مثالهایی از مزایای کاربردی پرینت سه بعدی
در این فصل،مثالهایی از نحوه استفاده ی شرکت ها در صنایع گوناگون که در حال استفاده پرینتر سه بعدی و مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در صنایع مختلف را بررسی میکنیم.امروزه با وجود پرینتر سه بعدی این امر امکان پذیر است و نشان میدهد که چگونه این کاربردها در آینده میتوانند گسترش یابند. ما همچنین نشان میدهیم که چگونه مدل های جدید کسب و کار ممکن است در آینده به وجود آیند و یا ایجاد پیشرفت هایی که در آینده در کاربردهای پرینت سه بعدی به وجود می آید.این بررسی به ما کمک میکند تا اثرات مخرب و مضرات پرینت سه بعدی و هم چنین فرصت ها و موقعیت هایی را پرینت سه بعدی فراهم میکند در زنجیره های تولید و عرضه ی آینده بررسی کنیم.
پیشنهاد میدهیم قبل از مطالعه این نوشته، قسمت‌های پیشین آن را مطالعه بفرمایید:
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۱-مقدمه
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۲-اقتصاد پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۳-عوامل موفقیت پرینت سه بعدی
شکل ۱۴:کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش منبع: Mattel
تولید وساخت سفارشی‌سازی از دیگر مزایای کاربردی پرینت سه بعدی
مصرف کنندگان پرینت سه بعدی بیشتر علاقه مند به ایجاد ابزارها و ترفندها جدید دارند اما امروزه شناخت خوبی از مزایای کاربردی پرینت سه بعدی به وجود آمده است.این موضوع را میتوان ناشی از رشد فرهنگ خود دانست که تمایز بین تولید کننده و مصرف کننده را از بین می برد. این امر باعث ایجاد تفکر “تولید کننده باش”(خودت انجام بده)،می باشد.که باعث میشود تفاوت های تولید کننده و مصرف کننده را از بین ببرد.استفاده از پرینت سه بعدی میتواند مصرف کنندگان را برای طراحی و تولیدات محصولات خود برای پاسخ به سلایق و نیازهای فردی پشتیبانی نماید.
یکی از زمینه هایی که در آن فعالیت های گسترده ای در استفاده ازمزایای کاربردی پرینت سه بعدی وجود دارد،بخش توسعه ی آموزشی و فعالیت های آموزشی است.پرینت سه بعدی در بسیاری از مدارس و خانه ها مورد استفاده مصرف کنندگان قرار میگیرد تا با استفاده از آن به تعلیم و تربیت دانش آموزان می پردازد.برای درک و استفاده از خلاقیت کودکان ،غول اسباب بازی سازی ، Mattel،با همکاری با اتودسک(یک شرکت رایانه ای آمریکایی)،یک مجموعه با نام ThingMaker، راه اندازی کرده است.برنامه طراحی ThingMaker، به کودکان اجازه میدهد که اسباب بازی های خودشان را طراحی کنند و میتوانند اسباب بازی های بزرگتر را تولید کنند.مدل های سه بعدی میتوانند از طریق یک تبلت یا گوشی هوشمند به صورت اتصال بی سیم به پرینتر سه بعدی منتقل شوند.
علاوه بر این کاربرد پرینت سه بعدی و افزایش خلاقیت در کودکان،مزایای کاربردی پرینت سه بعدی گستردگی یبشتری نیز دارد،که قابلیت انجام آن ها با پرینترهای سه بعدی وجود دارند.برای مثال ،افرادی که میخواهند از طریق طراحی مد و یا طلا و جواهر در کارهای خود خلاقیت ایجاد کنند،می توانند از پرینت سه بعدی برای ایجاد طراحی های خلاقانه استفاده کنند.
یک استارت آپ در زمینه ی تولید سمعکهای(هدست) معمولی برای گوش های متفاوت فعالیت میکند.این شرکت با آنالیز و تحلیل تصاویر گوش هر شخص ،هدست هایی سفارشی متناسب با ابعاد گوش هر فرد برای مشتریان پرینت سه بعدی میکند.
