فرآیندهای چاپ سه‌بعدی چیست؟

چاپ سه‌بعدی چیست؟ به زبان ساده، چاپ سه‌بعدی یک تکنیک تولیدی است که به طور فزاینده‌ای برای ساخت نمونه‌های اولیه، مدل‌های مفهومی و محصولات نهایی استفاده می‌شود. امروزه شرکت‌ها شروع به پیاده‌سازی چاپ سه‌بعدی در مراحل مختلف فرآیندهای تولید خود کرده‌اند و از این فناوری برای بازنگری استراتژی‌های تجاری خود به منظور حفظ رقابت استفاده می‌کنند.

اما این فناوری دقیقاً چگونه کار می‌کند؟ چاپ سه‌بعدی یک تکنیک است که اشیاء را لایه به لایه با استفاده از یک فایل سه‌بعدی می‌سازد و به شرکت‌ها اجازه می‌دهد نسخه دیجیتال یک شیء را به نسخه فیزیکی تبدیل کنند.

برای ایجاد بهترین قطعه ممکن، باید مشخص کنید که از کدام فرآیند چاپ سه‌بعدی می‌خواهید استفاده کنید. درک فرآیندهای مختلف چاپ سه‌بعدی برای ایجاد یک پروژه موفق ضروری است. بیایید نگاهی دقیق‌تر به هفت نوع تولید افزایشی بیندازیم.

سایت سرزمین دی‌ تی‌ اس با ارائه خدمات پرینت سه بعدی با رزین و پرینت سه بعدی پروجت امکان تبدیل ایده‌ها و طراحی‌های دیجیتال شما به محصولات فیزیکی با کیفیت بالا و جزئیات دقیق را فراهم می‌کند.

هفت نوع تولید افزایشی (Additive Manufacturing) چیست؟

فتوپلیمریزاسیون VAT

فتوپلیمریزاسیون VAT یک روش تولید افزایشی است که از یک مخزن رزین فوتوپلیمر مایع استفاده می‌کند. در این فرآیند، یک پلتفرم ساخت به سمت پایین حرکت می‌کند و یک پرتو لیزر، شکلی را درون رزین ترسیم می‌کند و یک لایه ایجاد می‌شود. پس از ساخت هر لایه رزین، این لایه باید با استفاده از نور ماوراءبنفش (UV) سخت شود. آینه‌های کنترل‌شده توسط موتور برای هدایت نور UV روی سطح رزین استفاده می‌شوند که باعث سخت شدن رزین می‌شود.

ویژگی‌ها

• این روش برای تولید قطعاتی با دقت و جزئیات بسیار بالا ایده‌آل است.

معایب

• این روش فاقد پشتیبانی ساختاری است که در سایر روش‌های تولید افزایشی وجود دارد.
• قطعات تولیدشده با این روش برای استفاده در فضای باز مناسب نیستند، زیرا رنگ و خواص مکانیکی آن‌ها ممکن است در معرض نور UV خورشید تخریب شوند.
• ساختارهای پشتیبانی موردنیاز ممکن است علامت‌هایی روی قطعات ایجاد کنند که نیاز به حذف در مرحله پس‌پردازش دارند.

پیشرفته‌ترین فناوری‌های چاپ سه‌بعدی فتوپلیمریزاسیون VAT شامل موارد زیر است:

استریولیتوگرافی (SLA)

این فرآیند از یک مخزن حاوی رزین فوتوپلیمر مایع استفاده می‌کند که می‌تواند به پلاستیک سخت تبدیل شود. صفحه ساخت به صورت تدریجی حرکت کرده و رزین مایع در معرض نور قرار می‌گیرد. لیزر UV مقاطع مدل را لایه به لایه ترسیم می‌کند. این فرآیند تا زمانی که مدل سه‌بعدی کامل شود، تکرار می‌شود.

