موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در صنایع مختلفی چون هوافضا، پزشکی، خرده‌فروشی و ...

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در صنایع مختلف

برای استفاده از قابلیت های حرفه ای پرینتر سه بعدی ،شرکت ها و مصرف کنندگان میتوانند پروژه های بیشتری را انجام دهند و در مقایس بسیار بزرگتر و پیچیده تر پرینت سه بعدی کنند و از مواد گسترده تری نیز در پرینت سه بعدی استفاده کنند.یک نمونه از موارد استفاده پرینترهای سه بعدی برای پرینت سه بعدی قطعات در مقیاس بزرگ،استارت آپ Dutch 3D که با استفاده از ربات های پرینتر سه بعدی،پل آهنی پرینت سه بعدی کرده است.در سال ۲۰۱۷ این پل یکی از مشهورترین کانال های آمستردام است.علاوه بر پل ها،استفاده از پرینت سه بعدی برای ساخت خانه ها نیز به صورت آزمایشی مورد آزمایش قرار میگیرد.

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
پرینت سه بعدی و آینده‌ی زنجیره تامین-قسمت۴-مزایای کاربردی پرینت سه بعدی

در کشور چین شرکت HuaShang Tengda یک خانه به ابعاد ۴۰۰ متر مربع را در ۴۵ روز با استفاده از پرینت سه بعدی ساخته است.این خبر هیجان انگیز نشان دهنده ی نحوه ی تغییرات و اثر گذاری پرینت سه بعدی بر بازار مسکن و چالش کمبود مسکن است.این قابلیت پرینت سه بعدی به علاوه میتواند به سرعت برای ساخت محیط هایی به منظور مصارف خرده فروشی و انبار داری نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

شکل۲۷ اولین غذای تولید شده با پرینت سه بعدی منبع: Food Ink

یکی دیگر از موارد استفاده پرینترهای سه بعدی ،استفاده از مواد غذایی در پرینت سه بعدی است.در حال حاظر در سراسر جهان پرینترهای سه بعدی در حال پرینت سه بعدی تمام رنگی شیرینی هستند.برای مثال Food Ink ، یک رستوران است که در میانه ی سال ۲۰۱۶ در لندن افتتاح شد.همه چیز در این رستوران با استفاده از پرینت سه بعدی ساخته شده است.این رستوان ظروف را نیز با استفاده از پرینت سه بعدی تولید کرده است.مواد غذای داغ شده و به صورت لایه به لایه بر روی هم قرار میگیرند.بهترین دلیل برای استفاده از پرینت سه بعدی غذا این است که مواد اضافی و هدررفت کاهش خواهد یافت.

مثالی دیگر که نشان دهنده ی آینده پرینت سه بعدی است،و نشان دهنده ی قابلیت پرینت سه بعدی در تولیدات محصولات پیچیده است استفاده از پرینت سه بعدی برای پرینت مولکولی است.شیمیدانان دانشگاه ایلینویز موفق به ساخت ماشینی شده اند که این ماشین قادر به ترکیب مولکول های مشابهی که با استفاده از پرینت سه بعدی ساخته شده اند را دارد.این دستاورد باعث دستیابی به میلیون ها اتصال مولکولی و همچنین ساختار های جدید را با قیمت کمتر برای ساخت مولکول های پیچیده را به ارمغان می آورد.

سیر تکاملی موارد استفاده پرینترهای سه بعدی کاربردهای وسیع تری از این تکلونوژی را ایجاد میسازد.دانشگاه MIT در حال آزمایش پرینت ۴ بعدی می باشد.که این نوع از پرینت ابعاد دیگر را به پرینت سه بعدی اضافه میکند.پرینت ۴ بعدی میتواند قطعات را مونتاژ نماید و با تغییرات محیطی قطعات را متناسب با تغییرات ساختار خود را تغییر دهد(برای مثال زمانی که در آب غوطه ور است یا تغییرات دمایی وجود دارد).کاربردهای بسیار گسترده ی دیگری نیز در آینده وجود خواهند داشت.برای مثال لوله های انتقال آبی را فرض کنید که با جریان سیال تغییر ساختار دهند،لاستیک های که بتوانند بر روی سطوح لغزنده حرکت کنند و ساختار خود را تغییر دهند و بتوانند دوباره به حالت اولیه خود بازگردند زمانی که جاده ها لغزنده اند.

