پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه (R&D)، امکان طراحی، ساخت و آزمایش سریع نمونههای اولیه را با هزینهٔ کمتر فراهم میکند. این فناوری به تیمهای تحقیقاتی، مهندسان و توسعهدهندگان محصول کمک میکند ایدهها را سریعتر بسازند، آزمایش کنند و نسخهٔ بعد را بر پایهٔ دادهٔ واقعی طراحی کنند.
- مورد اعتماد ایرانخودرو، مپنا و ایرانسل
- بیش از 46 متریال
- 5 فناوری پرینت
- فایلها محرمانه
پرینت سه بعدی چگونه فرآیند تحقیق و توسعه را متحول کرده است؟
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه، مسیر طراحی و آزمایش ایدههای جدید را سریعتر و کارآمدتر کرده است. محققان و تیمهای مهندسی با ساخت نمونههای اولیهٔ واقعی، عملکرد را بررسی، طراحی را اصلاح و قطعات پیچیده را تولید میکنند و چرخهٔ توسعهٔ محصول را کوتاهتر میکنند.
ارزش واقعی در چرخهٔ «بساز، بسنج، اصلاح کن» است: وقتی ساخت هر نسخه بهجای هفتهها چند روز طول بکشد، تیم در همان زمان چند برابر نسخه آزمایش میکند و به طرح بهتری میرسد. انژکتوری که ناسا با پرینت فلزی ساخت، بهجای 115 قطعه فقط 2 قطعه داشت و در چند هفته به میز آزمون رسید.
- 2 قطعهبهجای 115 قطعه در انژکتور موتور موشک پرینتشدهٔ ناسامنبع: NASA
- 50٪کاهش هزینهٔ نمونهسازی در آزمایشگاه Kohler با پرینت سه بعدیمنبع: Stratasys
- 40٪و بیشتر؛ کوتاهتر شدن زمان نمونهسازی در همان آزمایشگاهمنبع: Stratasys
مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
پرینت سه بعدی با کاهش زمان آزمایش، افزایش انعطاف طراحی و کاهش هزینهٔ ساخت نمونهها، به محققان و مهندسان کمک میکند سریعتر به راهکارهای نوآورانه برسند.
نمونهسازی سریع ایدهها
نمونههای اولیه در زمان کوتاه تولید میشوند تا طراحیها پیش از تولید نهایی آزمایش و بهینه شوند.
کاهش هزینهٔ توسعهٔ محصول
بدون نیاز به قالبسازی و ابزارهای گران، ساخت و اصلاح نمونههای تحقیقاتی با هزینهٔ کمتر انجام میشود.
ساخت هندسههای پیچیده
ساختارهایی که با روشهای سنتی دشوار یا غیرممکن هستند، مثل کانال داخلی و شبکهٔ سلولی، ساخته میشوند.
تکرار سریع طراحیها
محققان چند نسخه از یک طرح را تولید و عملکرد آنها را مقایسه و اصلاح میکنند.
تولید قطعات سفارشی
نمونهها و تجهیزات متناسب با نیاز هر پروژهٔ تحقیقاتی و شرایط آزمایشگاهی طراحی و تولید میشوند.
افزایش همکاری تحقیقاتی
مدلهای فیزیکی بررسی، ارزیابی و تبادل نظر بین تیمهای تحقیقاتی، مهندسی و مدیریت را سادهتر میکنند.
مهمترین کاربردهای پرینت سه بعدی در فرآیندهای تحقیق و توسعه
نمونهسازی سریعساخت مدلهای اولیهٔ محصول
تیمهای تحقیقاتی نمونههای اولیهٔ فیزیکی را سریع تولید، عملکرد آنها را بررسی و پیش از تولید نهایی طراحی را اصلاح میکنند.
تحقیقات پزشکیتولید مدل و تجهیزات پزشکی
مدلهای آناتومی، ابزارهای سفارشی و نمونههای پزشکی برای توسعهٔ راهکارهای درمانی و آموزشی جدید.
مهندسی و موادآزمایش طراحیهای پیچیده
قطعات با ساختارهای شبکهای، هندسههای پیشرفته و نمونههای آزمایشی برای بررسی عملکرد مواد و طراحیهای نوآورانه.
توسعهٔ محصولارزیابی پیش از تولید
نمونههای کاربردی برای تست طراحی، دریافت بازخورد و کاهش ریسک پیش از ورود محصول به تولید انبوه.
سیالاتقطعات شفاف برای دیدن جریان
قطعات و بلوکهای شفاف که مسیر جریان، حباب و رفتار سیال را در آزمایش قابل مشاهده میکنند.
فلزقطعات فلزی تحقیقاتی
نمونههای فلزی با کانالهای داخلی و هندسهٔ یکپارچه برای آزمون در شرایط واقعی دما و فشار.
پرینت سه بعدی نمونههای تحقیقاتی: هر نمونه با کدام تکنولوژی و متریال؟
هدف آزمون تعیینکننده است: نمونهای که فقط فرم را نشان میدهد با ارزانترین روش ساخته میشود، اما نمونهای که قرار است بار، دما یا سیال را تحمل کند باید از متریالی نزدیک به محصول نهایی باشد.
