چرا پرینت سه بعدی نمایانگر آینده است؟

با توسعه مواد و فرآیندهای جدید، چاپ سه بعدی می تواند تأثیر عمیقی بر پایداری و حذف زباله داشته باشد.

پتانسیل پرینت سه بعدی و تولید مواد افزودنی آنقدر زیاد است که ممکن است صنعت تولید را به شکلی که ما می شناسیم زیر و رو کند. بارزترین تغییر، تولید بومی خواهد بود، که ممکن است جایگزین یا جایگزین تولید سنتی پراکنده شود. یکی دیگر از تغییرات عمده، توانایی شخصی سازی است.

چاپ سه بعدی علاوه بر براندازی تولید سنتی، پایداری را از طریق استفاده از مواد غیر پتروشیمی بهبود می بخشد. خرید مواد جدید ارزان‌تر و آسان‌تر خواهد بود که هزینه‌های ساخت را کاهش می‌دهد. این هزینه‌های پایین‌تر بر هزینه‌های ذخیره‌سازی، حمل و نقل و سیستم‌های حمل و نقل نیز تأثیر می‌گذارد.

منبع عکس: Unsplash

تولید افزودنی چیست؟

ساخت افزودنی فرآیند ساخت اشیا با چیدن مواد لایه به لایه (معمولا پودر پلاستیک یا فلز) است. این اهداف در واقع می توانند هر چیزی باشند. تا زمانی که بتوان مدل سه بعدی را در نرم افزار طراحی کرد، قابل چاپ است.

چرا تولید مواد افزودنی ویرانگر است؟

در تولید سنتی، مراحل مختلفی برای تصور، طراحی و توسعه محصولات درگیر است. ابتدا طراحان باید طرح های اولیه را طراحی کنند. در مرحله بعد، سازمان باید با کارخانه و تامین کنندگان مواد تماس بگیرد. سپس، کارخانه نمونه ای از تجهیزات را تولید کرده و به سازمان برمی گرداند (این کار ممکن است چندین هفته طول بکشد، به خصوص اگر کارخانه در خارج از کشور باشد). اگر نمونه نیاز به تنظیم داشته باشد، این فرآیند باید تکرار شود تا هفته ها به ماه ها تغییر کند. هنگامی که نوبت به تولید انبوه می رسد، مدیران کارخانه بر افراد یا روبات ها در خط مونتاژ نظارت می کنند تا تولید را تکمیل کنند. سپس محصول نهایی به سازمان ارسال می شود.

آن را با تولید افزودنی مقایسه کنید. اگرچه طراحان هنوز به طرح های اولیه نیاز دارند. اما برای تولید نمونه و انجام تولید انبوه نیازی به تماس با کارخانه نیست. هر دو را می توان به صورت داخلی با استفاده از چندین چاپگر سه بعدی با کمک توزیع کننده های پودر پلاستیک یا فلز انجام داد. زمان مورد نیاز برای محصول از زمان مفهومی تا عرضه تنها بخش کوچکی از گذشته است.

برای سازمان های کوچک بدون ظرفیت تولید، کارخانه ها همیشه برای تولید انبوه وجود خواهند داشت، اما توانایی تولید نمونه بدون برون سپاری می تواند در زمان زیادی برای شرکت صرفه جویی کند.

تولید پایدار

یکی از بهترین چیزها در مورد پرینت سه بعدی، تنوع باورنکردنی موادی است که می توانیم از بین آنها انتخاب کنیم. این بدان معناست که می‌توان از یک فرآیند تولید ناپایدار به یک فرآیند تولید پایدارتر بدون به‌روزرسانی تجهیزات تبدیل شد - این همان کاری است که شرکت‌ها باید در هنگام مواجهه با فشار فزاینده انجام دهند.

در حال حاضر، بزرگترین مانع زیست محیطی در تولید افزودنی های فلزی، فرآیند اتمیزه کردن پودر است. دو شکل اصلی اتمیزاسیون گاز و پلاسما هستند که انرژی زیادی مصرف می کنند و آسیب زیادی به محیط زیست وارد می کنند.