شکل ۲۹ طراحی برای ایجاد تغییرات آزمایش پرینت چهار بعدی منبع: ۳D Print

پیش بینی بازار جهانی پرینت سه بعدی تا سال ۲۰۲۲

اثرات پرینت سه بعدی بر شاخه های تولید و عرضه در آینده

با توجه به سوالی که در فصل اول مطرح شد،آیا واقعا پرینت سه بعدی تولید جهانی را مختل می کند؟آیا استفاده از پرینت سه بعدی کارخانه های تولیدی با روش های سنتی و قدیمی را از بین میبرد؟و در آخر آیا پرینت سه بعدی تدارکات لجستیک صدمه میبینند؟به نسبت واضح است که پرینت سه بعدی برای تولیدات انبوه و کالاهایی مانند آن کارآمد نمی باشد.در عوض فواید و مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در فصلهای قبل مورد بررسی قرار گرفت که این بررسی ها نشان میدهند که بزرگترین و مهمترین پتانسیل پرینت سه بعدی در ساده سازی تولید محصولات وقطعات بسیار پیچیده است.برای شرکت های که در این زمینه فعالیت میکنند یک تکلونوژی نامناسب است زیرا پرینت سه بعدی ممکن است این صنایع را مجبور به تغییر روش های سنتی کند و زنجیره های تولید و تامین را نیز تغییر دهد.برای ساخت ایده های جدید و ابتدایی در خصوص برنامه های آینده،در ادامه پنج مورد را مورد بررسی قرار میدهیم که نشان دهنده ی چگونگی همکاری و ادغام شرکت ها و ارائه کنندگان خدمات لجستیک و پرینت سه بعدی در شاخه های تولید و عرضه می باشد،و در این فصل به چگونگی ارزیابی گام به گام شرکتها در مورد تاثیر وپیامدها و پتانسیل پرینت سه بعدی در زنجیره های تولید وعرضه آنها،پرداخته میشود.

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در تامین قطعات یدکی مورد نیاز

یک جست و جوی سریع اینترنتی نشان میدهد که تقریبا بیشتر افراد فعال در زمینه ی پرینت سه بعدی براین باورند که اولین زمینه ای که ممکن است به علت استفاده از پرینت سه بعدی صدمه ببیند بخش تولید قطعات یدکی است.چرا اینگونه است؟در حال حاظر،میلیون ها قطعه یدکی در سراسر جهان ذخیره و نگه داری میشوند.اگرچه قطعات یدکی دخیره شده در انبار ها به نسبت بالای مورد استفاده قرار میگیرند اما بسیاری از این قطعات به ندرت استفاده میشوند و برخی ممکن است هیچگاه مورد استفاده قرار نگیرند.بر اساس بررسی ها تخمین زده میشود که موجودی انبارها گاها بیش از ۲۰% و مازاد بر مصرف میباشد.این موجودی اضافی علاوه بر هزینه بر بودن از نظر ذخیره سازی این مازاد،منجر به ناکارآمدی در زنجیره تامین نیز میشود زیرا قطعاتی به صورت اضافی و بدون تضمین برای عرضه و استفاده تولید میشوند .

شکل۳۰ ساخت قطعات یدکی بر اساس تقاضا

با استفاده ازپرینت سه بعدی دیگر شرکت ها مجبور به تولید مازاد و انبار کردن و ذخیره سازی قطعات یدکی نیستند.به جای آن آنها میتوانند قطعات یدکی را بر اساس نیاز پرینت سه بعدی نمایند و بعد از آماده سازی به سرعت به مشتری تحویل نمایند.برای افزایش بهره وری و کاهش زمان شرکت های خدمات لجستیک میتوانند شرکت ها را با ایجاد یک شبکه برای استفاده از پرینت سه بعدی و ساخت قطعات یدکی سه بعدی و انتقال آن به مشتریان بر حسب نیاز و تقاضا،پشتیبانی کنند.