نسخههای متوالی نمونهٔ اولیه
FDM · MSLAهر نسخه در زمان کوتاه چاپ و آزمایش میشود و نسخهٔ بعد بر پایهٔ نتیجهٔ آزمون اصلاح میشود.
نمونهٔ آزمون مواد و قطعات
FDM · SLS · SLMنمونههای کشش، خمش و خستگی و قطعات آزمایشی برای سنجش رفتار متریال و طراحی در شرایط واقعی.
فیکسچر و ابزار آزمایشگاه
FDMنگهدارندهٔ نمونه، گیرهٔ اختصاصی دستگاه تست و ابزارهای کمکی که دقیقاً به اندازهٔ آزمایش ساخته میشوند.
بدنهٔ سنسور و الکترونیک
MSLA · SLSبدنهٔ دقیق برای برد، سنسور و نمونههای الکترونیکی؛ با جای پیچ و اتصال که در نسخهٔ بعد قابل اصلاح است.
قطعات سیالاتی و شفاف
MSLA · SLAبلوکهای کانالدار و قطعات شفاف برای دیدن مسیر جریان، حباب و رفتار سیال در آزمایش.
ساختارهای مشبک و متامتریال
SLS · SLMشبکهها و ساختارهای سلولی برای پژوهش جذب انرژی، سبکسازی و خواص مکانیکی قابل طراحی.
مهندسی معکوس و محکزنی
اسکن · طراحینمونهٔ موجود یا محصول رقیب اسکن و به مدل CAD تبدیل میشود تا تحلیل، مقایسه و بهبود آن ممکن شود.
تیراژ آزمایشی پیش از قالب
FDM · SLSدهها تا صدها قطعه برای آزمون میدانی و بازخورد کاربر، پیش از سرمایهگذاری روی قالب تزریق.
نکتهٔ آزمون: خواص قطعهٔ پرینتی به جهت چاپ و لایهها وابسته است؛ برای آزمون مکانیکی، جهت ساخت نمونهها را ثابت نگه دارید و آن را همراه نتایج گزارش کنید تا مقایسهٔ نسخهها معتبر باشد.
فرآیند استفاده از پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
تعریف نیاز تحقیقاتی
هدف پروژه، عملکرد مورد انتظار، محدودیتها و مشخصات نمونهٔ موردنیاز بررسی میشود.
طراحی و آمادهسازی مدل
مدل سه بعدی بر اساس ایده، دادههای تحقیقاتی یا نمونهٔ موجود طراحی یا مهندسی معکوس و برای چاپ آماده میشود.
انتخاب فناوری و متریال
با توجه به کاربرد نمونه، دقت موردنیاز، شرایط آزمایش و ویژگیهای مکانیکی، فناوری و متریال مناسب انتخاب میشود.
ساخت و آزمایش نمونه
نمونه تولید و برای بررسی عملکرد، اصلاح طراحی و انجام تستهای تحقیقاتی به کار گرفته میشود.
بهینهسازی و توسعهٔ نهایی
نتایج آزمایشها تحلیل و طراحی برای رسیدن به عملکرد بهتر یا آمادهسازی تولید نهایی اصلاح میشود؛ نسخهٔ بعد در همین چرخه ساخته میشود.
مواد و فناوریهای مناسب پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
انتخاب فناوری و متریال در پروژههای تحقیق و توسعه به نوع آزمایش، دقت موردنیاز، ویژگیهای مکانیکی نمونه و هدف تحقیق بستگی دارد.
FDM
نمونههای اولیهٔ مهندسیراهکاری اقتصادی برای مدلهای مفهومی، فیکسچر و نمونههای عملکردی با PLA، ABS و PETG و کامپوزیتهای PA6-CF و PPS-CF برای آزمون بار و دما.
- حجم ساخت (میلیمتر)
- 470 × 470 × 470
رزینی (SLA و MSLA)
نمونههای دقیق و شفافبرای مدلهای با جزئیات بالا، قطعات آزمایشگاهی و بدنهٔ دقیق با رزین شبه ABS، رزین شفاف و High Temp 250.
- حجم ساخت (میلیمتر)
- MSLA 330 × 185 × 400 · SLA 145 × 145 × 185
SLS
قطعات کاربردی مقاومبرای نمونههای مهندسی با استحکام مناسب و مکانیزمهای پیچیده، بدون نیاز به ساپورت، با پودرهای PA12 و TPU.
- حجم ساخت (میلیمتر)
- 165 × 165 × 300
SLM (فلز)
تحقیقات فلزیبرای نمونههای فلزی در پژوهشهای هوافضا، پزشکی، انرژی و مکانیک با فولاد 316L، آلومینیوم و تیتانیوم.
