شناخت اقتصاد پرینت سه بعدی
برای شناخت بهتر اقتصاد پرینت سه بعدی ابتدا باید با چند ویژگی شاخص پرینت سه بعدی و تاثبر آن‌ها بر اقتصاد پرینت سه بعدی آشنا شد:
- کاهش مراحل تولید به طراحی،نمونه سازی اولیه و ساخت محصولات بسیار پیچیده و محصولات سفارشی
- سرعت تحویل سریعتر براساس تقاضا و استراتژی تولید غیر متمرکز
- خدمات لجستیک کمتر و محصول ارزانتر(برای مثال کاهش حمل و نقل و کاهش هزینه انبار داری،حذف احتمالی واردات و صادرات به دلیل امکان تولید محلی،کاهش نیاز به تجهیزات جدید،قالبها و تغییر هزینه های کارخانه ها)
- افزایش پایداری و کارآمدی در محصولات از طریق استفاده حداقلی از مواد و انرژی
پیشنهاد می‌دهیم قبل از مطالعه این نوشته، قسمت‌های پیشین آن را مطالعه بفرمایید:
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۱-مقدمه
کالاهای آماده شده بعد از گذراندن چندین مرحله در زنجیره عرضه،معمولا قبل از ارسال به فروشگاه ها یا به صورت مستقیم به مشتریان در انبارها ذخیره شده و بعد از سفارش نهایی تحویل داده میشوند.
در مقابل،پرینت سه بعدی میتواند این پیچیدگی ها را به شدت کاهش دهد،و همچنیت پرینت سه بعدی دارای مزایای بیشتری نسبت به روشهای تولید متعارف است(شکل ۳ را ببینید).از مهمترین توانایی های پرینت سه بعدی میتوان به قابلیت پرینت سه بعدی انواع محصولات از یک پرینتر سه بعدی اشاره کرد.این قابلیت پرینتر سه بعدی می تواند تعداد مراحل زنجیره تولید را کاهش دهد و شرکت ها را قادر میسازد تا براساس تولید بر اساس تقاضا و عدم تمرکز تولید کنند.در نتیجه استفاده از پرینتر سه بعدی منجر به صرفه جویی اقتصادی در هزینه های زنجیره تامین و تولید شود.
شرکت ها همچنین میتواند با استفاده از پرینت سه بعدی ،ضایعات تولید را کاهش دهند،تحقیقی که شرکت ایرباس انجام داده است نشان میدهد که با طراحی مجدد براکت برای پرینتر سه بعدی،این شرکت توانسته میزان انتشار CO2 را تا ۴۰% کاهش دهد و همچنین وزن هواپیما را تا ۱۰ کیلوگرم کاهش دهد.پرینت سه بعدی همچنین باعث کاهش مصرف مواد تا ۲۵% در مقایسه با روشهای سنتی مانند ریخته گری،شده است.(شکل چهارم)
| شکل ۴:چپ-یک براکت با طراحی معمولی،راست-براکت با طراحی بهینه شده برای پرینتر سه بعدی منبع: Eos |
با توجه به این مزایا،شکل ۵ نشان دهنده ی برخی محاسبات اقتصادی پرینت سه بعدی برخی اقلام است که نیاز به سفارشی سازی دارند ،برای مثال سر دوش حمام که نیازمند آگاهی از اندازه لوله است یا به عنوان مثال پایه گوشی های اپل که باید متناسب با اندازه گوشی ساخته شوند.برای این قطعات سفارشی پرینت سه بعدی،بین هشت تا ۸۰ برابر در مقایسه با قیمت خرده فروشی ها،پتانسیل پس انداز دارد.مشتریان و کسب و کارها میتوانند با استفاده از پرینت سه بعدی به صورت قابل توجهی برای پرینت سه بعدی این قطعات صرفه جویی نمایند.
این نشان میدهد که استفاده از پرینت سه بعدی در بخش های مناسب حساس و مهم است.به صورت اختصاصی میتواند ارزش بسیار بالایی در سطوح بالای پیچیدگی داشته باشدو همچنین در سفارشی سازی طراحی و تولید یک محصول و همچنین جایی که نیاز به تولید در ابعاد کوچکتر است.بنابراین لازم است که بفهمیم در چه زمینه ای استفاده از پرینت سه بعدی در مقایسه با روش های تولید سنتی و زنجیره تامین سودمندتر است.
شکل ۵: اقتصاد پرینت سه بعدی:منبع:Joshua Pearce (2013)
پرینترهای سه بعدی چگونه کار میکنند؟
برای اقتصاد پرینت سه بعدی باید ابتدا با نحوه‌ی کارکرد این تکنولوژی به خوبی آشنا شد:
به سادگی،عملکرد یک پرینتر سه بعدی بسیار شبیه به عملکرد یک پرینتر معمولی جوهرافشان است.هر دوی این پرینترها اطلاعات لازم برای پرینت خود را از یک فایل دیجیتالی به دست می آورند،با این تفاوت که پرینتر های جوهرافشان، جوهر را بر روی کاغذ تزریق میکنند در حالی که پرینتر های سه بعدی یک قطعه جامد را به صورت سه بعدی با تزریق مواد میسازند.این همان چیزی است که پرینتر های سه بعدی را از روش های دیگر ساخت متمایز میکند.مواد به صورت لایه به لایه اضافه میشوند و روی یک دیگر قرار میگیرند به جای قالب گیری و یا برش و یا خم کاری مواد.
سه بخش اساسی برای پرینت سه بعدی یک محصول لازم و ضروری است.
