیات ریز است و برای همین در دندان‌پزشکی، جواهرسازی و ساخت مجسمه و مینیاتور به کار می‌رود. کار با رزین دستکش، تهویه، شستشو با الکل و پخت زیر نور فرابنفش می‌خواهد.
• SLS و روش‌های پودری: لیزر پودر پلاستیک یا فلز را ذوب و به هم جوش می‌دهد. قطعه محکم است و ساپورت لازم ندارد، اما دستگاه گران است و بیشتر در شرکت‌های صنعتی و پژوهشی دیده می‌شود. چاپ فلز با روش‌هایی مثل SLM، DED و بایندر جت هم در همین خانواده صنعتی است.

برای یادگیری با FDM شروع کن؛ هم ارزان‌تر است و هم خطاهایش را با چشم می‌بینی. رزینی را وقتی اضافه کن که هدفت دندان‌پزشکی، جواهر یا مدل‌های ریز است. روش‌های پودری و فلزی را معمولا در محیط کار یاد می‌گیری، نه در خانه.

منظور از آموزش طراحی پرینتر سه بعدی در بیشتر دوره‌ها، طراحی قطعه برای چاپ است؛ یعنی مدلی که روی دستگاه بی‌دردسر ساخته شود و بعد از چاپ کار کند. در دوره‌های پیشرفته به آن «طراحی برای ساخت افزایشی» یا DfAM می‌گویند. یکی از آگهی‌های مهندس مکانیک در اصفهان دقیقا همین مهارت را کنار SolidWorks پیشرفته خواسته بود. چند قاعده پایه:

• زاویه شیب: سطحی که بیش از حدود ۴۵ درجه از عمود فاصله بگیرد، در FDM ساپورت می‌خواهد. طراح خوب قطعه را طوری می‌چرخاند یا لبه را طوری پخ می‌زند که ساپورت کم شود.
• ضخامت دیواره: دیواره خیلی نازک چاپ نمی‌شود یا می‌شکند. ضخامت را مضربی از قطر نازل در نظر بگیر.
• لقی قطعه‌های جفت: دو قطعه‌ای که باید در هم بروند، چند دهم میلی‌متر فاصله می‌خواهند. این عدد را با چاپ آزمایشی روی دستگاه خودت پیدا کن.
• جهت چاپ و استحکام: قطعه FDM در جهت لایه‌ها ضعیف‌تر است. قطعه‌ای که بار می‌برد را طوری بخوابان که نیرو در امتداد لایه‌ها باشد، نه عمود بر آن‌ها.
• حفره و کانال: سوراخ افقی کمی بیضی چاپ می‌شود؛ یا قطرش را کمی بزرگ‌تر بگیر یا بعد از چاپ مته بزن.

مهندسی معکوس و اسکن

بخش زیادی از سفارش‌های واقعی، ساختن دوباره قطعه‌ای است که شکسته و در بازار پیدا نمی‌شود. برای این کار قطعه را با کولیس اندازه می‌گیری یا اسکن سه‌بعدی می‌کنی و در نرم‌افزار طراحی دوباره می‌سازی. دو آگهی طراح صنعتی در تهران همین را خواسته بودند: تبدیل فایل اسکن به مدل دقیق و آماده‌سازی آن برای چاپ. چند آگهی خدمات در تهران هم اسکن، مهندسی معکوس و چاپ را با هم عرضه می‌کردند.

اگر طراحی بلدی، راه ورودت کوتاه‌تر است: یک آگهی طراح صنعتی در تهران نوشته بود که در صورت تسلط به طراحی، کار با پرینتر را خودشان یاد می‌دهند.

آموزش ساخت پرینتر سه بعدی یعنی خودت بدنه، موتورها، برد و اکسترودر را سوار کنی، سیم‌کشی کنی، فریم‌ور را روی برد بریزی و دستگاه را کالیبره کنی. یک دوره ویدئویی ساخت که ۵ آبان ۱۴۰۵ خواندیم حدود ۴۵ ساعت در ۷۴ جلسه بود و از مونتاژ مکانیکی و الکترونیکی تا فریم‌ور، حسگرها، اسلایسر و بزرگ کردن ابعاد دستگاه را پوشش می‌داد. یک دوره طراحی و ساخت دیگر که برای دانشجوهای مهندسی پزشکی و برق برگزار می‌شود، ۳۲ ساعت بود.