پرینت سه بعدی حرفه ای و سفارشی برای مراقبت های درمانی
پرینت سه بعدی هم چنین در حال استفاده گسترده در زمینه های مراقبت های درمانی و بهداشتی فردی و برای ارتقای کیفیت خدمات درمانی نیز می باشد.و هم چنین پروتزهای متحرک نشان دهنده ی از تجهیزات پیشرفته پرینت سه بعدی است.در کنار این محصولات جدید،فرآیندهای تولید جدید،تغییرات اساسی در صنایع ارتودنسی در دندان پزشکی ایجاد کرده است.در ارتودنسی به خصوص در پروتزهای دندانی روش های جدید و مشابهی به وجود آمده است.اسکنرهای سه بعدی یک مدل سه بعدی از دندان های شخص ایجاد میکند و یک جایگزین برای تاج دندان را محاسبه میکند.
یکی دیگر از مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در حوزه دندان‌پزشکی و دندان‌سازی است. NextDent یکی از شرکت های فعال در پرینت سه بعدی است که تاج های دندانی فردی که برای کاربردهای زیبایی و درمانی را برای بیماران تولید میکند.این امر از طریق یک اسکنر سه بعدی انجام میگیرد،اسکنر یک دندان را اسکن سه بعدی میکند و بعد از آن با استفاده از پرینتر سه بعدی برپایه ی رزین،دندان را تولید میکند.مثال دیگر شرکت مهندسی Renishaw در بریتانیا است و با سه دستگاه پرینت سه بعدی فعالیت میکند،هریک از این دستگاه ها در یک مرحله ۲۰۰ دندان و پلهایی از جنس کبالت-کرم تولید میکنند که نسبت به همتایان سرامیکی این روش تولید ارزانتر و سریعتر می باشد،آزمایشگاه های دندان پزشکی از سراسر اروپا میتوانند از این شرکت سفارش دهند.
استارت آپ SOLS ،مثال دیگری است که از دو طریق فعالیت میکند:مشتریان میتوانند پاهای خود را با استفاده از یک اسکنر سه بعدی یا یک ارتوپد،مدل سه بعدی پای خود را به دست آورند،بعد از آن قسمت های به دست آمده را با استفاده از پرینت سه بعدی میسازند،به طور مشابه شرکت هایی مانند Feetz و ۳DShoes.com،کفش ورزشی فردی متناسب با پای هر فرد را تولید میکند،متقاضیان با دوربین موبایل خود،پاهایشان را اسکن میکنند و کفش مورد نظز خود را با رنگ و مواد نظر خود سفارش دهند و پس از سه روز میتوانند یک جفت کفش متناسب با پای خود با هزینه ای بین۵۰ تا ۱۸ دلار دریافت کنند.برندهای آدیداس و نایک سرویس های مشابهی در فروشگاه هایشان آزمایش میکنند.
از مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در حوزه‌ی سلامت هم میتوان مثال آورد. Robohand یک نمونه دیگر از نوآوری و موارد استفاده از پرینت سه بعدی در بخش مراقبت های درمانی میباشد.این پروتز دست قابلیت تنظیم و استفاده برای سایز های مختلف دستها را دارد.این پروتز دست با قابلیت پرینت سه بعدی بر روی سایت های اینترنتی با قیمتی کلی زیر ۱۰۰ دلار قرار داده شده است که با استفاده از آن میتوان یک پروتز دست پرینت سه بعدی کنید ممکن است این دست طراحی شده کمبود پزشکی داشته باشد اما به سادگی قابلیت پرینت دارد و برای مثال میتواند به عنوان یک پشتیبانی موقت استفاده کرد،پروتزهای کامل تری نیز در دسترس هستند.
جراحان همچنین شروعی موفقیت آمیز به استفاده از قطعات و اندام های ساخته شده با پرینت سه بعدی در داخل بدن کرده اند،جراحان بانکوگی اخیرا موفق به کاشت یک ایمپلنت تیتانیومی در داخل دست یک زن شده اند.پروتز استخوانی که توسط مهندسان دانشگاه Chualongkorn ساخته شده است،جایگزین یک استخوان شست آسیب دیده شده است.
شکل ۱۸ پروتز دست Robohandمنبع Rasterweb
این مثال ها تنها بخشی از نمونه های شگفت انگیز مزایای کاربردی پرینت سه بعدی است، به خصوص در بخش مراقبت های بهداشتی روند استفاده از پرینت سه بعدی به صورت فزاینده ای گسترش یابد.تخمین زده می شود که تا سال ۲۰۱۹ پرینت سه بعدی یک ابزار بسیار مهم و حیاتی در بخش مراقبت های درمانی شخصی خواهد بود.پیش بینی ها حدس میزنند که تا آن زمان بیشتر از ۳۵% از تمام عمل های جراحی نیازمند به استفاده از پروتز و ایمپلنت ها در داخل و خارج از بدن ، و بالای ۱۰% از مردم در دنیای توسعه یافته با استفاده از بخش های پرینت سه بعدی شده در درون و خارج از بدن خود و با استفاده پرینت سه بعدی زندگی خواهند کرد.