پردازش نور دیجیتال (DLP)

در این روش، رزین مایع در یک مخزن یا تانک قرار دارد و در برابر یک صفحه ساخت سخت می‌شود. صفحه ساخت به آرامی از مخزن بالا می‌آید و قطعه به صورت لایه به لایه شکل می‌گیرد. منبع نور در پرینترهای سه‌بعدی DLP، یک پروژکتور نور دیجیتال است. دستگاه DMD (Digital Micromirror Device) که شامل هزاران میکرو آینه درون یک ماتریس تراشه نیمه‌هادی است، برای هدایت پرتو نور استفاده می‌شود.

تولید پیوسته سطح مایع (CLIP) توسط Carbon

این فرآیند شباهت زیادی به اکستروژن لایه‌به‌لایه در اکثر فرآیندهای چاپ سه‌بعدی دارد. پرینتر CLIP از رزین حساس به نور، پروژکتور UV و اکسیژن برای سخت کردن ماده رزین استفاده می‌کند. صفحه ساخت کمی درون مخزن رزین فرو رفته و به آرامی بالا می‌آید. رزین در معرض نور UV سخت می‌شود، در حالی که اکسیژن این فرآیند را مهار می‌کند. در حین ساخت قطعه، نور UV و اکسیژن به طور مداوم شکل محصول را تنظیم می‌کنند تا قطعه به تدریج از مخزن خارج شود.

چاپ پلیمری با نور روز (DPP) توسط Photocentric

فناوری Photocentric به نام چاپ پلیمری با نور روز (DPP) شناخته می‌شود. در این روش، برخلاف لیزر UV با شدت بالا یا پروژکتور نور مورد استفاده در روش‌های SLA/DLP، از یک منبع نور کم‌انرژی برای پلیمریزه کردن رزین‌های مایع استفاده می‌شود.

جتینگ مواد (Material Jetting)

جتینگ مواد فرایندی است که در آن ماده به صورت قطره‌هایی روی یک سطح رسوب داده می‌شود. این فرایند مشابه چاپگر جوهرافشان معمولی است، اما به صورت لایه به لایه روی یک سکوی ساخت اعمال شده و سپس با نور UV سخت می‌شود.

این روش می‌تواند با مواد مختلفی از جمله پلیمرها و موم‌ها انجام شود. جتینگ مواد یک نوع تولید افزایشی بسیار دقیق است که امکان استفاده از چندین ماده در یک پروژه را فراهم می‌کند و معمولاً برای مدل‌های واقع‌گرایانه و نمونه‌سازی اولیه استفاده می‌شود.

از آنجا که مواد به صورت قطره‌ای اعمال می‌شوند، بهترین مواد برای این فرایند پلیمرها و موم‌ها هستند، زیرا توانایی تشکیل قطره را دارند.

فناوری‌های چاپ سه‌بعدی مبتنی بر جتینگ مواد شامل موارد زیر است:

چاپ سه‌بعدی پلی‌جت (Polyjet 3D Printing): فناوری پلی‌جت اساساً یک فرایند چاپ سه‌بعدی است که قطعات را با پاشش هزاران قطره فوتوپلیمر روی یک سینی ساخت ایجاد می‌کند و سپس با نور UV آن‌ها را سخت می‌نماید. پس از تکمیل فرایند فوتوپلیمریزاسیون، قطعات تحت فشار آب داغ برای حذف مایع اضافی و تکیه‌گاه‌ها قرار می‌گیرند. این روش یکی از سریع‌ترین و دقیق‌ترین فرایندهای موجود در حال حاضر است.

بایندر جتینگ (Binder Jetting)

بایندر جتینگ یک روش ساخت افزودنی است که قطعات را لایه به لایه با استفاده از ماده پایه پودری و یک چسب مایع ایجاد می کند. در محفظه ساخت، پودر به طور مساوی در لایه ها پخش می شود و چسب برای چسباندن ذرات پودر به شکل مطابق مدل سه بعدی شما اعمال می شود.

هنگامی که فرآیند چاپ کامل شد، جعبه ساخت از چاپگر خارج می شود و برای پخت در کوره قرار می گیرد. در نهایت، قطعه با دقت از جعبه ساخت خارج می شود و پودر اضافی با برس و دمنده هوا پاک می شود.

