پرینت سه بعدی؛ آینده ساخت و تولید
پرینت سه بعدی فلزات، که با عنوان ساخت و تولید به کمک افزودنی نیز شناخته میشود، فرایندی است که در آن یک شی سه بعدی از یک فایل دیجیتالی ساخته میشود. توانایی ساخت قطعه سه بعدی پرینت شده، به کمک فرایند افزودنی بدست آمده است. فرایندی که در آن لایه هایی از ماده به صورت متوالی به شکل های مختلف روی هم قرار میگیرند. پرینت سه بعدی فلزات متفاوت از روش های ساخت و تولید سنتی است. در فرایندهای قدیمی ساخت و تولیدِ قطعات فلزی، معمولا از فرایندهای کاستنی استفاده میشود، یعنی ماده از بلوک بزرگتری برداشته میشود تا شکل مورد نظر بدست آید. (بطور مثال تراشکاری)
پرینت 3بعدی فلزات فواید قابل توجهی نسبت به روش های سنتی دارد. این روش بازدهی بیشتری دارد از آنجایی که هیچ مواد زائدی به دلیل برش یا ماشینکاری تولید نمیشود. این روش همچنین آزادی بیشتری در طراحی قطعات به ما میدهد. قطعات پیچیده ای که تولیدشان با روش های قدیمی، سخت یا غیرممکن بود، به راحتی با استفاده از پرینت 3بعدی انجام میگیرند.
پرینت سه بعدی فلزات تا به حال در برخی صنایع مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله صنایع هوایی، اتومبیل سازی و پزشکی. انتظار میرود که این تکنولوژی تاثیر چشمگیری در طراحی و تولید در آینده داشته باشد چرا که روشی کارآمدتر و منعطفتر ارائه میدهد.
کاملا واضح است که پرینت سه بعدی در حال اوج گرفتن است. این محصول میتواند در صنایع بسیاری از جمله سلامت و پزشکی، اتومبیل سازی، تکنولوژی، مالی و حتی کشاورزی استفاده شود. در آینده پرینت سه بعدی به سادگی و راحتی پرینت لیزری در دسترس خواهد بود. در اینجا اطلاعاتی درباره پرینت سه بعدی فلزات را بررسی میکنیم.
مزایای تولید به کمک پرینتر های سه بعدی چیست؟
پرینت سه بعدی به سه روش قابل پیاده سازی است. پودر فلزی به صورت لایه ای اضافه میشود و بر روی آن یک لایه چسب مانند قرار میگیرد. ماده اولیه ممکن است بصورت سیم فلزی یا پودر فلز باشد.
مدت زمان مورد نیاز برای انجام یک پروژه از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر است. از نظر هزینه نیز، پرینت سه بعدی فلزات به طور قابل توجهی گران تر از پرینت سه بعدی پلاستیک است. پودر فلز و سیمها، علاوه بر خود ماشین، گرانتر هستند. علیرغم محبوبیتی که پرینتر های سه بعدی فلزات دارند قیمت آنها (در وبسایتها) نمایش داده نمیشود. ابعاد پروژه نیز عامل مهمی در هزینه است زیرا پروژه های بزرگتر، مواد اولیه بیشتری مصرف میکنند. در حال حاضر، پرینت سه بعدی در حال ایجاد تغییرهای چشمگیری در ساخت قطعات است؛ از این رو، پرینت سه بعدی فلزات قابلیت سوددهی بالایی دارد.
در آینده ، این فناوری به صنایع این امکان را خواهد داد که سریع تر محصولات را توسعه داده و تولید کنند. به دلیل کاربردهای بالقوه چاپ فلز، پس از توسعه این تکنولوژی استفاده گسترده از آن دور از انتظار نیست. برای ساخت یک پل 12.5 متری در آمستردام از چهار ربات استفاده شد.
اولین پل ساخته شده در جهان با پرینتر سه بعدی
MX3D ، یک شرکت رباتیک هلندی، برای عابرین پیاده در اطراف یک چراغ قرمز در هلند، یک پل از فولاد ضد زنگ را به صورت سه بعدی چاپ کرد. تکمیل این پل 12.5 متری، به چهار ربات، 4500 کیلوگرم فولاد ضدزنگ و 6 ماه زمان نیاز داشت. MX3D یک ربات صنعتی، یک دستگاه جوشکاری و نرم افزار را با هم ترکیب کرد تا چاپگرهای سه بعدی را بسازد. همچنین MX3D درنظر دارد تا حسگرهایی را به پل اضافه کند تا تغییرات سلامت پل در طول زمان را زیر نظر بگیرد. این پل عابر پیاده قبل از نصب در آمستردام در سال 2019 تحت تعدادی از تست های بارگذاری قرار میگیرد.(منبع خبر: cnbc.com )
بدلیل وزن کمتر، قطعاتی که با پرینت سه بعدی تولید میشوند،به هزینه و انرژی کمتری برای حمل و نقل نیاز دارند. به کمک این تکنولوژی میتوانید میزان تراکم را در هنگام چاپ تنظیم کنید. استفاده از پرینت 3 بعدی در ساخت و تولید موجب دورریخت کمتر مواد میشود زیرا پرینتر تنها مواد مورد نیاز برای تولید قطعه را مصرف میکند. برخی پرینتر ها با مواد بازیافتی کار نمیکنند.
