ترندهای چاپ سه بعدی (ساخت افزایشی!) در سال ۲۰۲۱

همزمان که وارد دهه‌ی چهارم تکنولوژی چاپ سه بعدی می‌شویم، دهه‌ای با پتانسیل تجدید بنیادی را نیز تجربه می‌کنیم. همان‌طور که شاهد آن بودیم، بحران COVID-19 تاثیر چشمگیری بر صنایع گوناگون داشت. همین امر ما را وادار نمود تا متفاوت‌تر از گذشته بیندیشیم و مرزهای نوآوری و خلاقیت را جا‌به‌جا کنیم.

این اولین‌بار نیست که جهان فرصتی برای تغییر می‌یابد. به‌عنوان مثال کمپانی اپل، iPod را درست هنگام ترکیدن حباب dotcom معرفی کرد یا Airbnb در بحران مالی سال ۲۰۰۸ به‌پا شد و علی بابا در اوج شیوع بیماری SARS در سال ۲۰۰۳ فروشگاه آنلاین خود را راه‌اندازی کرد.

پرینت سه بعدی در سال اوج کویید۱۹ به کجا خواهد رفت؟

به نقل از Fried Vancraen مدیرعامل و بنیان‌گذار Materialise؛ در جریان چنین تغییرات اساسی و پی‌درپی، باید جسورانه گام‌ برداشت، آنچه را که در آینده‌ی بشر جایگاهی ندارد به فراموشی سپرد و به سمت روش‌های جدید و انجام کارهایی که تاثیر معناداری دارند حرکت کرد.

اعتقاد بر این است که تکنولوژی ساخت افزایشی (Additive Manufacturing) وقتی معنادار است که امکان انتخاب بهتر را برای مشتری فراهم سازد. بحران COVID-19 نشان داد که تکنولوژی ساخت افزایشی می‌تواند راه‌حل‌های معنی‌داری برای چالش‌های نوظهور ارائه دهد. اما تاکنون این راه‌ حل‌ها مطابق با نقاط قوت این فناوری نبود. اگر‌چه توانایی ساخت افزایشی در سفارشی‌سازی محصولات، امکان چاپ با به‌کار بردن اجزای کمتر و تولید ضایعات کمتر به اثبات رسیده است اما ارزش واقعی فناوری ساخت افزایشی در توانایی خلق آثاری‌ست که هیچ روش دیگری قادر به تولید آنها نیست.

با این اوصاف، میراث چاپ سه بعدی در سال ۲۰۲۱ با سه گرایش اصلی شروع به کار ‌کرد:

۱) بازگشت به صفحه‌ی طراحی برای بازنگری در ساخت

۲) امکان شخصی‌سازی نه‌تنها برای محصولات بلکه برای چاپگرهای سه بعدی

۳) ایجاد سریع راه‌ حل‌های جدید

در حال حاضر هنوز درگیر بحران COVID هستیم. اما گرایش‌هایی که تا سال آینده برای این فناوری پیش‌بینی می‌شود ما را به جنبه‌های قدرتمندتر و انعطاف‌پذیرتر آن سوق می‌دهد. همچنین زمینه را برای تولیدات چاپ سه بعدی شده که ارزش بیشتری دارند فراهم می‌سازد.

البته نباید فراموش کنیم که این ارزش و اعتبار در ابتدای این زنجیره‌ی ارزشی؛ یعنی در گرفتن داده‌های دیجیتالی و دانستن نیازهای اساسی مشتری ایجاد می‌شود. در انتهای زنجیره اما، چاپ سه بعدی این مجموعه ارزش‌ها را به صورت یک محصول بسته‌بندی می‌کند. بیایید مانند Apple، Airbnb و Alibaba در مورد زنجیره‌های ارزشی تجدید نظر کنیم.

طبق نظر Fried، کمپانی‌ها می‌فهمند که باید کارها را متفاوت انجام دهند و این در واقع ساخت افزایشی‌ست که  آنها را قادر می‌سازد تا تغییرات را ایجاد کنند. در واقع می‌توان این‌طور بیان کرد که میراث ساخت افزایشی چیزی نیست که به ما اجازه‌ی ساختن بدهد بلکه ساختن را برای ما ممکن می‌سازد.