اکستروژن مواد (Material Extrusion)

مدل‌سازی با رسوب فیوزی (Fuse Deposition Modeling – FDM) فرایندی است که در آن لایه‌ها با استفاده از فیلامنت‌های FDM اضافه می‌شوند. این روش یکی از محبوب‌ترین روش‌های تولید افزایشی است. در این فرایند، فیلامنت از طریق یک نازل عبور می‌کند که در طول فرایند FDM ذوب می‌شود. همزمان، ماده به صورت ساختاریافته به صورت لایه به لایه روی یک سکوی ساخت رسوب داده می‌شود تا زمانی که شیء به طور کامل ساخته شود.

نازل به صورت افقی حرکت می‌کند، در حالی که سکوی ساخت پس از هر لایه به صورت عمودی بالا و پایین می‌رود. این تکنیک در بسیاری از چاپگرهای سه‌بعدی ارزان‌قیمت، خانگی و مخصوص علاقه‌مندان نیز یافت می‌شود. FDM معمولاً توسط شرکت‌ها برای ساخت نمونه‌های اولیه استفاده می‌شود و از مواد پلاستیکی و فلزی بهره می‌گیرد.

مدل‌سازی با رسوب ذوب‌شده (FDM) فرایندی است که در آن لایه‌ها با استفاده از فیلامنت‌های FDM اضافه می‌شوند. یکی از محبوب‌ترین روش‌های تولید افزایشی، فیلامنت از یک نازل عبور می‌کند که در حین فرایند FDM ذوب می‌شود. در همین حین، فیلامنت به‌طور تدریجی و ساختارمند روی سکوی ساخت لایه به لایه رسوب می‌کند تا زمانی که یک شیء کامل شود. نازل به صورت افقی حرکت می‌کند و سکوی ساخت پس از هر لایه به طور عمودی بالا و پایین می‌رود. این تکنیک در بسیاری از چاپگرهای سه‌بعدی ارزان قیمت، خانگی و به سبک سرگرمی نیز قابل مشاهده است. FDM اغلب برای ساخت نمونه‌های اولیه توسط شرکت‌ها استفاده می‌شود و از مواد پلاستیکی و فلزی بهره می‌برد.

فرآیند همجوشی بر بستر پودر (Powder Bed Fusion)

فرآیند همجوشی بر بستر پودر (PBF) از یک منبع گرما، عمدتاً لیزر یا پرتو الکترونی، برای ذوب ذرات پودر لایه به لایه استفاده می‌کند تا یک قطعه جامد ایجاد شود. این تکنیک قطعاتی با دقت بالا تولید می‌کند و امکان ساخت قطعات با هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌آورد. تولیدکنندگان می‌توانند از این روش بهره‌برداری زیادی داشته باشند، زیرا PBF چندین فناوری و ماده قابل استفاده دارد که آزادی طراحی قابل توجهی را ایجاد می‌کند. این روش تولید صنعتی برای نمونه‌سازی و تولید قطعات نهایی بسیار مناسب است.

روش‌های مختلف همجوشی بر بستر پودر عبارتند از:

• تف جوشی لیزری انتخابی (SLS): در این روش، از لیزر برای پخت لایه به لایه مواد پودری برای ایجاد یک ساختار جامد استفاده می کند. محصول نهایی که در پودر ریز قرار دارد، سپس با برس‌ها و هوای فشرده تمیز می‌شود. مواد اصلی مورد استفاده در فرآیند چاپ سه‌بعدی SLS شامل پلی‌ آمید (نایلون‌ها)، PA12 Grey Glass (ترکیبی از پودر آلومینیوم خاکستری و پلی‌آمید) و مواد شبیه به لاستیک است. نایلون‌ها محکم و بادوام هستند اما انعطاف‌پذیری دارند که آن‌ها را برای استفاده در اتصالات سریع، براکت‌ها، گیره‌ها و ویژگی‌های فنری عالی می‌سازد.
• ذوب لیزری انتخابی (SLM): که به آن تف جوشی لیزری مستقیم فلزات (DMLS) نیز گفته می‌شود، روش‌های تولید افزایشی هستند که قطعات فلزی تولید می‌کنند. این روش‌ها قطعات را به صورت افزایشی (لایه به لایه) با سینتر کردن ذرات پودر فلزی ریز برای ذوب کردن آن‌ها به هم ایجاد می‌کنند. مانند SLS، قطعه فلزی لایه به لایه و مطابق با مدل سه‌بعدی وارد شده به چاپگر ایجاد می‌شود. تفاوت عمده در دمای سینتر کردن است.