-
مدل دیجیتالی
مدل دیجیتالی اطلاعات طراحی دیجیتالی است که برای پرینت سه بعدی یک شی لازم است.مدل دیجیتالی میتواند از ابتدا با استفاده از برنامه های طراحی مانند CAD (طراحی با کامپیوتر)،یا با استفاده از یک اسکنر سه بعدی یک تصویر سه بعدی مجازی از شی مورد نظر برای فعال کردن پرینت سه بعدی و ساخت یک مدل سه بعدی واقعی از یک مدل دیجیتالی ایجاد می شود ،نرم افزار سه بعدی “slices” مدل را به صدها یا هزاران لایه(با توجه به سایز و اندازه و ساختار شی)تقسیم می نماید.
شکل ۶: مراحل پرینت سه بعدی منبع :Flaticon.com
-
مواد مصرفی
موادی که برای ساخت قطعه نهایی استفاده می شوند،امروزه تخمین زده می شود که ۵۲% از شرکت هایی که از پرینتر سه بعدی استفاده میکنند از مواد فلزی، ۳۱% از مواد پلیمری استفاده میکنند،در کنار این دو ماده شرکت های بسیار دیگری نیز در حال استفاده و آزمایش مواد دیگری مانند سرامیک، بتن و حتی غذا هستند.
-
پرینتر سه بعدی
یک سخت افزار برای ایجاد یک قطعه ی واقعی از مدل دیجیتالی و مواد مصرفی است.پرینت های مختلفی با تکلونوژی های متفاوت برای ساخت یک قطعه وجود دارند.انتخاب نوع مناسب وابسته به آنچه که نیاز دارید و یا قیمت تمام شده ی پروژه میباشد.امروزه پرینتر های سه بعدی با کاربردهای صنعتی ممکن است میلیون ها دلار ارزش داشته باشند.ارزانترین پرینتر سه بعدی تولید شده در دنیا،کمتر از ۴۰۰ دلار قیمت دارند.
پرینترهای سه بعدی چه تفاوت هایی دارند؟
واژه ی پرینت سه بعدی ، طیف وسیعی از فن آوری های پرینت سه بعدی را پوشش میدهد که روی کردهای مختلفی دارند،در حال حاظر بیش از ۱۰ نوع تکلونوژی پرینت سه بعدی وجود دارد،اگرچه در بررسی های انجام شده در سال ۲۰۱۶ از بین بیش از ۱۰۰۰ مشترک پرینتر های سه بعدی عمدتا از سه تکلونوژی استفاده میکنند که عبارت است از: SLS (ذوب و جامد کردن لایه ها توسط لیزر)،FDM (پرینت سه بعدی با استفاده از ذوب ترموپلاستیک و تشکیل لایه ها ) و استریولیتوگرافی.
-
Selective laser sintering (SLS)
استفاده از نور لیزر و ذوب کردن و چسبیدن لایه ای مواد پودری و تبدیل به قطعه دلخواه.این تکلونوژی بیشتر در زمینه ی های حرفه ای وصنعتی مورد استفاده قرار میگیرد چرا که قابلیت پرینت سه بعدی مواد فلزی را میدهد.
-
Fused deposition modeling (FDM)
پرینت سه بعدی لایه به لایه FDM بسیار کاربرپسند و مورد استفاده گسترده هستند و یکی از پر مصرفترین پرینترهای سه بعدی برای کاربران اند.پرینترهای سه بعدی FDM با ذوب مواد سخت(معمولا پلاستیک هایی به صورت رول)که پس ازآن که توسط پرینتر ذوب شدند،لایه به لایه بر روی هم قرار گرفته تا قطعه نهایی را تشکیل دهند.
برترین تکلونوژی های پرینت سه بعدی
شکل ۷: برترین تکلونوژی های پرینت سه بعدی منبع: Sculpteo
-
استریولیتوگرافی SLA
با استفاده از یک لیزر متحرک،پرتو لیزر متحرک لایه به لایه رزین مایع را بر اثر تماس با نور لیزر سخت مینماید. استریولیتوگرافی بیشتر برای نمونه سازی سریعتر کاربرد دارد.
اخیرا نوآوری های بسیاری برای این روش ها به وجود آمده اند.اگرچه بسیاری از این پیشرفت ها در زمینه مصرف کنندگان پرینترهای سه بعدی FDM است.این تا حد زیادی مربوط به ثبت اختراعات عمده در سال ۲۰۰۹ در زمینه پرینترهای سه بعدی FDM است(که از سال ۱۹۸۹ توسط مخترعش برگزار میشود).این پیشرفتها نه تنها برای پیشرفت های تکلونوژی و راه حل های بیشتر بلکه برای یک اکوسیستم رقابتی تر به وجود آمده است.
هرچند که اقتصاد پرینت سه بعدی پرینت سه بعدی یک عبارت و مفهوم جدید است، ولی باید توجه داشت که به زودی تاثیری چشم‌گیر بر روندهای موجود زنجیره‌ی تامین و اقتصاد خواهد گذاشت. برای درک یک اقتصاد تکنولوژی نوظهور واجب است که درکی درست از آن داشت. اقتصاد پرینت سه بعدی از این قاعده مستثنی نیست. به همین دلیل هم هست ما قصد داریم طی مجموعه مقالاتی به اقتصاد پرینت سه بعدی و تاثیر آن بر زنجیره‌ی تامین بپردازیم.
منبع: DHL
در ادامه‌ی این نوسته مطالعه بفرمایید:
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۳-عوامل موفقیت پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۴-مزایای کاربردی پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۵-موارد استفاده پرینترهای سه بعدی
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۶-نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
