پرینت سه بعدی آینده تولید است ، چرا و چگونه؟

این تکنیک پرینت 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 پرینت هستند.

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

برای آشنایی کامل با انواع  متریال مصرفی می توانید به این صفحه مراجعه فرمایید

شرکت‌ها می توانند هم نمونه‌های اولیه بصری، هم قطعات کاربردی نمونه ‌های 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 پرینت کمتر است، بنابراین تولید با اشیای کوچک با جزئیات بسیار کوچک با FDM دشوارتر است.

استریولیتوگرافی (SLA)

استریولیتوگرافی قدیمی ترین تکنیک پرینت 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 پرینت 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 پرینتگر 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.

برای آشنایی کامل با این تکنولوژی می توانید به این صفحه مراجعه فرمایید .

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 پرینتر 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.

همچنین تکنولوژی های دیگری هم در حال توسعه و گسترش می باشند که از مهم ترین آنها  می توان به پرینت سه بعدی فلزی اشاره کرد 

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

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

می‌بینیم که پرینت 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 آنجاکه 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 پرینت سه بعدی با اقتصاد چگونه است؟

پرینت سه بعدی فناوری است که به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، مقیاس کارآیی کمتری دارد. اولاً، پرینت 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 پرینتگر را اجرا کند و آن‌ها را به انجام سایر کارها معطوف کند.

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

این یعنی چی؟

 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 پرینت 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.

پرینت 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.

پرینت 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، پرینت 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.

بیشتر بخوانید

بزرگترین شرکت های فعال در زمینه ساخت خانه با استفاده از پرینت سه بعدی (قسمت اول)

جنرال موتورز تأسیسات پرینت سه بعدی جهت تمرکز بر تولید را دایر می کند.

پرینترهای سه‌بعدی بزرگ Relativity Space، برای بازآفرینی و تولید مجدد راکت‌ها

آشنایی با پرینتر نوار نقاله‌ای یا تسمه‌ای فرمت بزرگ برای تولید در حجم کم

چگونگی پرینت سه‌بعدی هلیکوپتر Black Hawk 

کلید فضایی، محصول جدید شرکت لامبورگینی که با فناوری پرینت سه بعدی تولید شده است و به توکن‌های غیرقابل تعویض انحصاری دسترسی دارد.

پرینت سه بعدی ؛ راهبرد Vital Auto، در توسعه خودروهای مفهومی

زین دوچرخه‌‌ی ساخته شده با پرینت سه بعدی، انقلابی در حوزه دوچرخه سواری و تولید سریالی

نقش برجسته فناوری پرینت سه بعدی در تحول به سوی انرژی‌های نو: انرژی بادی

پرینتر های سه بعدی رومیزی با قابلیت پرینت تیتانیوم معرفی شدند