قیمت چند قطعه اصلی، ۵ آبان ۱۴۰۵

• موتور پله‌ای نما ۱۷: از ۱٫۱ تا ۲٫۹ میلیون تومان؛ مدل رایج حدود ۱٫۹ میلیون. یک دستگاه ساده دکارتی ۴ یا ۵ موتور می‌خواهد.
• برد کنترل: برد ساده RAMPS حدود ۷۸۵ هزار تومان (به‌اضافه یک آردوینو مگا)، بردهای ۳۲ بیتی از ۵٫۳ تا ۱۳٫۲ میلیون و برد رایج MKS Gen-L حدود ۸٫۲ میلیون.
• هات‌اند E3D V6 حدود ۱٫۲ میلیون، کیت اکسترودر MK8 حدود ۹۵۰ هزار و حسگر تراز خودکار صفحه حدود ۲٫۵ میلیون تومان.

همین چند قطعه با ۵ موتور و برد MKS Gen-L جمعا حدود ۲۲٫۴ میلیون تومان می‌شود و هنوز بدنه، ریل و پیچ، صفحه گرم، منبع تغذیه و نمایشگر حساب نشده‌اند. برای مقایسه، ساده‌ترین پرینتر آماده آموزشی در همان روز ۲۶٫۹ میلیون و یک دستگاه داخلی ۶۵ میلیون تومان بود. پس ساختن پرینتر را برای یاد گرفتن انتخاب کن، نه برای ارزان‌تر درآمدن. کسی که یک بار دستگاه را از صفر ساخته، خطای هر دستگاهی را سریع‌تر پیدا می‌کند و همین مهارت در آگهی «کارشناس فنی پرینتر سه‌بعدی» خواسته شده بود: نصب، راه‌اندازی، سرویس و عیب‌یابی دستگاه مشتری.

ساخت با آردوینو و برد RAMPS هنوز رایج‌ترین راه آموزشی است، چون همه چیز باز و قابل دیدن است. اگر کار الکترونیکی نکرده‌ای، پیش از دوره ساخت، لحیم‌کاری ساده و خواندن نقشه سیم‌کشی را تمرین کن.

میان پرینترهای فیلامنتی، مدل کوچک A1 Mini از ۱۳۷ میلیون، Ender-3 V3 KE از ۱۳۳٫۶ میلیون و A1 از ۱۷۱ میلیون تومان بود. مدل‌های بسته و سریع گران‌ترند: K1 Max از ۲۵۱٫۱ میلیون، P1S Combo از ۳۱۵ میلیون و P2S Combo از ۳۵۸ میلیون تومان. نسخه چندرنگ A1 Combo از ۲۰۹٫۸ میلیون شروع می‌شد. یک برند داخلی دستگاه ۶۵ میلیونی داشت.

هزینه مواد هم کم نیست. هر کیلو فیلامنت PLA از ۳ تا ۳٫۴۵ میلیون و PLA+ تا ۴٫۹ میلیون تومان بود. هر کیلو PETG از ۳٫۲۷ تا ۶٫۵۶ میلیون و هر کیلو رزین استاندارد ۴٫۳۵ میلیون تومان. یک قطعه متوسط ۵۰ تا ۱۰۰ گرم ماده می‌برد، یعنی ده تا بیست قطعه از هر کیلو.

برای شروع چه بخری؟ اگر فقط می‌خواهی یاد بگیری، اول دوره ببین و با دستگاه آموزشگاه کار کن. اگر قصد کار داری، یک FDM با تراز خودکار و صفحه فلزی خطای تازه‌کار را کم می‌کند. رزینی را فقط وقتی بخر که مشتری یا کارفرمای دندان‌پزشکی، جواهر یا مینیاتور داری. قیمت‌ها با نرخ ارز زود تغییر می‌کنند؛ پیش از خرید دوباره نگاه کن.

اپراتور پرینتر سه بعدی در این آگهی‌ها مسئول آماده‌سازی فایل در اسلایسر، کالیبراسیون و راه‌اندازی دستگاه، اجرای چاپ، کنترل کیفیت قطعه، مدیریت مواد و نگهداری روزانه دستگاه بود. یکی از آگهی‌ها نوشته بود هم فیلامنتی و هم رزینی کار می‌کنند و آشنایی با اسلایسر رزینی شرط است.