فرآیندهای DMLS و SLM فناوری‌های عالی برای کسانی هستند که نیاز به تولید قطعات فلزی برای نمونه‌سازی یا تولید کم‌حجم دارند. این روش همچنین امکان ایجاد طراحی‌های پیچیده و دقیق را فراهم می‌آورد. چاپ فلز یک راه‌حل عالی برای تولید در صنایع خودروسازی، هوافضا یا هر صنعتی است که به دنبال قطعات با ویژگی‌های مکانیکی بالا و استحکام بسیار زیاد می‌باشد.

• ذوب پرتو الکترونی (Electron Beam Melting – EBM): ذوب پرتو الکترونی (EBM) از یک پرتو الکترونی با انرژی بالا برای ایجاد جوش استفاده می‌کند و در نتیجه تنش‌های باقی‌مانده کمتری ایجاد می‌شود که منجر به کاهش انحنا می‌شود. این روش انرژی کمتری مصرف می‌کند و می‌تواند لایه‌ها را سریع‌تر از تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) تولید کند. EBM در صنایعی مانند هوافضا و دفاع، موتوراسپرت و پروتزهای پزشکی کاربرد دارد.
• مولتی جت فیوژن (Multi Jet Fusion – MJF): در فناوری مولتی جت فیوژن (MJF) که توسط شرکت HP توسعه یافته است، یک عامل جوش‌دهنده روی لایه‌ای از مواد اعمال می‌شود تا ذرات به هم متصل شوند. سپس یک عامل جزئیات‌دهنده اعمال می‌شود تا فرایند جوش‌دهی اصلاح شده و جزئیات دقیق و سطوح صاف ایجاد شود. در نهایت، این ناحیه در معرض انرژی قرار می‌گیرد تا واکنش‌هایی بین عوامل و مواد ایجاد شود و قطعه شکل بگیرد. در این روش از لیزر استفاده نمی‌شود.

پس از تکمیل این فرایند، قطعه به آرامی از چاپگر خارج شده و پودرهای اضافی با استفاده از هوا و برس‌ها به طور ایمن حذف می‌شوند.

لمینیت ورقه‌ای (Sheet Lamination)

لمینیت ورقه‌ای فرایندی است که در آن یک قطعه سه‌بعدی با انباشتن لایه‌به‌لایه ورقه‌های نازک مواد ساخته می‌شود. این ورقه‌ها معمولاً توسط سیستمی از غلتک‌های تغذیه تأمین می‌شوند و از طریق چسباندن، جوشکاری فراصوتی یا لحیم‌کاری به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک قطعه یکپارچه تشکیل دهند. سپس این قطعه با استفاده از لیزر یا ماشین‌کاری CNC برش داده می‌شود تا قطعه سه‌بعدی چاپ‌شده آشکار شود.

رسوب مستقیم انرژی (Direct Energy Deposition – DED)

رسوب مستقیم انرژی یک فرایند تولید افزایشی است که شامل یک نازل نصب‌شده روی یک بازوی چندمحوره است. این بازو می‌تواند در چندین جهت حرکت کند و به محور خاصی محدود نیست. نازل ماده مذاب را روی سطح مشخصی رسوب می‌دهد، که سپس سخت می‌شود. این فرایند معمولاً برای فلزات به‌کار می‌رود که به صورت پودر یا سیم تغذیه می‌شوند.