فایل های سه بعدی قطعات یدکی مناسب برای پرینت سه بعدی در یک شبکه ی مجازی ذخیره می شود و به صورت یک پایگاه ذخیره اطلاعات “انبارداری اینترنتی “،فایلهای سه بعدی دخیره و در دسترس خواهند بود.سازمانی که در حال حاظر این انبارداری سه بعدی را پایه گذاری و گسترش میدهد، سازمان Kazzata ،این سازمان با هدف بازاریابی اینترنتی قطعات یدکی،و تاسیس یک مخزن برای نگه داری فایلهای cad و سه بعدی و فایلهای نامناسب قطعات یدکی است.زمانی که یک قطعه ساخته میشود،کاربران میتوانند فایلهای سه بعدی سالم را شناسایی نمایند واین فایل سه بعدی را به نزدیک ترین پرینتر سه بعدی اطراف خود ارسال کرده و آن را تولید نمایند.

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در کمپانی مرسدس بنز

بسیاری از شرکت ها هم اکنون در حال استفاده از پرینت سه بعدی برای تولید قطعات یدکی هستند. یک مثال جدید و خوب از موارد استفاده پرینترهای سه بعدی خبرهایی است که از شرکت مرسدس بنز کامیون به گوش می‌رسد. به منظور استفاده از خدمات تولید و استفاده از پرینت سه بعدی برای تولید قطعات یدکی شرکت مرسدس بنز کامیون،هم اکنون به مشتریان خود اجازه میدهند که بیش از ۳۰ قطعه یدکی از کامیون های این شرکت را پرینت سه بعدی نمایند.مشتریان دیگر نیازی به انتظار برای ارسال قطعات یدکی از کارخانه را ندارند.به جای آن میتوانند فالهای سه بعدی قطعات یدکی را به نزدیکترین سایت های پرینت سه بعدی ارسال کرده و در کمترین زمان آن را تحویل گیرند.

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در شرکت‌های خدمات لجستیک

با همکاری شرکت های خدمات لجستیک شرکت ها در آینده میتوانند چالش پرینت سه بعدی قطعات یدکی بر اساس نیاز و تقاضا را را حل کنند.هر شرکت خدمات لجستیک میتواند یک شبکه ی اقتصادی برای ذخیره سازی و توزیع قطعات یدکی ساخته شده با پرینتر سه بعدی را در سراسر دنیا راه اندازی نمایند.هم اکنون شرکت های بسیاری در حال استفاده از خدمات شرکت های لجستیک برای توزیع قطعات یدکی پرینت سه بعدی خود هستند در آینده این شرکتها میتوانند خدمات لجستیک خود را با هزینه کمتر و سرعت بالاتر را ایجاد کنند.

شکل ۳۱ قطعات یدکی ساخته شده با استفاده از پرینت سه بعدی منبع: The Loadstar DHL

DHL در حال حاظر در حال آزمایش استفاده از پرینت سه بعدی برای تولید قطعات یدکی برای مشتریان خود در صنایع ماشین سازی و تکلونوژی در آینده است.در این آزمایش که برای نتیجه گیری قیمت مواد مصرفی،سخت افزار،و بررسی قطعات پرینت سه بعدی شده است ]این شرکت هنوز به نتایج مناسبی برای ایجاد یک کسب و کار قابل اطمینان دست نیافته است.بنابراین موارد استفاده پرینترهای سه بعدی برای ساخت قطعات یدکی را از نظر سرعت تولید و ارسال به چالش کشیده است-برای چرینت سه بعدی قطعات پیچیده تر و بزرگتر چندین روز زمان نیاز است.

با این حال این آزمایش جالب بود زیرا باعث بررسی کیفیت قطعات ساخته شده با پرینت سه بعدی شد که مشابه قطعات یدکی موجود بود.با این حال با قدرت میتوان گفت که استفاده از پرینت سه بعدی در تولید قطعات یدکی بر پایه تقاضا منجر به کاهش هزینه ها خواهد شد.

