5 گام برای بکارگیری پرینت سه بعدی در تولید (Manufacturing) – راهنمای تشریحی

چطور برای تولید می‌توانیم از تکنولوژی پرینت سه بعدی بهره ببریم؟

پرینت سه بعدی راه‌حلی عالی برای کوتاه کردن چرخه‌های معرفی محصول جدید (NPI) و شتاب‌ بخشی به زمان ارائه یک محصول به بازار برای طیف گسترده‌ای از محصولات است.

واضح است که برای ساخت قطعه‌ای با پرینت سه بعدی باید آزمون و خطاهای بسیاری انجام گیرد. پیچیدگی قطعه، تجربه ما یا توانمندی دستگاه در این روند تأثیر چندانی نخواهد داشت. چراکه هر پروژه چالش جدی برای این فرآیند است. بنابراین، لازمه استفاده از پرینتر سه بعدی در تولید در مقیاس‌های بزرگ و حیاتی تکامل فناوری پرینت سه بعدی است، از طرفی، زمان و مکان کافی برای آزمون و خطا در دسترس نخواهد بود.

با این وجود، فناوری پرینت سه بعدی راه‌حلی عالی برای کوتاه کردن چرخه‌های معرفی محصول جدید (NPI) و شتاب‌ بخشی به زمان ارائه یک محصول به بازار برای طیف گسترده‌ای از محصولات است. زمینه‌هایی نظیر هوافضا، پزشکی و دندانپزشکی از ابتدا از فناوری پرینت سه بعدی استفاده کرده‌اند، درحالی‌که دیگر زمینه‌ها از پرینت سه بعدی جهت ساخت ابزارآلات یا تولید یک محصول در تعدادهای پایین بسنده کرده‌اند.

تولید انبوه سفارشی دریچه هوا ساخته شده با پلتفرم HP MJP | عکس از TCTMagazine
تولید انبوه سفارشی دریچه هوا ساخته شده با پلتفرم HP MJP | عکس از TCTMagazine

برای این‌که فناوری پرینت سه بعدی به عنوان راه‌کار قابل اعتماد برای شرکت‌ها تبدیل شود باید بهترین عملکرد را در کنار کاهش ریسک و اعمال سخت‌گیری‌های لازم در تولید یک محصول از چرخه طراحی تا ارسال را داشته باشد.

گام اول: شناسایی پروژه مناسب و جلوگیری از بیراهه روی

هم‌ترازی تیم‌های تأمین، اجرایی، مهندسی و عملیاتی در یک مسئله تجاری که درصدد رفع آن هستید، اولین گام در استفاده از فناوری پرینت سه بعدی است. چراکه مجموعه ورودی‌ها، موفقیت یا شکست هر پروژه پرینت سه بعدی را تعیین می‌کند. در صورت عدم تجمیع بخش‌ها، با مجموعه‌ای از کاغذ‌ها روی میز مدیرعامل مواجه خواهید شد که می‌تواند شما را از دستیابی به نتیجه مطلوب بازدارد، البته ممکن است که راه رفته‌ی شما صحیح نباشد. که این نتیجه، پروژه بعدی پرینت سه بعدی را برای شما به یک مسئله دشوار تبدیل خواهد کرد.

نازل سوخت ساخته شده با پرینت سه بعدی توسط GE | عکس از TCTMagazine
نازل سوخت ساخته شده با پرینت سه بعدی توسط GE | عکس از TCTMagazine

نکته دیگر در استفاده از فناوری پرینت سه بعدی آن است که نباید این فناوری منجر به پیچیده سازی طراحی گردد. با این وجود که فناوری پرینت سه بعدی به شما در طراحی آزادی عمل می‌دهد، نباید از این فناوری جهت طراحی پیچیده، انتزاعی و تخیلی بهره گرفته شود. برای شروع فرایند پرینت سه بعدی، پروژه مناسب، قطعه ایده آل و بهترین طرح تجاری را به کار گیرید.

اخیراً، شرکت Jabil با استفاده از فناوری پیشرفته‌ی پرینت سه بعدی در زمینه‌ی ساخت یک داکت هوای “زیر کابینی” برای کامیون‌ها توانسته به یکی از مشتریان صنعتی خود کمک نماید. این شرکت خواستار تولید در حجم پایین با بهره‌گیری از عامل زیبایی در حد مطلوب بود. موفقیت این پروژه چندان دور از ذهن نبود و به یک پروژه اجرا شده موفق در زمینه پرینت سه بعدی تبدیل شد. به علاوه، با گذشت زمان تمایل به استفاده و تحلیل‌های بیشتر منجر به افزایش این قبیل فرصت‌ها خواهد شد.