تنوع و انتخاب مواد در چاپ سه‌بعدی

با تولید افزایشی، گزینه‌های زیادی برای مواد چاپ سه‌بعدی وجود دارد، از پلاستیک و رزین گرفته تا فلز. در هر دسته کلی از این مواد، طیف وسیعی از انواع مختلف با ویژگی‌های فنی متفاوت موجود است. با یادگیری هفت نوع فرآیند چاپ سه‌بعدی، شناسایی مواد و فرآیندی که بهترین تطابق را با پروژه‌های چاپ سه‌بعدی شما دارند، آسان‌تر می‌شود.

در طول سال‌ها، تولید افزایشی پیشرفت کرده و امکان ساخت قطعات برای صنایع پیشرفته را با استفاده از مواد پیشرفته فراهم کرده است. این مواد شامل موادی با مقاومت و استحکام بسیار بالا یا پلاستیک‌های حرفه‌ای و انعطاف‌پذیر هستند. همچنین، این فناوری به ابزاری برای تولید پایدارتر با استفاده از مواد زیست‌پایه تبدیل شده است، مانند سری مواد نایلون PA11. شرکت‌های BASF و Sculpteo با ترکیب توانایی‌های خود، مجموعه‌ای از مواد زیست‌پایه با عملکرد مکانیکی بالا ارائه داده‌اند که نیازهای شما را برآورده کرده و پایداری را حفظ می‌کنند.

نمونه‌هایی از این مواد عبارتند از:

• Ultrasint PA11 و MJF PA11: این مواد زیست‌پایه برای ایجاد قطعات بادوام که می‌توانند بارهای مکانیکی و تنش‌های بالا را تحمل کنند، ایده‌آل هستند. این مواد نایلونی برای لولاهای زنده، قطعات با مقاومت بالا در برابر ضربه و کاربردهایی که نیاز به تاییدیه تماس با پوست دارند، فرصت‌های بزرگی را برای صنایع پزشکی و خودروسازی فراهم می‌کنند.
• Ultrasint PA11 CF: ماده‌ای تقویت‌شده با الیاف کربن که عملکرد مکانیکی پیشرفته‌ای برای قطعاتی که نیاز به استحکام و سختی دارند، فراهم می‌کند. اگر پروژه شما نیاز به نسبت بالای استحکام به وزن و مقاومت بالا در برابر ضربه دارد، این ماده می‌تواند راه‌حل مناسبی باشد.
• Ultrasint PA11 ESD: یک ماده پودری زیست‌پایه با خواص تخلیه الکترواستاتیک برای افزایش ایمنی فرآیند در کاربردهای پیشرفته. این ماده به‌ویژه برای بخش الکترونیک به دلیل عملکرد مکانیکی بالا، امکانات جدیدی را فراهم می‌کند.

سایر مواد با عملکرد بالا:

• MJF PA12: این ماده از پودر پلی‌آمید ریز ساخته می‌شود و دارای خاصیت انعطاف‌پذیری خوب و مقاومت بالا در برابر ضربه است. همچنین در برابر مواد شیمیایی مختلف مانند هیدروکربن‌ها، آلدهیدها، کتون‌ها، بازها و نمک‌های معدنی، الکل‌ها، سوخت‌ها، مواد شوینده، روغن‌ها و چربی‌ها مقاوم است. این ماده برای توسعه محصولات، نمونه‌سازی سریع و حتی فرآیند تولید جایگزین مناسبی برای تزریق پلاستیک است.
• رزین نمونه‌سازی (Prototyping Resin): این رزین با فرآیند استریولیتوگرافی (SLA) چاپ می‌شود و برای توسعه نمونه‌های اولیه بسیار مناسب است. این رزین امکان ایجاد قطعات بسیار دقیق و نمونه‌های اولیه غیرعملکردی را فراهم می‌کند. از آنجا که این ماده فوتوپلیمر به نور UV حساس است، محصولات چاپ‌شده با آن ممکن است در برابر نور خورشید تغییر شکل و رنگ دهند. قبل از ارسال قطعه برای چاپ، حتماً دستورالعمل‌ها و مشخصات فنی طراحی را بررسی کنید.
• Ultrafuse Stainless Steel 316L: یک فیلامنت فلزی صنعتی جدید برای استفاده‌های حرفه‌ای است. این ماده که توسط BASF تولید شده است، از 90% فولاد ضدزنگ و 10% بایندر پلیمری تشکیل شده و می‌تواند در هر چاپگر FDM/FFF استفاده شود. این ماده به دلیل ویژگی‌های مکانیکی چشمگیر و هزینه تولید پایین، یک فلز مقرون‌به‌صرفه برای چاپ سه‌بعدی محسوب می‌شود.
• Ultrasint TPU88A و TPU01: گزینه‌ای عالی برای قطعاتی که نیاز به انعطاف‌پذیری و مقاومت دارند. این مواد لاستیکی با انعطاف‌پذیری خوب و پایداری بالا در برابر UV، مزایای زیادی برای پروژه‌هایی که به مواد الاستومری نیاز دارند، ارائه می‌دهند.