ساخت محصولات پیچیده
یکی از مهمترین مزایای کاربردی پرینت سه بعدی توانایی آنها در ساخت محصولات پیچیده است. علاوه بر استفاده از پرینت سه بعدی درتولید قطعات مناسب و پاسخگوی نیازهای فردی،پرینت سه بعدی میتواند برای ساخت محصولات بسیار پیچیده نیز مورد استفاده قرار بگیرد.این موضوع به این مفهوم است که پرینت سه بعدی تاثیر بسیار زیادی بر صنایع و تولیدات بسیار پیچیده مانند خودروسازی و فرایند تولید محصولات پیچیده دارد.تخمین زده میشود که تا سال ۲۰۱۹از کل تولید کنندگان در حدود ۱۰% از آنها برای ساخت قطعات برای محصولات تولیدی که می فروشند و یا خدمات میدهند از پرینت سه بعدی استفاده خواهند کرد.برای نشان دادن برخی از محصولات پیچیده که امروزه پرینت سه بعدی شده اند ،در ادامه چند مثال کلیدی از استفاده و مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در ساخت و تولید در صنایع مختلف گردآوری شده است.
شکل ۲۰ ۱۰۰۰۰ قطعه پرینت سه بعدی شده از سری محصولات رولز رویس فانتوم منبع: ۳D Print
در خودروسازی هم شاهد حضور مزایای کاربردی پرینت سه بعدی هستیم. در بخش خودرو سازی،استارت آپ Local Motors،دارای رکورد قابل توجهی در استفاده از پرینت سه بعدی در تولید وسایل نقیله دارد. این شرکت اولین خودروی برقی ساخته شده با پرینتر سه بعدی را به نام Strati ساخته است.۷۵% از این ماشین از شاسی تا بدن با استفاده از پرینت سه بعدی و مواد ABS تقویت شده با فیبر کربن ساخته شد است.این شرکت تنها دو ماه از مرحله طراحی اولیه تا ساخت نمونه نهایی و اولیه زمان صرف کرده است که این امر نشان دهنده ی قدرت تکلونوژی پرینت سه بعدی برای کاهش زمان در بازار با استفاده از پرینت سه بعدی را نشان میدهد.
کفی کفش اختصاصی
بسیاری دیگر از شرکت های تولیدی همچنین توانسته اند تکلونوژی پرینت سه بعدی را وارد روند تولید خود کنند و اغلب توانسته اند نتیج قابل توجهی به دست آورند.بیشتر این نتیج در صنایع خودرو سازی و هوافضا به چشم میخورد،با استفاده از روش تکامل یافته و پیشرفته ی تولید افزودنی(پرینت سه بعدی) ،گروه BMW،تا به امروز حدود ۱۰۰۰۰ قطعه پرینت سه بعدی شده از سری محصولات رولز رویس فانتوم را تولید کرده است.تکلونوژی هایی مانند پرینتر سه بعدی زمان بسیار کمتر برای تولید محصولات لازم دارندو محصول بسیار اقتصادی تر و مقرون به صرف تری را در صنایع خودروسازی فراهم می آورند.
پروتز دست پرینت سه بعدی شده
تقسیم بندی تولیدات و تولید بر اساس تقاضا
قابلیت ساخت محصولات پیچیده به صورت اتوماتیک و به صورت کنترل از راه دور برای تولید محصولات مساله ای است که بسیاری به دنبال استخراج و دستیابی به آن هستند و در حال استفاده توسط مراکز فعال در زمینه هوافضا و ارتش و شبیه آن که جز اولین کاربرهای آن هستند و بسیاری از شرکت های دیگر که در حال توسعه و آزمایش های میدانی در این زمینه هستند.