شرط‌های استخدام

• مدرک: ۳ آگهی از ۵ آگهی اپراتور کاردانی خواسته بودند، بیشتر مکانیک و در یکی مکانیک، برق یا مواد. آگهی پشتیبانی هم کاردانی فنی می‌خواست. دو آگهی رزینی هیچ مدرکی نخواسته بودند.
• بدون سابقه: یک آگهی اپراتور رزینی در تهران نوشته بود همه آموزش‌ها را از ابتدا می‌دهد و آگهی کارآموز ساپورت‌گذاری رزینی در تبریز گفته بود در صورت نیاز آموزش می‌دهد، به شرط آشنایی با پرینت سه‌بعدی.
• سربازی و جنسیت: ۳ آگهی از ۶ آگهی کار با دستگاه کارت پایان خدمت یا معافیت خواسته بودند. ۱ آگهی فقط آقا، ۳ آگهی ترجیحا آقا، ۱ آگهی فقط خانم و ۱ آگهی بی‌تفاوت بود.
• سن: سقف سن در این آگهی‌ها ۳۰ تا ۴۰ سال بود.
• شهر: ۵ آگهی از ۶ آگهی در استان تهران بود (تهران، پردیس و صفادشت) و ۱ آگهی در تبریز.

چه کسانی استخدام می‌کنند؟

کارفرماها شرکت‌های مکاترونیک و ساخت قطعه، لابراتوارهای دیجیتال دندان‌پزشکی، کارگاه‌های طلا و جواهر، تولیدکننده‌های قطعه پلاستیکی تجهیزات پزشکی، شرکت‌های بسته‌بندی و شرکت‌هایی بودند که خودشان پرینتر می‌سازند یا می‌فروشند. دو شرکت تهرانی در حال ساخت پرینتر فلزی بودند، یکی با روش DED و دیگری با بایندر جت. در سایت آگهی محلی هم ۲ آگهی استخدام مستقیم برای پرینت بود: پرداخت‌کار قطعه چاپی در یک تولیدی تجهیزات پزشکی و اپراتور پرینتر در یک کارگاه طلا. روی هم، ۸ آگهی کارشان مستقیم با پرینتر بود.

نتیجه روشن است: در آبان ۱۴۰۵ آگهی‌های «فقط اپراتور» کم‌اند و بیشتر فرصت‌ها برای کسی است که پرینت را کنار طراحی، دندان‌پزشکی دیجیتال، جواهر یا مکانیک بلد است. بازار بزرگ‌تر را کارگاه‌های کوچک خدماتی ساخته‌اند که خودشان کارفرمای خودشان‌اند.

از ۶ آگهی کار با دستگاه فقط ۲ آگهی عدد نوشته بودند: ۲۵ تا ۳۸ میلیون برای کارشناس نصب و پشتیبانی در تهران و ۲۰ تا ۴۰ میلیون برای کارآموز رزینی در تبریز. چهار آگهی اپراتور دیگر حقوق را توافقی گذاشته بودند. پرداخت‌کار قطعه چاپی در سایت آگهی محلی ۲۰ تا ۳۰ میلیون با بیمه پیشنهاد می‌شد. با این چند عدد، شروع کار کنار دستگاه را نزدیک حداقل قانونی تا حدود ۴۰ میلیون تومان در نظر بگیر.

کسی که مدرک مکانیک دارد و طراحی و مهندسی قطعه برای چاپ را انجام می‌دهد، در گروه مهندسان مکانیک حساب می‌شود؛ میانه دریافتی کارشناس این گروه در تهران در پایان ۱۴۰۴، ۳۴ میلیون تومان خالص بود و برای ۱۴۰۵ میانه ۴۸ میلیون خواسته‌اند. عدد درخواستی آرزوی جوینده کار است؛ برای برآورد، دریافتی را مبنا بگیر. در سطح مدیریت، یک آگهی مدیر تحقیق و توسعه در یک شرکت ساخت افزایشی ۹۰ تا ۱۳۰ میلیون پیشنهاد می‌داد.

چه چیزی درآمد را بالا می‌برد؟

• طراحی: اپراتوری که فایل را خودش اصلاح می‌کند یا از روی اسکن مدل می‌سازد، از اپراتور ساده جلوتر است.
• تعمیر و راه‌اندازی: نصب و سرویس دستگاه مشتری کاری است که فروشنده‌های پرینتر برایش آگهی می‌دهند.
• بازار تخصصی: دندان‌پزشکی دیجیتال و جواهر، رزینی و دقیق کار می‌کنند و نیروی آشنا با نرم‌افزار خودشان را می‌خواهند.
• مدرک مهندسی: برای نقش کارشناس و تحقیق و توسعه، کارشناسی مکانیک، مواد یا برق تقریبا همیشه شرط است.