مزایا و ارزش‌ها

چرا بسیاری از کسب‌ و کارها برای نیازهای تولید خود به چاپ سه‌بعدی روی آورده‌اند؟ بیایید برخی از مزایا و ارزش‌هایی که تولید افزایشی می‌تواند برای افراد و کسب‌ و کارها ایجاد کند را بررسی کنیم.

نمونه‌سازی سریع (Rapid Prototyping)

تولید افزایشی به‌عنوان یک تکنیک کارآمد برای نمونه‌سازی شناخته می‌شود زیرا در مقایسه با روش‌های سنتی تولید، سریع‌تر می‌تواند یک مفهوم اولیه یا نمونه اولیه ایجاد کند. این امکان را فراهم می‌کند که تغییرات به‌سرعت انجام شوند، زیرا شما با نسخه دیجیتالی یک قطعه کار می‌کنید و می‌توانید تغییرات را مستقیماً در فایل سه‌ بعدی خود در نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی اعمال کرده و سپس نسخه جدیدی چاپ کنید تا ببینید آیا نتایج با نیازهای شما مطابقت دارند یا خیر.

ساخت نسخه جدید تقریباً هیچ زمانی نمی‌برد، به شما این امکان را می‌دهد که نمونه‌های اولیه را به‌سرعت تولید کنید.

علاوه بر این، این فرایند ارزان‌تر از تولید سنتی است زیرا هزینه‌ها با چاپ و آزمایش مجدد نمونه‌های اولیه افزایش نمی‌یابند.

سفارشی‌سازی انبوه (Mass-Customization)

این به ما این امکان را می‌دهد که بدون هزینه‌های بالا، سفارشی‌سازی انبوه انجام دهیم؛ با چاپ سه‌بعدی، این امکان وجود دارد که با هزینه‌ای مقرون به صرفه و قابل تطبیق با نیازهای مشتریان خود، سفارشی‌سازی انجام دهید. در حالی که استفاده از روش‌های تولید سنتی سفارشی‌سازی را گران، منحصر به فرد، وقت‌گیر و معمولاً محدود به محصولات خاص می‌کند، انعطاف‌پذیری تولید افزایشی امکان سفارشی‌سازی در مقیاس بزرگ را فراهم می‌کند!

طراحی پیچیده/ طراحی برای تولید افزایشی (Complex Design/ Design for Additive Manufacturing – DfAM)

طراحی برای تولید افزایشی (DfAM) امکان نوآوری را با بازاندیشی و خلق قطعات، بهینه‌سازی و بهبود آن‌ها بدون محدودیت‌های تولیدی روش‌های سنتی فراهم می‌کند. این رویکرد همچنین امکان ساخت قطعات پیچیده را می‌دهد که به‌راحتی تولید شده و خواص مکانیکی بالای خود را حفظ می‌کنند.