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در تولید مستقیم قطعات شخصی‌سازی شده(سفارشی)

شکل ۳۲ پرینت سه بعدی سفارشی با کیفیت بالا

همانگونه که در فصل دو اشاره شد،شرکت های بسیاری از پرینت سه بعدی در صنایع مختلفی مانند خودروسازی،مراقبت های درمانی،و صنایع گوناگون دیگر برای تولید سفارشی و فردی استفاده مینمایند.

زمانی که مشتریان نیاز به سطح بالایی از کیفیت در ساخت سفارشی نیاز دارند،پرینت سه بعدی میتواند برای سازمان ها بسیار سودمند باشند.سازمان ها مشتاق به استفاده از پرینت سه بعدی برای تولید محصولاتی خاص که نیاز به تحویل سریع دارند ،هستند.

شکل ۳۳ از ساخت تاج های دندانی تا پروتز های اندامی –پرینت سه بعدی جایگاه جدیدی در ساخت سفارشی منبع: Lumecluster

همانطور که در مثال قبلی ، به تولید سفارشی قطعات یدکی و تشکیل شبکه ی لجستیک برای پرینت سه بعدی اشاره شد،هرکدام میتوانند یک کارخانه کوچک باشند.این پرینتر های سه بعدی را میتوان در انبارهای منطقه ای و یا مراکز محلی نگهداری کردو با نام تجاری OEM برچسب گذاری نمود.

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در بهداشت و درمان

مراقبت های درمانی یک صنعت کلیدی است که میتوان از پرینت سه بعدی در زمینه های بسیار مختلفی برای رسیدن به کیفیت و استاندارهای لازم در مقایسه با روش های سنتی ،استفاده کرد.از فعالیت های کوچک پزشکی تا بیمارستان های بزرگ،برای تولید انواع امکانات مراقبت های درمانی میتوان با شرکت های پزشکی و شرکت های خدمات لجستیک برای تولیدات کم هزینه تر و پیچیده تر همکاری کرد.به عنوان مثال به جای برخورد با چند تحویل دهنده و تامین کننده در طی یک روز،انبارهای پرینت سه بعدی و شرکت های خدمات لجستیک میتوانند با استفاده از مواد مصرفی مناسب قطعات سفارشی(مانند پروتز های شخصی ،پروتز زانوی جایگزین) را تولید نمایند. همچنین شرکت های خدمات لجستیک میتوانندمحصولات تولیدی خود را از نظر سرعت ارسال،امنیت و ارسال امن وصحیح به منطقه مورد نظررا بیمه نمایند.یکی دیگر از چشم اندازهای موارد استفاده پرینترهای سه بعدی ، استفاده از یک انبار پرینت سه بعدی سیار است.این ایده میتواند سرعت ارسال محصولات را بسیار کاهش دهد.برای مثال Amazon در حال ثبت اختراع یک کامیون حامل پرینت سه بعدی برای تولید و پرینت سه بعدی قطعات است.در این مقیاس،این اختراع شرکت ها را قادر میسازد تا قطعات سفارشی پرینت سه بعدی شده را در کمترین زمان به مشتریان تحویل دهند.

هفت نمونه شگفت انگیز واقعی از دنیای پرینت سه بعدی در سال ۲۰۱۸

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در خدمات پس از فروش محصولات

استفاده از استراتژی خدمات پس از فروش پرینت سه بعدی برای محصولات یکی دیگر از مواردی است که میتواند جایگاه استفاده از خدمات پرینت سه بعدی در مصارف سفارشی را بالا برد.چیزی که برای مشتریان تجاری و عادی بسیار بسیار مهم است.

بررسی های جدید شرکت Bain در خصوص خریدهای اینترنتی نشان میدهد که تنها ۱۰% از مشتریان اینترنتی از محصولات سفارشی استفاده نموده اند.و بسیاری علاقه مند به استفاده از این نوع محصولات در آینده هستند.مطالعات بیشتر نشان دادند که مشتریان اینترنتی که از سخات سفارشی استفاده کرده اند،امتیاز بالاتری نسبت به مشتریان عادی به آزمون های اعتماد و وفاداری مشتری داده اند.