به کمک پرینترهای سه بعدی، هزینه شکل دهی و طراحیهای جدید و اصلاح شده حذف میشوند. ساختار هزینهای و ریسک در پرینترهای سه بعدی را همزمان با افزایش انعطاف پذیری میتوان کاهش داد و تولید کنندگان میتوانند با استفاده از این تکنولوژی مدل های کسب و کار خود را تغییر دهند.
پرینت سه بعدی آماده است تا در آینده جهان را همانطور که میشناسیم متحول کند. کالاهای مصرفی، شخصی سازی شده و متناسب با نیاز تولید میشوند به طوریکه تولیدکنندگان قادر خواهند بود هر روزه طرحهای شگفت انگیزی با استفاده از پرینتر سه بعدی ایجاد کنند.
این فناوری سبب ایجاد فرایندهای ساخت و تولید با بهره وری بالا، پیچیدگی کمتر و بهبود زمان تولید تا عرضه به بازار میشود. این فناوری تاثیر بهسزایی در زنجیرههای تامین جهانی، کاهش پیچیدگیها، کاهش هزینه تولید، افزایش زمان تحویل و بهبود زمان تولید تا عرضه خواهد داشت.
چگونه پرینت سه بعدی جهان را تغییر میدهد؟
پرینت سهبعدی در حال برهم زدن نظم حاکم بر شیوههای تولید، طراحی و حتی تفکر ما در مورد اشیا است.
پرینت سهبعدی ما را قادر میسازد اشیایی بسازیم که ساختن آنها با استفاده از روشهای تولید سنتی غیرممکن است. همچنین امکان ایجاد اشیایی را فراهم میکند که مطابق با نیازهای شخصی ما هستند.
پرینت سهبعدی تولید را برای همه در دسترس تر و مقرونبهصرفهتر میکند. همچنین امکان ایجاد اشیایی را فراهم میکند که سازگارتر با محیطزیست باشند.
پرینت سهبعدی دنیا را از بسیاری جهات تغییر میدهد، اما شاید مهمترین راه این است که افراد و جوامع را برای ایجاد چیزهایی که نیاز دارند توانمند میکند.
پرینت سهبعدی دنیا را متحول کرده است؛ زیرا به شما امکان میدهد هر چیزی را که میخواهید، چاپ کنید. دکتر هیدئو کوداما موفق به ثبت اختراع فناوری پخت رزین در ژاپن شد که راه را برای توسعه چاپ سهبعدی هموار کرد. چارلز چاک هال، یک تولیدکننده رومیزی، از روند طولانی مونتاژ قطعات سفارشی ناامید شد. او برای دستیابی به نتیجه یکنواختتر، پخت رزینهای حساس به نور را بهصورت لایه به لایه پیشنهاد کرد. امروزه مدلسازی رسوب ذوب شده (FDM) پرکاربردترین فرایند چاپ سهبعدی است. این تکنولوژی تولیدکنندگان در صنایع مختلف را قادر میسازد تا قطعات بیشتری را با حجم بالاتر تولید کنند و تا 50 برابر افزایش بهرهوری داشته باشند. به دلیل این روش ساخت، قطعات میتوانند سبکتر بوده، هزینه حملونقل کمتری داشته باشند و بهراحتی اصلاح شوند.
ثابت شده است که پرینت سهبعدی پزشکی، در بسیاری از موقعیتهای واقعی مؤثر است. برای مثال جنرالالکتریک از پرینت سهبعدی برای ایجاد یک موتور توربوپراپ استفاده کرد. چندین توله موش در آزمایشگاه با تخمدانهای پرینت سهبعدی سالم به دنیا آمدند. در نتیجه، هنگام تولید محصولات، پرینترهای سهبعدی تنها از مواد موردنیاز استفاده میکنند که باعث کاهش ضایعات کلی میشود.
بازار چاپ سه بعدی
طبق برآوردها، صنعت تولید افزودنی تا سال 2021 به 15.8 میلیارد دلار خواهد رسید. در نتیجه این افزایش محصولاتی که هم سبک و هم مقاوم هستند تقاضای زیادی دارند. بازار جهانی برای تولید مواد افزودنی پلیمری بین سالهای 2016 تا 2021 با نرخ 13.8 درصد رشد خواهد کرد. استفاده از چاپ سهبعدی برای تولید اقلام فرایند سادهای است. قطعات را میتوان در مدتزمان کوتاهی بدون نیاز به ابزار یا تجهیزات اضافی تولید کرد. این روش میتواند برای مشاغل کوچک از نظر کاهش هزینههای تولید و همچنین افزایش انعطافپذیری، مفید باشد. مشخص شده است که پرینت سهبعدی طرز فکر ما را در مورد روشهای ساخت و تولید تغییر میدهد. استفاده از ماشینآلات میتواند فرصتهای جدیدی را برای طراحی و تولید محصول به ارمغان بیاورد و همچنین روش کار ما را متحول کند.