میتوان از پرینت سه بعدی به عنوان سیستمی برای تولید از راه دور در مناطقی که سخت در دسترس هستند،استفاده کرد،در سال ۲۰۱۴،نیروی دریایی آمریکا با استفاده از پرینت سه بعدی ونصب آن بر روی USS Essex ،به ملوانن آموزش داد که چگونه با استفاده از پرینت سه بعدی قطعات ضروری و قطعات سلاح های خود را پرینت سه بعدی نمایند،که با استفاده از پرینتر سه بعدی علاوه بر کاهش زمان دسترسی به قطعات،توانایی سخت محصولات به صورت اتوماتیک در مناطق خارج از دسترس را فراهم میاورد.یکی دیگر از پروژه های آزمایشی نیروی دریای آمریکا ساخت پهپادهای بدون سرنشین با استفاده از پرینت سه بعدی است.این ایده به این صورت است که کشتی های نیروی دریایی آمریکا بخشی از لوازم الکتریکی و قطعات مورد نیاز برای ساخت هواپیمای بدون سرنشین را با خود در حمل کرده و در مواقع نیاز هواپیمای بدون سرنشین خود را پرینت سه بعدی کرده و قطعات الکترونیکی و پرینت سه بعدی شده را مونتاژ نموده و پهپاد خود را بسازند.
جنرال الکتریک بخشی را راه اندازی کرده است که با استفاده از پرینت سه بعدی ( تولید افزودنی) ،قطعاتی از نازل سوخت موتور جت LEAP تولید میکند.این مرکز با استفاده از پرینت سه بعدی توانسته است در برخی موارد به سرعت مواد و قطعات را جایگزین نماید.این بخش در حال حاظر در حال ادغام پرینت سه بعدی و تولیدات قدیمی است.نازل سوخت طراحی شده و ساخته شده توسط پرینت سه بعدی ۲۵% سبک تر و پنج برابر با دوام تر از محصول مشابه قبلی بوده است.نازل ساخته شده قبلی از بیست قطعه تشکیل شده بود که در نهایت مونتاژ میشدند ولی با روش جدید میتوانند با استفاده از پرینت سه بعدی در یک مرحله آن را تولید کنند.
در حوزه‌ی هوافضا هم میتوان شاهد مزایای کاربردی پرینت سه بعدی بود. شرکت ایرباس نیز در حال استفاده از پرینت سه بعدی در سات هواپیماهای خود است در حال حاظر این شرکت بالغ بر۱۰۰۰ قطعه را برای هواپیمای مدل A350 خود پرینت سه بعدی کرده است.ایرباس همچنین در حال آزمایش هواپیماهای که کاملا با پرینت سه بعدی ساخه شده اند ، می باشد.در نمایشگاه صنایع هوافضا در سال ۲۰۱۶ یک پهپاد بدئن سر نشین ساخته از ۵۰ قطعه ی پرینت سه بعدی شده و دو موتور الکتریکی رونمایی شد.این پهپاد با ۴ متر طول و ۲۱ کیلوگرم وزن تنها در ۴ هفته ساخته شده است.
شکل ۲۱ پهپادهای بدون سرنشین با استفاده از پرینت سه بعدی نیروی دریایی امریکا منبع: ۳ders
در هوافضا،ناسا یک شرکت پرینت سه بعدی در فضا تاسیس کرده است تا بتوانند در ایستگاه بین المللی در فضا از پرینت سه بعدی استفاده نماید.با تمرکز بر ساخت مواد و پرینتری که قابلیت استفاده در فضا را داشته باشد.این شرکت به دنبال ساخت پرینتر سه بعدی است که بتوان در ماموریت های طولانی و پیچیده را پشتیبانی کند که منظور از این ایده استفاده از پرینت سه بعدی برای جاگزین کردن قطعات است.پرینتر هاس سه بعدی RepRap در این امر پیش گام اند.این پرینتر های سه بعدی میتوانند ماموریت های بسیار پیچیده از اکتشافات بر روی سیارات و کهکشان ها و بهره برداری از منابع موجود در کهکشان ها را پشبیبانی نمایند.
شکل۲۲ مرحله بعدی پرینت سه بعدی:پرینت سه بعدی در فضا
چشم انداز نهایی برخی از شرکت ها استفاده از مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در مناطقی که دسترسی کمتری به زیر ساخت های لازم برای پرینت سه بعدی دارند یا عملا دسترسی به این زیر ساخت ها ندارند،است، این مناطق تحویل قظطعات یدکی را به چالش میکشند.قطعات و پلتفرم های نفای مثال دقیقی برای این مساله هستند.مرکز تکلونوژی Shell’s در حال تحقیق بر روی استفاده از پرینت سه بعدی در مناطق دور افتاده و به صورت خودمختار است.و به دنبال تولید پلت فرم های و ابزارهای خود با استفاده از پرینت سه بعدی است.