شکل ۳۴ تولید سفارشی –یک نمونه از تولیدات منبع: Indiatoday

برای افزایش امکانات ساخت سفارشی و کاهش زمان تحویل به مشتری شرکت ها میتوانند با همکاری شرکت های لجستیک و دارای خدمات بعد از فروش همکاری نمایند.شرکت ها میتوانند امکان انتخاب طیف وسیعی از گزینه های سفارشی سازی مانند مواد مصرفی شکل اندازه نوع طراحی و بسته بندی و ویژگی های دیگر را فراهم آورند.

مراکز محلی تولیدی میتوانند محصولاتی که پرینتت سه بعدی آن ها به خوبی انجام شده است را قبل از تحویل به مشتری نگه دارند.جایی که امکان سفارشی سازی وجود دارد،میتوان از یک پیام بر روی گوشی هوشمند یا داخل بسته بندی قرار گیرد،استفاده از پرینت سه بعدی به شرکت ها امکان میدهد که اسمارت فون های خود را فراهم نمایند.

شکل ۳۵ امکانات بعد از تولید محصولات

این مفهوم توسط شرکت آدیداس نیز آزمایش شده است.این شرکت برای تولید محصولاتش از پرینت سه بعدی و ساخت اتوماتیک استفاده کرده است آدیداس کفش های را بر اساس تقاضا تولید کرده است .

شکل ۳۶ ساخت کفش سفارشی با پرینت سه بعدی منبع : آدایداس

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی در خدمات پایانی باند فرودگاهی

این نوع از خدمات معمولا شامل راه حلهای لجستیک میباشند و دارای انبارهایی خاص در نزدیکی فرودگاه ها میباشند.این نشان دهنده ی این است که ارائه دهندگان خدمات لجستیک چگونه میتوانند قطعات پراهمیت را در زمان مناسب به بازار تحویل دهند.علاوه بر خدمات انبار داری متعارف،تمرکز اصلی بر روی خدمات باند فرودگاهی وارائه خدمات ویژه و خدمات بازگشت و تعمیر است. این کارکرد هم یکی دیگر از موارد استفاده پرینترهای سه بعدی است.

شکل ۳۷:پرینت سه بعدی شده، بسته بندی شده،آماده ی پرواز منبع DHL

با افزایش سرعت پرینت سه بعدی،قابلیت استفاده از پرینت سه بعدی در زمینه باندهای فرودگاهی بسیار افزایش میابد و منجر تولید سریع قطعات در کوتاه ترین زمان میشود.این قابلیت پرینت سه بعدی مربوط به کاربردهایی در تولید قطعات یدکی تجاری در زمینه ی انرژی (به عنوان مثال تولید قطعات یدکی ماشین آلات صنعتی و یا قطعات توربین های بادی)و در بخش مهندسی و ساخت و تولید(برای مثال نازل سوخت هواپیما)اشاره کرد.علاوه برکاربردهای صنعتی،پرینت سه بعدی در زمینه خدمات لجستیک و پایان باندی نیز برای پوشش مشتریان و خدمات پس از فروش مورد استفاده قرار گیرد.قطعات مهم و ضروری جایگزین میتوانند پرینت سه بعدی شوند و به سرعت تحویل داده شوند،با کاهش زمان و افزایش رضایت مشتری.این مفهوم در حال حاظر مورد استفاده شرکت پست آمریکا با سرمایه گذاری آن در شرکت Fast Radius است. Fast Radiusکارخانه پرینت سه بعدی خود را در نزدیکی شرکت پست آمریکا قرار دادهه است مزیت این کارخانه پرینت سه بعدی این است که سفارشاتی که در زمان ۱ صبح تولید میشوند میتوانند صبح روز بعد در هر مکانی در ایالات متحده تحویل داده شوند.