پرینت سه بعدی قالب تزریقی برای طراحی پروتوتایپ. بسیار بصرفه‌تر از ماشینکاری | عکس از Engineering.com
پرینت سه بعدی قالب تزریقی برای طراحی پروتوتایپ. بسیار بصرفه‌تر از ماشینکاری | عکس از Engineering.com

گام دوم: تفهیم تأثیر هزینه‌ی واقعی با ایجاد طرح تجاری

ایجاد یک طرح تجاری نیاز به تحلیل اقتصادی نه‌تنها فقط در مورد قیمت هر محصول، بلکه در رابطه با کل هزینه‌های یکپارچه‌سازی پرینت سه بعدی در فرآیند تولید دارد. فضای کاری، ابزارآلات، استهلاک، تعمیرات، بازرسی، بسته‌بندی، ارسال و … همگی از جمله هزینه‌های واقعی هستند. بخش‌های بسیاری را نیز می‌توان به این لیست اضافه کرد که معمولاً برای گروه‌های غیر تولیدی اهمیت چندانی ندارد.

مقایسه با جزئیات بین پرینت سه بعدی و روش‌های تولید سنتی نیاز به تحلیل دقیق جهت تعیین تمامی متغیرها، همانند ارزش ارسال کوتاه‌تر یا موجودی کاهش یافته دارد. برخی از این متغیرها در مرحله تحقیق و توسعه و برخی دیگر در مرحله زنجیره تأمین وجود دارند. بنابراین، بایستی همه جوانب کیفیت، هزینه و ریسک به عنوان اصلی‌ترین مؤلفه‌های تصمیم‌گیری در نظر گرفته شود.

گام سوم: همراه سازی تجارت و زنجیره تأمین در استفاده از فناوری پرینت سه بعدی

اکثر ارائه‌دهندگان راه‌کارهای تولید بین‌المللی، دارای تیم‌های عملیاتی و زنجیره تأمین با کادر مجرب هستند که مسئولیت آن‌ها کاهش ریسک هر مرحله از تولید و چرخه ساخت و تولید است. کیفیت و هزینه دو زمینه مرتبط با ریسک‌های زنجیره تأمین است که زمینه‌های عمیق‌تری نیز می‌تواند در برگیرد. تا جایی که یک پیچ یک سِنتی اگر تک منبعی باشد و از قبل آماده نشده باشد به عنوان بخشی از یک محصول می‌تواند ریسکی در اندازه صدها یا هزاران دلار برای یک شرکت داشته باشد.
چون یافتن منبع ریسک بزرگی است، بنابراین به‌کارگیری فناوری چندگانه پرینت سه بعدی برای کاهش این ریسک بسیار اهمیت دارد. راه‌کار دیگر کاهش ریسک، همکاری با افراد معتمد در حوزه تولید است که دارای تجربه موفق در استفاده از پرینت سه بعدی هستند.

در هر صورت، تیم‌های تجاری و تأمین نیز بایستی از فرصت به وجود آمده برای کاهش ریسک سرمایه و ایجاد مسیری برای افزایش تقاضا بهره گیرند. تعیین دقیق موقعیت این مهره‌های کلیدی برای کسب سود بیشتر در تولید یک محصول با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی بسیار اهمیت دارد. این نتایج مسیر را برای توسعه فراگیر فناوری پرینت سه بعدی در تولید هموار می‌کند.

یک قید (jig) ساخته شده با پرینت سه بعدی برای آزمایش های عملکردی حین تولید | عکس از Engineering.com
یک قید (jig) ساخته شده با پرینت سه بعدی برای آزمایش های عملکردی حین تولید | عکس از Engineering.com

گام چهارم: به‌کارگیری دقت بالا در تولید

برندهای معتبر جهانی از همکاران تولیدی خود خواستار محصولاتی بی نظیر هستند. آنچه بیشتر از همه اهمیت دارد کیفیت است، فرقی نمی‌کند از روش‌های سنتی استفاده شود یا از ساخت افزونی. هزینه‌های ورودی هر تولیدکننده که از فناوری پرینت سه بعدی استفاده می‌کند عبارتند از میزان صحت و اعتبار مواد مصرفی، فرآیندها و ماشین‌ها (MPM) و یکپارچگی کامل زنجیره تأمین.
برای این‌که از کیفیت پایدار قطعات و یکپارچگی مکانیکی در گذر زمان اطمینان حاصل نمایید باید دارای تمرکز هوشیار و دقتِ بالا در تولید باشیم که در واقع تفاوت چندانی نسبت به تولید سنتی ندارد. باید توجه کرد که نرخ صلاحیت تولیدکنندگان می‌تواند بسیار بالا باشد و استانداردهای سخت‌گیرانه و ملزومات حسابرسی را در برگیرد که می‌توان به عنوان مثال به همکاری اخیر شرکت Jabil با تولیدکننده‌ی بزرگ ایمپلنت‌های پزشکی با استانداردهای سخت‌گیرانه اشاره کرد. این استانداردهای سخت‌گیرانه شامل اتاق‌های تمیز برای بازرسی بسته‌ها، کنترل/اطمینان کیفیت، صلاحیت MPM و ایزوله سازی در کنار نظارت کامل حساب‌ها، پس-پردازش، استریلیزاسیون پکیج‌ها و بازیافت است.