Additive Manufacturing؛ یک تکنولوژی برای تمام فصول

بحران COVID-19 باعث افزایش شدید توجه‌ها به دنیای آنلاین شده است. در عین‌ حال بحران آب‌ و‌ هوا هم یک احساس اضطرار را برای تجدیدنظر در وضعیت سیستم‌های اقتصادی و صنعتی موجود برمی‌انگیزد. ادامه‌ی ظهور این بحران‌های شدید به این معناست که دیگر نمی‌توانیم به روال گذشته ادامه دهیم. بنابراین باید به طرز چشمگیری در نحوه فعالیت صنایع و چگونگی ایجاد راه‌ حل برای چالش‌های جدید بازنگری کنیم.

رفع فشارهای ناشی از این نوع تهدیدات، نیازمند برداشتن گام‌های رو به جلوی بیشتری است. باید با تغییر نگرش خود در مواجهه با راه‌حل‌ها راهی به سوی خلق طرح‌های جدید بنیادی و فرآیندهای نوآورانه باز کنیم؛ کاری که ساخت افزایشی به طور طبیعی برای انجام آن طراحی شده است.

به‌عنوان مثال ایرباس را در نظر بگیرید. اخیرا برنامه‌هایی را برای تسریع در توسعه جت‌های تجاری مجهز به هیدروژن و چشم‌پوشی از توسعه‌ی موتورهای هیبریدی در نظر گرفتند. این بدان معناست که تا سال ۲۰۳۵ جهان می‌تواند اولین هواپیمای بدون پساب را ببیند. فناوری‌هایی مانند ساخت افزایشی می‌توانند در تحقق این نوع مفاهیم نوآورانه سهم بزرگی داشته باشند.

بیش از هرچیز دیگری این بحران‌های جهانی هستند که انگیزه صنایع را برای پیگیری سریع نوآوری‌ها برمی‌انگیزند. چنین فضای بازآفرینی در واقع فرصتی استثنائی برای ساخت افزایشی‌ست که در زمینه‌ی طراحی و ساخت پیشگام است.

ساخت افزایشی محدودیت‌های تولید سنتی را پشت‌سر گذاشته و کمک می‌کند تا طراحان به جای تولید، روی راه‌حل تمرکز کنند. در چنین صورتی این فناوری، امکان صرفه جویی در وزن، زمان و هزینه را فراهم می‌سازد.

بنابراین با بازگشت به صفحه طراحی، این آزادی عمل را داریم تا به فناوری‌های جدید فرصت بازبینی بدهیم. پس تنها چیزی که می‌تواند محدودیت ایجاد کند تخیل ماست.

شخصی‌سازی فرآیند، مزیت چشمگیر چاپ سه بعدی

ویژگی متمایز‌کننده و منحصر‌به‌فرد چاپ سه بعدی این است که به طور قابل‌توجهی هزینه سفارشی‌سازی محصولات را کاهش می‌دهد. در این میان آن‌چه اغلب نادیده گرفته می‌شود، اهمیت توانمندسازی مهندسان و اپراتورها برای شخصی‌سازی و بهینه‌سازی فرآیند چاپ است.

اما چرا سفارشی‌سازی تا این حد مهم است؟! مگر دنیای ایده‌آل ساخت افزایشی این نیست که اپراتور به سادگی دکمه شروع را فشار داده و سپس هر محصولی را که می‌خواهد، براساس مجموعه‌ای از پارامترهای از پیش نصب‌‌شده چاپ کند؟

این نگرش توهمی بیش نیست. دنیایی که یک فرآیند چاپ استاندارد در آن متناسب با همه برنامه‌ها باشد اشتباه، کوته بینانه و از همه مهمتر کسل‌کننده است.

اولا، به این دلیل که چاپ سه بعدی چنان فناوری انعطاف‌پذیری‌ست که اگر فقط از چند فرآیند استاندارد صرف‌نظر از محصولی که در حال تولید است استفاده شود، در واقع کمتر از پتانسیلش از آن بهره‌برداری شده است. اگر می‌خواهیم از تکنولوژی ساخت افزایشی در حد کامل استفاده کنیم، باید تک تک پارامترهای دستگاه و روند کار را برای محصول خاصی که قصد چاپ آن را داریم تغییر دهیم. در مورد مدل‌سازی در مقیاس کوچک، این امکان خیلی مهم نیست اما از آنجا که ساخت افزایشی بیشتر برای تولید انبوه استفاده می‌شود، بدیهی است که نیاز به ارائه بهینه‌ترین فرآیند برای یک محصول خاص، مورد توجه قرار می‌گیرد.