شکل ۳۸: خدمات باند فرودگاهی برای پاسخ سریعتر به سفارشات

موارد استفاده پرینترهای سه بعدی برای خرده‌فروشان و مصرف‌کنندگان نهایی

در مقایسه با موارد بالا که عملا متمرکز بر خدمات لجستیک و استفاده از خدمات جدید پرینت سه بعدی است،کسب و کار و مشتریان پرینت سه بعدی در آینده میتوانند از انواع شبکه های فروشگاه هایی پرینت سه بعدی برای انواع کاربردها استفاده کنند.در زمینه مصرف کنندگان پرینت سه بعدی،یکی از کاربردها میتواند این باشد که شرکت ها با استفاده از زیرساخت های پرینت سه بعدی بسیاری از خدمات و سرویس ها و خرده فروشی های خود را تکمیل و تامین نمایند.

شکل ۳۹ دسترسی آسان به قابلیت های پرینت سه بعدی

در اصل این فروشگاه های پرینت سه بعدی به آنها کمک میکنند که به جامعه محلی خود را در بهترین حالت برای استفاده از خدمات پرینت سه بعدی ،خدمات دهند.کلیت این مفهوم جدید نیست،کلیت فروشگاه های پرینت سه بعدی همانند چاپ مستندات و فایلهای مشتریان بر روی کاغذ است،همانگونه که فایلهای خود را بر روی یک فلش USB میریختند و به فروشگاه های مخصوص(کافی نت)مراجعه میکردند و فایلها و یا حتی عکس های خود را پرینت و چاپ میکردند(به شکل ۴۰ مراجعه کنید).با نگاه به آینده فروشگاه های پرینت سه بعدی میتوانند در نهایت نه تنها فقط پرینت سه بعدی بلکه میتوانند استفاده از پرینت سه بعدی را با ابزار طراحی و همچنین اسکنرها و انتخاب طیف وسیعی از مواد را ادغام نمود.فروشگاه های پرینت سه بعدی مانند این میتوانند توسط شرکت ها نیزمیتوانند برای نمونه سازی اولیه و بدون نیاز به سرمایه گذاری و استفاده از اخرین زیرساخت های پرینت سه بعدی، استفاده نمایند.این خدمات و قابلیت های فروشگاه های پرینت سه بعدی میتوانند به کسب و کارهای محلی نیز خدمت کنند،یرای مثال معماران و استودیو های کوچک طراحی که نیاز به پرینت سه بعدی مدلهای خود دارند،همچنین تولید سفارشی قطعات(صنایع دستی) برای مشتریانشان.کارکنانی که در فروشگاه های پرینت سه بعدی فعالیت میکنند در این فروشگاه های پرینت سه بعدی مهارت های مختلف را آموزش میبینند که بتوانند به مشتریان و مصرف کنندگان پرینت سه بعدی خدمات دهند.همچنین با توجه به این علت که پرینت سه بعدی فرایندی زمانگیر است،فروشگاه های پرینت سه بعدی میتوانند یک شبکه ارسال خدمات نیز برای مشتریان خود فراهم نمایند.

گام های اولیه در این راه قبلا برداشته شده است،DHL،شرکتی که صدها هزار سرویس را در سراسر جهان اداره میکنند،در سال ۲۰۱۳ یک فروشگاه پرینت سه بعدی را به صورت آزمایشی برایمشتریانی که قطعات خود را توسط کارکنان این شرکت از دست داده بودند راه اندازی نموند.این شرکت پرینت سه بعدی کالاهای مصرفی و اسکن را برای مشتریان خود فراهم اورد،اما این خدمات از لحاظ فنی چالش برانگیز بودند زیرا همه ی موارد قابلیت استفاده از پرینت سه بعدی را نداشتند و فایلهای CAD نیاز به پردازش دارند(اگرچه با ارتقای تکلونوژی عکسای سه بعدی،این چالش برطرف میشود).

از تمامی محصولات موجود در این شرکت تنها ۱۰% از آنها قابلیت بازتولید با پرینت سه بعدی را داشتند به گونه ای که هزینه ی تولید بیش از حد انتظار نشود، با وجود این چالش ها،رهبران DHL،سطح بالای از علاقه به پرینت سه بعدی اشیا را برای آینده نشان داده اند برای فعال سازی یک فروشگاه پرینت سه بعدی،کلید موفقیت، توانایی پرینت سه بعدی مواد مختلف و هزینه های عملیاتی کمتر است.