حصول اطمینان از میزان تکرار یک روند و به‌کارگیری کامل ماشین‌ها از وظایف مهندسی فرآیندِ پیچیده است که در طراحی برای ساخت افزونی (DFAM یا Design for Additive Manufacturing) عاملی حیاتی است. ابتدا باید شرکت‌ها موارد ایمنی در به کار گیری DFAM را در نظر بگیرند، چرا که تعادلی دقیق بین طراحی در ارزش افزوده و پیچیده سازی طرح وجود دارد که مدل اقتصادی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

گام پنجم: آموزش عوامل و مشارکت آن‌ها

برای قدم گذاشتن در مسیر یکپارچه سازی پرینت سه بعدی، تصویرسازی فرصت‌ها برای مشتریان از طریق نمایش نقاط عطف و به اشتراک‌گذاری موفقیت‌های اولیه امری ضروری است. از طرفی، ارتباط آزاد با اعضای کلیدی فناوری پرینت سه بعدی برای پیشرفت صنعت پرینت سه بعدی بسیار اهمیت دارد.

هدف اصلی شما اشتراک‌گذاری روند پیشرفت و تصویرسازی مفاهیمی است که فردا به عمل تبدیل خواهد شد. دستیابی به مخاطب مطلوب در زمان مناسب ضرورت دارد، برای این منظور باید مهندسین طراحی را در ابتدای فرایند توسعه محصول درگیر سازیم. برای رسیدن به این نقطه، شرکت‌ها باید از درک ارزش پرینت سه بعدی توسط مهندسین طراحی مطمئن شوند که در نتیجه توانایی شناسایی همه روش‌های به‌کارگیری پرینت سه بعدی را داشته باشند.

برخی از این موارد به شرح زیر است:

  • بهبود عملکرد یک محصول، مانند انتقال زیاد گرما از یک موتور
  • استفاده از فرصت‌های هزینه محور با ترکیب چند قطعه و ایجاد یک قطعه واحد. به عنوان مثال ملموس از این نمونه، می‌توان به نازل سوخت ترکیبی ساخته شده با فناوری پرینت سه بعدی از شرکت GE اشاره کرد که حدود 20 قطعه را در یک قطعه ترکیب کرده است.
  • کاهش وزن قطعات و بهینه‌سازی آن‌ها با استفاده از روش‌های طراحی افزودنی. برای مثال برای کم کردن وزن یک ماهواره فضایی
  • کاهش هزینه‌هایی نظیر مواد اولیه و ابزارسازی با طراحی با ساختارها و نمونه‌های اولیه بر اساس همان روش تولید
  • برنامه‌ریزی با سرعت بیشتر که منجر به نمونه‌سازی سریع‌تر جهت ارائه به بازار می‌شود، از طرفی روند توسعه و تأمین با روش مرسوم با تولید تجهیزات و مواد لازم امکان‌پذیر است.
  • مدل‌های تجاری نوین شامل شخصی‌سازی/سفارشی‌سازی، حجم پایین/ترکیب بالا، هزینه در واحد هر محصول کاهش یافته، تولید توزیعی/محل به محل، دوگانه‌های فیزیکی

استفاده از فناوری پرینت سه بعدی برای بسیاری از شرکت‌ها تازه شروع شده است. با داشتن افق عملیاتی و به دنبال یافتن بهترین راه ممکن می‌توان شرکت‌های تازه وارد شده به عرصه فناوری پرینت سه بعدی را بیشتر به استفاده از این فناوری در تولید انبوه ترغیب کرد. اگر از منظر بیل گیتس به قضیه نگاه کنیم، باید آن چیزی که در یک سال قابل انجام است را بیش از حد در نظر بگیریم و آنچه در 10 سال آینده اتفاق می‌افتد را دست کم بگیریم. فناوری پرینت سه بعدی به‌طور حتم تأثیری پایدار بر آینده تولید محصول بر جای خواهد گذاشت، اگرچه ضربان همگام‌سازی همچنان نامشخص است.

مطلب پرینت سه بعدی برای تولید از وبسایت TCTMagazine.com برگرفته شده است.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.