درآمد با پرینتر سه بعدی شخصی: حساب یک سفارش واقعی

صفحه‌هایی که درباره درآمد با پرینتر سه بعدی می‌نویسند، بیشتر فهرست ایده می‌دهند: فیگور، قطعه یدکی، جاکلیدی، ماکت. اما عدد کمتر می‌گویند. کارگاه‌ها قیمت را با یک فرمول ساده حساب می‌کنند: ساعت کار دستگاه ضرب در تعرفه ساعتی، به‌اضافه وزن قطعه ضرب در قیمت هر گرم ماده، به‌اضافه پس‌پردازش. یک کارگاه چاپ در تهران در تیر ۱۴۰۵ برای PLA ساعتی ۱۱۰ هزار تومان و هر گرم از ۲٬۵۸۰ تومان، برای ABS و PETG ساعتی ۱۲۰ هزار و برای TPU ساعتی ۱۴۵ هزار تومان می‌گرفت و کمترین سفارشش ۱۰۰ هزار تومان بود.

مثال: یک قطعه ۵ ساعته و ۱۰۰ گرمی PLA

• قیمت فروش با تعرفه همان کارگاه: ۵ ساعت ضرب در ۱۱۰ هزار تومان می‌شود ۵۵۰ هزار تومان و ۱۰۰ گرم ضرب در ۲٬۵۸۰ تومان می‌شود ۲۵۸ هزار تومان؛ جمعا ۸۰۸ هزار تومان.
• هزینه ماده: با فیلامنت کیلویی ۳٫۲۵ میلیون، ۱۰۰ گرم ۳۲۵ هزار تومان است. یک ماشین‌حساب قیمت‌گذاری کارگاه‌ها ضایعات تازه‌کار را ۱۰ تا ۱۵ درصد می‌گیرد؛ با ۱۵ درصد می‌شود حدود ۳۷۴ هزار تومان.
• استهلاک دستگاه: همان ماشین‌حساب عمر پرینتر را محتاطانه ۴٬۰۰۰ ساعت می‌گیرد. دستگاه ۱۷۱ میلیونی تقسیم بر ۴٬۰۰۰ ساعت حدود ۴۳ هزار تومان در ساعت است، یعنی حدود ۲۱۴ هزار تومان برای این ۵ ساعت.
• آنچه می‌ماند: حدود ۲۲۰ هزار تومان، پیش از برق، تعمیر، بسته‌بندی، رفت و آمد و وقتی که برای آماده کردن فایل و جدا کردن ساپورت گذاشته‌ای.

با این حساب، برای اینکه فقط به حداقل حقوق قانونی ۱۴۰۵ یعنی حدود ۲۱٫۸ میلیون تومان در ماه برسی، حدود ۱۰۰ سفارش این‌چنینی و نزدیک ۵۰۰ ساعت کار دستگاه در ماه لازم است؛ یعنی روزی بیش از ۱۶ ساعت چاپ بی‌وقفه. این عدد وعده یا هشدار نیست؛ نشان می‌دهد سود از کجا می‌آید.

سود واقعی از کجا می‌آید؟

• طراحی و مهندسی معکوس: کسی که قطعه شکسته مشتری را اندازه می‌گیرد و دوباره مدل می‌کند، پول طراحی می‌گیرد، نه فقط پول چاپ. همان ماشین‌حساب دستمزد کار انسانی را برای فروش معمولا ۵۰ تا ۱۵۰ هزار تومان در ساعت در نظر می‌گیرد.
• بازار تخصصی: مدل رزینی دندان‌پزشکی، جواهر و مینیاتور گران‌تر از قطعه ساده فیلامنتی فروش می‌رود.
• چند دستگاه با هم: وقت تو گران‌ترین بخش است. وقتی چند دستگاه هم‌زمان کار کنند، وقت آماده‌سازی بین آن‌ها تقسیم می‌شود.
• تیراژ: چاپ صد تایی یک قطعه کوچک، کالیبراسیون و آماده‌سازی را یک بار خرج می‌کند.