شکل۲۲ مرحله بعدی پرینت سه بعدی:پرینت سه بعدی در فضا
در نپال اردوگاه های امدادی در حال استفاده و تولید قطعات پرینت سه بعدی شده ( به منظور کاهش سختی ها و زمان انتقال بسته های امدادی به مناطق فاجعه دیده) هستند.این شرکت تخمین میزند که تکلونوژی پرینت سه بعدی میتواند حدود ۴۰-۵۰% هزینه های خدمات لجستیک را در زمان های ضروری کاهش دهد.
خدمات و شیوه ی کسب و کارهای جدید
از دیگر مزایای کاربردی پرینت سه بعدی در حوزه‌ی کسب و کار است. یکی از جدیدترین شیوه های کسب و کار در حاظر خدمات رسانی پرینت سه بعدی به افرادی که پرینتر سه بعدی ندارند است.این کسب و کارهای جدید که در حال گسترش در سراسر جهان هستند با نام fanshop شناخته میشوند و خدمات دهنده ی پرینت سه بعدی به همگان هستند.طراحان حرفه ای و مبتدیان میتوانند از این فروشگاه برای طراحی و تولید و پرینت سه بعدی قطعات خود استفاده نمایند.به تنهایی حدود ۴۰ فروشگاه پرینت سه بعدی فقط در آلمان وحود دارد.شرکت Techshop اولیت پایه گذار این فروشگاه های پرینت سه بدی و خدمات پرینت سه بعدی در ایالات متحده است.روش های کسب و کار متفاوت است که هم میتوانند برای درآمد زایی و سود و یا بدون در نظر گرفتن این موضوع باشد.پرینت سه بعدی میتواند یک فرایند زمانبر باشد به ویژه مرحله ی تولید یک مدل و یا عکس سه بعدی،بنابراین این مدل کسب و کار میتواند به روشنی خدمات پرینت سه بعدی و دست یابی آنلاین به فایلهای سه بعدی را فراهم آورد .
All3DP یک پلتفرم شفاف را فراهم می آورد که مشتریان را قادر میسازد که مقایسه کنند،و مناسب ترین را انتخاب کنند.سایت اینترنتی thingiverse سایتی مناسب است که اجازه میدهد که کاربران فایلهای سه بعدی برای پرینت سه بعدی را در آنجا به اشتراک بگذارند.این بستر علاوه بر حمایت افرادی که به پرینتر سه بعدی علاقه دارند اجازه میدهد تا با استفاده از نظرات کاربران و نتایج پرینت سه بعدی آنها فایل های سه بعدی بهبود و ارتقا یابند.بسترهای مشابه دیگری نیز مانند Shapeways و Sculpteo وجود دارند که علاوه بر خدمات مانند سایت های قبلی خدمات پرینت سه بعدی و ارسال قطعات پرینت سه بعدی شده را نیز فراهم میکنند.
شکل ۲۵ سایت اشتراک گذاری مدلهای سه بعدی thingiverse منبع : thingiverse
یکی دیگرمواردی که از خدمات مهم در زمینه پرینت سه بعدی وجود دارد چالش امنیت اطلاعات و داده ها است. ۳DTrust خدماتی در زمینه ی پرینت سه بعدی و امنیت و رمز گذاری داده های پرینت سه بعدی را فراهم آورده است.این خدمت رسانی قابلیتی را فراهم می آورد که شرکت ها میتوانند از راه دور از خدمات پرینت سه بعدی سایت ها استفاده نمایند و به طور کلی برون سپاری و مدیریت از راه دور را برای این شرکت ها به همراه کنترل خط فکری و امنیت اطلاعات و ساخت محصولات را فراهم می آورد. با استفاده از نرم افزار ۳DTrust،طراحان و صاحبان طراحی میتوانند چندین بار مراحل پرینت سه بعدی را ردیابی و پیگیری نمایند و همچنین برای تشخیص استفاده غیر مجاز از فایل ها نیز میتوان از این نرم افزار استفاده کرد.علاوه بر امنیت اطلاعات،این عملکرد همچنین اجازه میدهد که صاحبان آی پی (شرکتها یا افرادی که دارای مالکیت IP هستند) با استفاده از تکثیر و نگهداری از فایلهای سه بعدی به صورت مجازی کسب درآمد نمایند.
منبع: DHL
در ادامه‌ی این نوسته مطالعه بفرمایید:
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۵-موارد استفاده پرینترهای سه بعدی
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۶-نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
