چرا چاپ سه بعدی آینده تولید است ؟

تولید مواد افزایشی و آینده آن

با نگاهی به داستان‌های موجود در رسانه‌، اخیرا پیش‌بینی‌های زیادی شده که چاپ سه بعدی بخشی جدایی‌ناپذیر از آینده تولید است.

در حال حاضر، این فناوری در بسیاری از بخش‌های صنعت در حال استفاده است و هرچه پیش می‌رود، شاهد اجرای این فناوری در بسیاری از موارد استفاده هستیم که فقط محدود به سازمان‌های بزرگ نمی‌شود.

هیجان این فناوری عمدتاً ناشی از یک اصطلاح ساده اقتصادی قدیمی است که «اقتصاد مقیاس» نامیده می‌شود.

مشابه بسیاری از فناوری‌های قبل از این، بیشتر نوآوری‌ها از موسسات بزرگ آغاز می‌شود و بعد در ادامه با رشد تکثیر فناوری، در مقیاس اقتصادی وارد بازار و عملی می‌شود. برای دیدن این روند فقط باید به تاریخچه این تغییرات نگاه کنید. اولین ماشین آلات بزرگ و نامرتب بودند و با گذشت زمان، پیشرفت‌های بیشتر منجر به روش‌های تولید ارزان‌تر ‌شد که این امر منجر به کاهش هزینه‌ها و در نهایت مقرون به صرفه بودن رایانه برای یک خانه متوسط شده است.

مراحل گسترش تکنولوژی

1. مرحله نوآوری

مرحله نوآوری زمانی است که یک فناوری جدید وارد بازار می‌شود.

این کار عمدتا متمرکز بر تحقیق و توسعه است، جایی‌که هدف بهینه‌سازی فناوری جدید در جهت تطبیق بهتر نیازهای بازار است. این زمانبرترین مرحله از چرخه عمر یک فناوری است.

2. مرحله سندیکا

این مرحله بر جنبه تجاری یک فناوری جدید تمرکز دارد.

الزامات و بهترین شیوه‌ها در مواردی بیشتر توسعه می‌یابد که برخی از عناصر مرحله قبل به دلیل عوامل اقتصادی حذف شوند.

3. مرحله انتشار

مرحله انتشار قصد دارد با افزایش سودآوری و افزایش ارزش برای پذیرندگان، نوآوری‌ها را در بازار گسترش دهد.

این زمانی است که بسیاری از شرکت‌ها درحال رقابت با نسخه‌های مختلف این فناوری هستند.

4. مرحله تعویض

مرحله نهایی مرحله تعویض است.

این‌جا همان جایی است که این فناوری رو به زوال است و گزینه‌های جایگزین به کار گرفته می‌شوند و فرآیند نوآورانه‌تری در حال اجراست.

از نظر مقایسه تاریخی فعلی، ما در مرحله سندیکا هستیم، جایی‌که بزرگترین پذیرندگان فناوری چاپ سه بعدی موسسات هستند و پذیرندگان اولیه قصد دارند ارزش بیشتری از این فناوری فراهم کنند. در حال حاضر با توجه به محصولی که در حوزه تولید عرضه می‌شود، تمرکز منطقی بر بازار است. علی رغم اینکه بزرگترین بخش علاقه‌مندان به آن هستند، سازمان‌ها به روش‌های مختلف بیشترین ارزش را از چاپ سه بعدی دریافت می‌کنند. اولاً، چاپ سه بعدی به شرکت‌ها توانایی تولید داخلی با کسری از قیمت را می‌دهد.

ساخت سخت افزار سخت است و بزرگترین مرحله در مرحله اولیه این است که بتوان با سرعت کمتری نمونه اولیه را ساخت. چاپ سه بعدی عوامل زیادی را از بین می‌برد، مانند ابزارهای گران قیمت ماشین‌کاری یا مسیری که بسیاری از شرکت‌ها از آن خارج می‌شوند، یعنی برون سپاری قطعات.

عیب این روش صرفاً هزینه‌هایی است که می‌تواند ناشی از تکرار در طراحی و همچنین زمان باشد، جایی که شرکت‌ها باید با سایر شرکت‌هایی که از همان شرکت برون سپاری سفارش داده اند نیز رقابت کنند.

علاوه بر این، روند تحویل نمونه اولیه درخواست به کل زمان بین شروع و اتمام فرآیند چرخه تولید محصول می‌افزاید.

تکنیک های مختلف چاپ سه بعدی

چندین فناوری چاپ سه بعدی وجود دارد که به طور گسترده در جهان تولید از آن‌ها استفاده می‌شود. ما بر 3 تکنیک برتر چاپ سه‌بعدی و اینکه چرا سازمان‌ها تکنیکی دیگر را انتخاب می‌کنند تمرکز خواهیم کرد.

مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM)

این تکنیک چاپ سه بعدی که با نام ساخت رشته‌های فیوژن نیز شناخته می‌شود ، پرکاربردترین روش است. این روش بر اساس قرقره‌های پلاستیک یا یک ماده کامپوزیت است که ذوب شده و برای ایجاد لایه‌ها از قالب بیرون آورده می‌شود. شرکت‌ها از این تکنیک استفاده می‌کنند، زیرا این یک روش دوستانه است و تنها روشی است که ترموپلاستیک‌های درجه تولید مانند پلی‌لاکتیک‌اسید، نایلون و غیره را ارائه می‌دهد. بدان معنا که قطعات تولید شده با روش  اف‌دی‌ام در برخی موارد دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به سایر روش‌های چاپ هستند. برای آشنایی بیشتر با خواص و انواع این مواد می توانید به صفحه راهنما انتخاب مواد مناسب برای پرینت سه بعدی مراجعه کنید .

قطعات تولید شده با روش اف‌دی‌ام از گرما، ضربه و مقاومت شیمیایی بهتری نسبت به سایر تکنیک‌های چاپ سه بعدی مبتنی بر پلاستیک برخوردار هستند. علاوه بر این، چاپگرهای FDM  به طور کلی، قیمت کمتری دارند و مواد لازم برای فرآیند چاپ به راحتی تهیه می‌شوند و مقرون به صرفه هستند.

شرکت‌ها می توانند هم نمونه‌های اولیه بصری، هم قطعات کاربردی نمونه‌های اولیه و هم در بسیاری از موارد ابزار تولید بسیاری از شرکتهای تولیدی را تولید کنند. عیب اف‌دی‌ام این است که جزئیات قطعات نسبت به سایر تکنیک‌های چاپ کمتر است، بنابراین تولید با اشیای کوچک با جزئیات بسیار کوچک با FDM دشوارتر است.

استریولیتوگرافی (SLA)

استریولیتوگرافی قدیمی ترین تکنیک چاپ است که چند مورد استفاده مختلف را ارائه می‌دهد و همچنین در قطب مخالف اف‌دی‌ام عمل می‌کند.

SLA از رزین‌های مایع استفاده می‌کند و یک قطعه تکه‌تکه شده از یک شی را ایجاد می‌کند که سپس با استفاده از لیزر UV محکم می‌شود.

قطعات SLA با دقت بیشتری تولید می‌شوند و جزئیات بیشتری نسبت به قطعات چاپ شده سه بعدی دارند.

بهترین استفاده از آن‌ها برای ایجاد نمونه‌های اولیه بسیار دقیق برای شرکت‌های مورد نیاز است، با این حال، هزینه‌های آن‌ها برای چاپگر و مواد بیشتر از اف‌دی‌ام است.

یک چالش دیگر استفاده از رزین‌های مایع سمی است که قطعاتی را ارائه می‌دهند که دارای خواص مکانیکی کمتری نسبت به روش‌های دیگر هستند.

پخت لیزر انتخابی (SLS)

پخت و پز لیزری انتخابی از مواد پودری استفاده می‌کند که سپس با لیزر سفت می‌شود. هر سطح مقطع به همان سبک SLA ساخته شده است اما تفاوت در این است که دستگاه‌های (DMLS) SLS گزینه‌های قسمت‌های فلزی را نیز دارند که برای سخت شدن قطعه نهایی به مرحله پخت نیازمندند.

قطعات تولید شده دارای خواص مکانیکی زیادی هستند و این روش می‌تواند نمونه‌های اولیه بصری، نمونه‌های اولیه عملکردی و قطعات را برای استفاده نهایی تولید کند. با این حال، نقطه ضعف این است که فقط به دلیل هزینه بسیار زیاد چاپگر و مواد، فقط برای کارهای کوچک در تولید استفاده می‌شود. به علاوه، استفاده از مواد پودری در صورت عدم ذخیره سازی صحیح می‌تواند خطرناک باشد.

شرکت مادا تکنولوژی یکی از بزرگترین و پیشرفته ترین مراکز ارائه دهنده خدمات پرینت سه بعدی و ساخت افزایشی به روش های فوق در کشور است.

بنابراین، چرا بسیاری از شرکت‌ها از چاپ سه بعدی استفاده می‌کنند؟

دلایل زیادی وجود دارد و مهم‌ترین آن‌ها وقتی است که به مفهوم اقتصاد مقیاس (جایی که پس انداز شما با هرچه بیشتر تولید می‌کنید، ایجاد می‌شود) نگاه می‌کنیم.

می‌بینیم که چاپ سه بعدی حداقل مقیاس کارآمد تولید را که برای تولیدکنندگان در نوع بازی تغییر ایجاد می‌کند کاهش داده است.