بنابراین، فرآیندهای جدیدی برای مقابله با این چالش در حال توسعه است. به عنوان مثال، انواع اتمیزه کردن پلاسما مبتنی بر مایکروویو می توانند مواد مصرف شده را با بازدهی نزدیک به 100 درصد بازیابی کنند در حالی که انرژی کمتری نسبت به اتمیزه کردن گاز یا پلاسما مصرف می کنند. مواد رزینی نیز برای کمک به ذخیره ایمن و بازیافت میعانات فلزی و کاهش ضایعات تولید شده در حال توسعه هستند. ما حتی می توانیم رشته های پلاستیکی بازیافتی را در خانه بسازیم.

همه این فناوری‌ها ما را قادر می‌سازند بدون اتکا به تولید و استخراج خارجی از زباله‌های داخلی استفاده کنیم. چیزی که به دست می آوریم یک چرخه تولید پایدار است. شرکت ها مواد ساخته شده از زباله های تولیدی افزودنی را خریداری می کنند، محصولات خود را چاپ سه بعدی می کنند و سپس زباله های جدید خود را به تولید کنندگان پودر بازیافتی می فروشند.

علاوه بر این، مواد مبتنی بر زیستی مانند PA11 ساخته شده از دانه های کرچک و روغن کرچک روز به روز محبوب تر می شوند. این به معنای استخراج کمتر فلز و تولید پلاستیک است. در آینده، چاپ سه بعدی از مواد مختلفی استفاده خواهد کرد.

تولید هوشمند

روندهای در حال ظهور فعلی شامل سفارشی سازی ساخت افزودنی در گردش کار سازمان است. در این مرحله از توسعه، شرکت ها هنوز در تلاش هستند تا بفهمند چگونه پرینت سه بعدی را با فناوری های موجود ترکیب کنند. هنگامی که مشکلات بدون نظارت دستی رخ می دهد، یادگیری ماشین می تواند در تصحیح خطاها و اشتباهات در فرآیند تولید نقش داشته باشد. این "تولید هوشمند" به طور قابل توجهی کارایی تولید، مقیاس و فرآیند مورد استفاده برای طراحی محصولات متقابل صنعت را بهبود می بخشد.

کاربردهای پزشکی

با نگاهی به آینده، شاهد ادغام پرینت سه بعدی بیشتر در صنعت زیست پزشکی خواهیم بود. در واقع، این در حال حاضر اتفاق می افتد. این دیگر فقط یک رویا نیست که بتوان ایمپلنت‌ها و دستگاه‌های خاص بیمار (به نام چاپ زیستی) را چاپ کرد، که همچنین مرز بعدی است. مواد جدیدی برای کمک به مدیریت داروها، ساخت بافت های بیولوژیکی و در نهایت چاپ اندام های قابل کاشت در حال توسعه هستند.

آینده پرینت سه بعدی روشن است

پرینت سه بعدی آینده است. آینده ای که تأثیر عمیقی بر پایداری و حذف زباله دارد. سرعت توسعه چاپ سه بعدی یا ساخت افزودنی شگفت انگیز است. این چاپ که در اصل فقط مجسمه های سه بعدی ساده را چاپ می کرد، تبدیل به یک فناوری پیشرفت جدید شده است که توسط صنایع متقابل و دانشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

اکنون، می‌توانیم ببینیم که مواد جدید و فرآیندهای اتمیزه‌سازی مفید برای محیط‌زیست زمین در حال شکل‌گیری هستند. بخش های پزشکی از پرینت سه بعدی برای تولید ایمپلنت ها و دستگاه های خاص بیمار استفاده می کنند. تولید نمونه به جای اتکا به کارخانه های خارج از کشور، در داخل تکمیل خواهد شد. هرچه پیشرفت بیشتری داشته باشیم، روشن تر است که آینده مبتنی بر تولید افزودنی است.