آیا چاپ سهبعدی فلز آینده فناوری است؟
پرینت سهبعدی فلزی یک فرایند تولید افزودنی است که اشیا را از یک حوضچه فلز مذاب بهصورت لایه به لایه در هر دفعه، ایجاد میکند. این فرایند همچنین بهعنوان تف جوشی مستقیم لیزری فلز (DMLS) یا همجوشی بستر پودر لیزری (LPBF) شناخته میشود. چاپ سهبعدی فلزی چند دهه است که وجود داشته است، اما تنها در سالهای اخیر است که این فناوری موردتوجه قرار گرفته و به آن پرداخته شده است. این گسترش به دلیل عوامل متعددی از جمله توسعه چاپگرهای سهبعدی پیشرفتهتر و کاهش هزینه فناوری چاپ سهبعدی است.
چندین مزیت برای پرینت سهبعدی فلزی وجود دارد از جمله، توانایی ایجاد اشکال پیچیده و توانایی تولید قطعات با دقت بالا. پرینت سهبعدی فلز نیز یک فرایند بسیار سریع است، به این معنی که قطعات را میتوان در عرض چند ساعت یا چند روز به جای هفتهها یا ماهها تولید کرد. عیب اصلی پرینت سهبعدی فلزی هزینه بالای تجهیزات و مواد است. بااینحال، با ادامه توسعه فناوری، این احتمال وجود دارد که هزینهها کاهش یابد و چاپ سهبعدی فلزی برای مشاغل و مصرفکنندگان قابل دسترس تر شود.
آینده درخشان در انتظار پرینتر های سه بعدی فلزات
با توجه به IDTechEx، بازار جهانی تولید افزودنیهای فلزی تا سال 2032 به 18.5 میلیارد دلار خواهد رسید. طبق یک مطالعه تحقیقاتی جدید در بازار چاپگرهای سهبعدی، عوامل متعددی در ارتقای این فناوری نقش داشتهاند. بسیاری از کسبوکارها متوجه شدند که چاپ سهبعدی فلزی چقدر ساده، انعطافپذیر و کارآمد است که در نتیجه قابلیتهای از راه دور و مستقل آن است. علاوه بر جت بایندر، پودر دمیده رسوب انرژی هدایت شده (DED)، سیم DED(رسوب مستقیم انرژی)، رشته فلزی پلیمری اکسترود شده و فوتولیتوگرافی خمرهای، حداقل شش راه دیگر برای چاپ سهبعدی فلز وجود دارد. در ماههای اخیر،ExOne روی یک چاپگر سهبعدی فلزی کارکرده است که قادر به چاپ فلزات گرانبها مانند طلا، نقره و پلاتین است. مؤسسه ملی علم و فناوری فولاد و آلیاژها با موفقیت محصولات سهبعدی از فلزات از سرب تا روی را روی یک چاپگر چاپ کرده است.
جدیترین رقیب برای تولید کم کربن و انرژی پاک، تولید افزودنیهای فلزی بوده است که بیشترین توجه را به خود جلب کرده است. یک فلز را میتوان بدون سوزاندن یا حرارت دادن به آن تولید کرد تا انرژی مورد نیاز برای تولید، از این راه فراهم شود. علیرغم این واقعیت که پرینترهای سهبعدی فلزی معمولاً بهعنوان ابزارهای تولید دائمی استفاده میشوند، ساخت و تولید سیار شاید قویترین سلاح آن باشد.
هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد پرینت سهبعدی وجود دارد، اما دلایلی وجود دارد که باور کنیم در آینده نزدیک گسترش خواهد یافت. تا سال 2023، ارزش بازار این فناوری 32.78 میلیارد دلار خواهد بود و با کاهش بیشتر هزینهها، کسبوکارهای بیشتری از فناوری برای ایجاد مدلها استفاده میکنند. شما میتوانید کارآمدتر باشید و مدلهای باکیفیتی را برای مشتریان خود ایجاد کنید و با تجسم طرحتان قبل از چاپ به آنها اجازه دهید ایدههای شما را درک کنند.
آشنایی بیشتر با پرینتر های سه بعدی فلزات
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
نچسبیدن لایه اول به صفحه ساخت پرینتر سه بعدی + راه حل
نمای کلی مأموریت 2020 مریخ
استقامت تا حیات! | تشریح عملیات سطحی کاوشگر استقامت
در ساعت 00.30 (به وقت ایران) روز 19 فوریه 2021 ، پرسی روی سطح مریخ فرود آمد. این یک لحظهی تاریخی برای انسانها بود؛ به اهمیت اولین قدمهای نیل آرمسترانگ روی سطح ماه!
دیدگاهتان را بنویسید