بنابراین، DfAM چه مزایایی برای شما دارد:

• مونتاژ یکپارچه (Integrated assembly): ویژگی‌ها را مستقیماً در ساختار محصول خود ادغام کنید تا محصولی با کارایی بالا داشته باشید و در فرآیند مونتاژ زمان صرفه‌جویی کنید.
• ساختارهای شبکه‌ای (Lattice structures): محصولات خود را با استفاده از ساختارهای نوآورانه تقویت و سبک کنید. ساختارهای شبکه‌ای خواص مکانیکی با استحکام بالا و جرم کم و همچنین چندمنظوره بودن دارند که می‌تواند برای صنایع هوافضا، رباتیک یا پهپادها به‌ویژه نوآورانه باشد.
• مکانیزم‌های تطبیق‌پذیر (Compliant mechanisms): چاپ سه‌بعدی مکانیزم‌های تطبیق‌پذیر را با راه‌حل‌های طراحی جدید مانند قطعات قفل‌شونده بهبود می‌بخشد. اما مهم‌تر از همه، شما می‌توانید مکانیزمی طراحی کنید که به‌طور کامل در یک قطعه ۳D چاپ شود.
• بهینه‌سازی توپولوژیکی (Topological optimization): با استفاده از این روش ریاضی، توزیع مواد محصول خود را مطابق با محدودیت‌های داده‌شده بهینه‌سازی کرده و عملکرد قطعات خود را به حداکثر برسانید. با بهینه‌سازی توپولوژیکی، می‌توانید بهترین نسخه از قطعه خود را ایجاد کنید!

موجودی دیجیتال (Digital Inventory)

تولید افزایشی به کسب‌ و کارها کمک می‌کند زنجیره تأمین و موجودی خود را بازنگری کنند و سازگاری بیشتری به استراتژی‌های کسب‌ و کارشان اضافه کنند. به جای ذخیره قطعاتی که، همان‌طور که قبلاً ذکر شد، فضای زیادی در انبار اشغال می‌کنند، چاپ سه‌بعدی این امکان را فراهم می‌کند که قطعات را تنها در زمان نیاز تولید کنید و تولید را دیجیتالی کرده و فایل‌های سه‌بعدی را ذخیره کنید.

موجودی دیجیتال اکنون به شما این امکان را می‌دهد که دقیقاً به تعداد موردنیاز هر مشتری و در زمان موردنیاز قطعات را تولید کنید. برای آشنایی بیشتر با مزایا و فواید این فناوری، مقاله ما با عنوان «مزایای چاپ سه‌ بعدی چیست؟» را مطالعه کنید.

صنایع کنونی بهره‌مند از تولید افزایشی (AM)

پزشکی

صنعت پزشکی از اولین پذیرندگان چاپ سه‌بعدی بوده و بخشی با پتانسیل رشد بسیار زیاد است. بزرگ‌ترین مزیت تولید افزایشی برای این بخش، قابلیت سفارشی‌سازی و شخصی‌سازی است که فناوری‌های AM ارائه می‌دهند و توانایی بهبود چشمگیر زندگی افراد از نظر مالی و جسمی با پیشرفت فناوری و توسعه مواد مطابق با استانداردهای پزشکی است.

علاوه بر این، فناوری‌های چاپ سه‌بعدی در انواع کاربردها در صنایع پزشکی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند ریخته‌گری‌های فلزی برای تاج‌های دندانی و ترازکننده‌های دندانی و قالب‌های واقعی از ساختارهای استخوانی بیماران برای جراحی‌های خاص که به جراحان در کارشان کمک می‌کند.

مزیت دیگر، توانایی تولید مستقیم اقلام آماده، مانند جایگزین‌های لگن و زانو، محصولات خاص بیمار، مانند سمعک‌ها، کفی‌های طبی برای کفش، پروتزهای شخصی‌سازی‌شده، و ایمپلنت‌های سفارشی برای بیماران با بیماری‌های بسیار خاص است.

صنعت خودرو

یکی دیگر از پذیرندگان اولیه چاپ سه‌بعدی برای استفاده در نمونه‌سازی سریع، صنعت خودرو بود. در حال حاضر، تولید افزایشی (AM) فراتر از نمونه‌سازی سریع، برای توسعه و تطبیق فرآیند تولید در این صنعت به کار گرفته می‌شود. این فناوری به کسب‌ و کارها کمک می‌کند تا به سرعت به تغییرات تقاضای مشتریان پاسخ دهند و از مزایای مواد بهبود یافته با خواص مکانیکی بالا برای کاربردهای خودرویی بهره‌مند شوند.