- حجم ساخت (میلیمتر)
- 160 × 160 × 160
نمونههای موفق استفاده از پرینت سه بعدی در پروژههای تحقیقاتی و توسعهٔ محصول
- NASA
انژکتور 2 قطعهای بهجای 115
ناسا در 2013 انژکتور موتور موشک را با ذوب لیزری انتخابی (SLM) در 2 قطعه ساخت؛ نمونهٔ سنتی مشابه 115 قطعه داشت. انژکتور در آزمون آتش گرم رکورد 20 هزار پوند نیروی رانش را ثبت کرد.
منبع: NASA - Kohler
نمونهسازی سریعتر و ارزانتر
آزمایشگاه Kohler بهجای سفارش نمونههای CNC به بیرون، نمونهها را پرینت کرد؛ زمان نمونهسازی بیش از 40 درصد و هزینه 50 درصد کاهش یافت و از قطعات پرینتی برای آزمون ابزار و دمای آب هم استفاده شد.
منبع: Stratasys - مادا تکنولوژی
شریک R&D صنعت ایران
در ایران، مادا تکنولوژی برای مشتریانی از جمله ایرانخودرو، مپنا و ایرانسل قطعه ساخته است؛ با پنج فناوری، بیش از 46 متریال، اسکن و طراحی سه بعدی و بدون حداقل تیراژ برای ساخت نسخههای پیاپی.
نمونه کارها
سوالات متداول پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
پاسخهای کاربردی برای مهندسان، محققان و تصمیمگیرندگانی که پرینت سه بعدی را برای پروژههای R&D ارزیابی میکنند.
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه چه کاربردی دارد؟
ساخت نمونههای اولیه، آزمایش طراحیها، نمونههای آزمون مواد، فیکسچر و ابزار آزمایشگاه، قطعات سیالاتی و شفاف، ساختارهای مشبک، مهندسی معکوس و تیراژ آزمایشی پیش از قالب.
چرا تیمهای تحقیق و توسعه از پرینت سه بعدی استفاده میکنند؟
چون این فناوری ساخت سریع نمونهها، کاهش هزینهٔ توسعه، اصلاح چندبارهٔ طراحی و بررسی فیزیکی ایدهها پیش از تولید نهایی را ممکن میکند؛ هرچه چرخهٔ ساخت و آزمون کوتاهتر باشد، نسخههای بیشتری آزمایش میشود.
زمان ساخت یک نمونهٔ تحقیقاتی با پرینت سه بعدی چقدر است؟
زمان به ابعاد، پیچیدگی مدل، فناوری چاپ و نوع متریال بستگی دارد؛ بسیاری از نمونههای اولیه در چند روز کاری آماده میشوند.
چه موادی برای ساخت نمونههای تحقیقاتی مناسب هستند؟
بسته به هدف آزمون: PLA و ABS برای فرم و مونتاژ، PETG و پلیکربنات برای نمونههای کاربردی، کامپوزیتهای PA6-CF و PPS-CF برای بار و دما، رزینهای دقیق و شفاف برای جزئیات و سیالات و فلزاتی مانند 316L، آلومینیوم و تیتانیوم برای شرایط سخت.
آیا فایلها و طرحهای تحقیقاتی محرمانه میمانند؟
بله. فایلها و اطلاعات پروژهها محرمانه نگهداری میشوند. اگر پروژهٔ شما به توافقنامهٔ محرمانگی نیاز دارد، پیش از ارسال فایل با کارشناسان هماهنگ کنید.
آیا امکان ساخت قطعات پیچیدهٔ تحقیقاتی وجود دارد؟
بله. پرینت سه بعدی ساخت هندسههای پیچیده، کانالهای داخلی، ساختارهای شبکهای و طراحیهایی را که با روشهای سنتی دشوار یا غیرممکن هستند ممکن میکند.
آیا برای شروع پروژهٔ تحقیق و توسعه به فایل سه بعدی نیاز است؟
خیر. ایده یا نقشه با طراحی سه بعدی و نمونهٔ موجود با اسکن سه بعدی و مهندسی معکوس به مدل آمادهٔ چاپ تبدیل میشود.
پرینت سه بعدی چه تفاوتی با روشهای سنتی ساخت نمونه دارد؟
روشهای سنتی معمولاً به قالب، ابزار و زمان آمادهسازی بیشتری نیاز دارند؛ پرینت سه بعدی تولید مستقیم از فایل، اصلاح سریع و تکرار کمهزینهٔ نمونهها را ممکن میکند و برای فایلهای STL، قیمت تقریبی را همان لحظه در پنل سفارش آنلاین میبینید.
ایدههای تحقیقاتی خود را سریعتر به نمونهٔ واقعی تبدیل کنید
از نمونهسازی اولیه تا نمونههای آزمون و قطعات آزمایشی پیچیده، خدمات پرینت سه بعدی مادا تکنولوژی به تیمهای تحقیق و توسعه کمک میکند چرخهٔ طراحی، آزمون و بهینهسازی را سریعتر پیش ببرند؛ با بررسی اولیهٔ فایل و مشاورهٔ فنی پیش از ثبت سفارش.
- فایلها محرمانه
- بدون حداقل تیراژ
- تلرانس عمومی ISO 2768-m