ثانیا، فلسفه‌ی یک فرآیند متناسب با همه‌ی محصولات کوته‌بینانه است، زیرا کاملاً از این واقعیت غافل است که شخصی‌سازی و بومی‌سازی دست به دست هم می‌دهند. یا به عبارت دیگر چاپگرهای سه بعدی تنها در یک محیط تولید توزیع‌شده می‌توانند مستقر شوند، در صورتی که اپراتورهای محلی از آزادی و توانایی تنظیم فرآیند با واقعیت محلی خود برخوردارند. به طور معمول، پارامترهای اصلی به صورت متمرکز تنظیم می‌شوند و سپس پارامترهای ثانویه‌ی خاص‌تر توسط مهندسان در محل مربوطه تنظیم می‌شود تا نیازهای محلی آنها را برآورده کند.

جهانی که در آن یک اپراتور نتواند دانش و تخصص خود را در فرآیند چاپ سه بعدی به‌کار گیرد، نه‌تنها دنیای کسل‌کننده‌‌ای‌ست بلکه این امر خطرناک نیز خواهد بود، زیرا جهانی با رقابت کمتری خواهیم داشت که در آن چاپ سه بعدی قادر نیست خود را از سایر اپراتورها متمایز کند. بنابراین عدم رقابت به معنای عدم نوآوری است.

هرچه اپراتورهای بیشتری قادر به تنظیم دقیق، بهینه‌سازی و شخصی‌سازی روند چاپ سه بعدی باشند، ارزش چاپ سه بعدی بیشتر خواهد شد. درست است که چاپ سه بعدی باید سریع‌تر، ارزان‌تر و قابل اطمینان تر شود، اما برای رسیدن به این نقطه مهم‌تر از همه چیز شخصی‌سازی آن است.

عدم اتلاف وقت در فرآیند ساخت افزایشی

COVID-19 جهان را به یک وضعیت اضطراری دائمی سوق داده است. متخصصان حوزه‌ی سلامت و مصرف کنندگان کالاهای پزشکی و کالاهای مصرفی روزمره با کمبود لوازم بهداشتی و مشکلات کیفی روبرو شده‌اند که منجر به ایجاد یک بازار جهانی متکی به تولید متمرکز و انبوه شد. مواردی که قبلا به کار می‌بردیم دیگر در دسترس نیستند یا حتی مناسب نبوده و راه‌حل‌های جدید باید سریعاً توسعه یابند.

ساخت افزایشی یکی از آن فناوری‌های دیجیتالی است که با جبران هزینه‌ی مصرفی در کوتاه‌مدت، توانسته تولید کم هزینه و کم خطر را ارائه دهد. شرکت‌هایی که فناوری ساخت افزایشی را از ده سال پیش پذیرفته‌اند از موقعیت خوبی برخوردارند تا تغییرات بیشتری را در این فناوری ایجاد کنند، اما شرکت های تازه وارد مجال کافی را برای این منظور ندارند.

در این راستا شاهد روند رو به رشد خدماتی هستیم که شرکت‌ها را در این مسیر راهنمایی می‌کنند. به عنوان مثال در دنیای پزشکی می بینیم که ارزش داروی شخصی‌سازی شده کاملاً مشخص است، اما به‌علت عدم اطمینان پذیرش کمی در آن وجود دارد. بنابراین راه‌حل‌های جدید باید شواهد محکمی از ایمنی و موثر بودن ارائه دهند. خدمات مشاوره‌ای می‌توانند با به اشتراک گذاشتن دانش تخصصی خود در مورد آنچه که این فناوری می‌تواند انجام دهد و نیز روش صحیح تولید، خطر چنین سرمایه‌‌گذاری‌های کلانی را به حداقل برسانند.

* مسئولیتی در برابر صحت مطالب تبلیغاتی ندارد و راستی‌آزمایی محتوای تبلیغ بر عهده مخاطب می‌باشد*