حداقل مقیاس کارآمد در ساخت را می‌توان کمترین مقداری دانست که یک سازمان برای تولید نیاز دارد اما با این وجود می تواند از اقتصاد مقیاس بهره مند شود تا بتواند محصول را با قیمت رقابتی ارائه دهد. یک مثال ساده این است که اگر یک شرکت اتومبیل‌سازی تعداد کمی وسیله نقلیه تولید کند، به دلیل هزینه‌های ثابت مانند هزینه‌های کارگری، اجاره و غیره، متوسط هزینه اتومبیل بسیار زیاد خواهد بود. اگر شرکت سازنده خودرو تعداد زیادی وسیله نقلیه تولید کند، از آنجا که هزینه‌های ثابت در تعداد بیشتری از واحدها پخش می‌شود، هزینه هر واحد کمتر خواهد بود.

برای درک بهتر این موضوع، باید رابطه بین هزینه متوسط واحد و هزینه‌های حاشیه‌ای را بررسی کنیم. به بیان ساده، هزینه‌های حاشیه‌ای هزینه‌های مرتبط با تولید یک واحد اضافی و تغییر آن به کل هزینه‌های آن محصول است.

با گسترش صنعت ساخت اتومبیل، یک کارخانه تولید اتومبیل با ظرفیت کامل برای تولید یک خودروی اضافی به خط تولید دیگری نیاز دارد که به این معنی است که خط جدید به عنوان یک هزینه حداکثر طبقه بندی می‌شود. با افزودن خط اضافی، هزینه تولید خودروهای اضافی کاهش می‌یابد. این یک رقم مهم برای بسیاری از تولیدکنندگان است زیرا به آن‌ها کمک می‌کند تا تعداد تولید بهینه را برای تجارت خود تعیین کنند.

ارتباط چاپ سه بعدی با اقتصاد چگونه است؟

چاپ سه بعدی فناوری است که به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، مقیاس کارآیی کمتری دارد. اولاً، چاپ سه بعدی هزینه‌های نیروی کار را کاهش می‌دهد زیرا می‌تواند بسیار خودکار باشد، جایی که یک تیم کوچک می‌تواند به راحتی و بدون نظارت بر هر عنصر، یک سری چاپگر را اجرا کند و آن‌ها را به انجام سایر کارها معطوف کند.

ثانیا ، چاپ سه بعدی می‌تواند قطعات هندسی بسیار پیچیده را در یک فرآیند تولید کند.

این یعنی چه؟

با نگاهی به روش‌های استاندارد تولید، مانند مدل سازی تزریق یا ماشینکاری CNC، بسیاری از این فناوری‌ها برای تولید مواردی که دارای اشکال پیچیده هستند به مراحل مختلفی نیاز دارند و در بسیاری از موارد، این فناوری‌ها نمی‌توانند همان پیچیدگی چاپ سه بعدی را بدست آورند. بسیاری از قطعات برای دستیابی به نتایج مطلوب نیاز به چندین بار تولید دارند که این امر باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود. علاوه بر این، سازمان‌ها برای ایجاد این اشیا به کارکنان بسیار آموزش دیده نیاز دارند که هزینه‌های ثابت آنها را نیز افزایش می‌دهد.

چاپ سه بعدی می‌تواند، بدون نیاز به ابزار یا تجهیزات اضافی در مقایسه با سایر روش‌ها، قطعاتی را تولید کند و امکان ایجاد تغییرات را فراهم کند. احتمالات آینده تعریفی است و به همین دلیل است که جهان بر روی فناوری ثابت شده است.

چاپ سه بعدی ، تولید استاندارد را روشن و مشخص می‌کند. بیشتر نوآوری‌های تولید از زمان انقلاب صنعتی تاکنون افزایشی بوده و برای پیشرفت نسل‌های گذشته تأمین شده است. از طریق آنچه دیگران قبلاً انجام داده بودند، پیشرفت‌هایی حاصل شده، از جمله بهبود خطوط تولید، بهبود سیستم‌های موجودی و سایر فرایندهای استاندارد تولید.

از طرف دیگر، چاپ سه بعدی، فیزیک تولید اقلام را مورد بررسی قرار می‌دهد، جایی‌که یک ماشین بدون استفاده از سیستم‌های گذشته می تواند اقلام را ساده‌تر، سریع‌تر و آسان‌تر از قبل تولید کند.

این دلیل تمرکز بسیاری از شرکت‌ها بر روی فناوری است و به همین دلیل است که ظرفیت آن در صنعت تولید بسیار ارزشمند است.

همچنین با ورود به وبلاگ مادا تکنولوژی می توانید در جریان آخرین اخبار حوزه پرینترهای سه بعدی  و همچنین نحوه کارکرد این دستگاه ها و مقایسه انواع دستگاه ها قرار بگیرید.