بسیاری از شرکت‌های خودروسازی اکنون به پتانسیل چاپ سه‌بعدی برای تولید قطعات یدکی و جایگزین به‌صورت سفارشی و در زمان نیاز نگاه می‌کنند، به‌جای نگهداری موجودی‌های بزرگ یا مواجه شدن با منسوخ شدن قطعات.

پهپاد

یکی از جذابیت‌های اصلی صنعت پهپاد به چاپ سه‌بعدی، توانایی ایجاد پهپادهایی سبک‌تر، قوی‌تر و با عملکرد بهتر است که نیاز به مونتاژ کمتر و قطعات کمتری دارند. با تولید افزایشی (AM)، امکان ایجاد اتصالات سفارشی و ساختارهای شبکه‌ای برای کاهش وزن قطعات پهپاد فراهم می‌شود.

چاپ سه‌بعدی به راه‌حلی ایده‌آل برای صنعت پهپاد تبدیل شده است تا تکرارهای طراحی را ایجاد کرده و محصولات را مطابق با نیازهای مشتریان تطبیق دهد.

صنعت هوافضا (Aerospace)

یکی دیگر از پذیرندگان اولیه چاپ سه‌بعدی، صنعت هوافضا بود. از اولین کاربردهای آن در توسعه محصول و نمونه‌سازی اولیه، با همکاری مؤسسات آکادمیک و تحقیقاتی، برای گسترش مرزهای فناوری تولید افزایشی (AM) در کاربردهای تولیدی استفاده شد. به دلیل ماهیت حساس توسعه هواپیما، تحقیق و توسعه (R&D) در این صنعت بسیار چالش‌برانگیز و دشوار است، زیرا استانداردها بسیار حیاتی هستند و فناوری‌های چاپ سه‌بعدی را به چالش می‌کشند.

خوشبختانه، توسعه فرآیندها و مواد در صنعت هوافضا پیشرفت کرده است و برخی از قطعات غیرحیاتی هم‌اکنون در هواپیماها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

صنعت لوکس (Luxury)

بزرگ‌ترین انگیزه برای استفاده از تولید افزایشی در صنعت لوکس، توانایی ارائه حس انحصار و تجمل به مشتریان است که تنها با سفارشی‌سازی امکان‌پذیر است، بدون آنکه هزینه‌ها بسیار بالا باشند. به عنوان تازه‌واردی در صنعت چاپ سه‌بعدی، امکانات بی‌پایان هستند؛ برندهای برتر لوکس می‌توانند لوازم جانبی، عینک، کفش، قالب‌سازی، و ساختارهای داخلی برای کیف‌های دستی و مبلمان ایجاد کنند.

تولید افزایشی پیشنهادات زیادی برای این بخش دارد؛ چاپ سه‌بعدی فرآیند طراحی را تسریع می‌کند، زمان ورود به بازار را کاهش می‌دهد، و تولید سفارشی و با کیفیت بالا را ممکن می‌سازد. مطمئن باشید که برندهای لوکس برتر به زودی از AM برای نمونه‌سازی، تولید سری‌های کوچک و تولید انبوه استفاده خواهند کرد.

رباتیک

صنعت رباتیک کاربردهای زیادی برای چاپ سه‌بعدی پیدا کرده است، که امکان تولید قطعات منحصربه‌فرد را فراهم می‌کند، در حالی که همچنان استانداردهای سختگیرانه و کیفیت بالای مورد انتظار را رعایت می‌کند. از ربات‌های آموزشی گرفته تا ابزارآلات خطوط مونتاژ و بازوهای رباتیک، تولید افزایشی به یک تحول بزرگ در این صنعت تبدیل شده است.

از آنجایی که پروژه‌های رباتیک شامل صدها یا هزاران قطعه است که باید با دقت با یکدیگر کار کنند، چاپ سه‌بعدی راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و تولید در لحظه را برای این صنعت فراهم می‌کند. به عنوان مثال، می‌توانید با چاپ سه‌بعدی سطح جدیدی از پیشرفت را برای گیره‌های رباتیک خود به ارمغان بیاورید.