چقدر تکنولوژی ساخت افزایشی را می شناسید؟

دو مفهوم “Addditive Manufacturing” و “۳D Printing” را در نظر داشته باشید. در زبان فارسی برای مفهوم “Additive Manufacturing” از معادل ساخت افزایشی یا  ساخت افزودنی و برای عبارت “۳D Printing”  عبارت پرینت سه بعدی بکار برده می شود. به هر میزانی که در نوشتار پرینت سه بعدی نیزاختلاف سلیقه دیده شود و تعدادی از افراد آن را پرینت۳بعدی هم می‌ نویسند. پس در حالت کلی این معادل ها را در نظر بگیرید:

Additive Manufacturing == ساخت افزایشی

۳D Printing == پرینت سه بعدی

تعاریف موجود برای تکنولوژی ساخت افزایشی چیست؟

در ساده‌ ترین تعریف از تکنولوژی ساخت افزایشی چیست؟ می توان گفت که ساخت قطعات فیزیکی با قرار دادن لایه‌ به‌ لایه‌ ی مواد بر روی یکدیگر. ساخت افزایشی، ساخت افزودنی و یا همان Additive Manufacturing گفته می‌شود.

در اصل می توان برای Additive Manufacturing یا تکنولوژی ساخت افزایشی چیست؟ سه تعریف را ارائه نمود:

تعریف اول

تکنولوژی ساخت افزایشی و پرینت سه بعدی دو مجموعه کلمات برای یک مفهوم هستند. به بیانی دیگر، تکنولوژی ساخت افزایشی یا پرینت سه بعدی به یوه ای اطلاق می گردد که یک مدل کامپیوتری سه بعدی به عنوان ورودی به دستگاهی با نام پرینتر سه بعدی داده‌ می‌ شود و آن دستگاه با قرار دادن انتخابی و لایه‌ به‌ لایه‌ی مواد، یک قطعه‌ی فیزیکی را به عنوان خروجی تحویل میدهد.

نکته

در این تعریف از تکنولوژی ساخت افزایشی چیست؟، نگاهی کاملاْ مکانیکی به آن شده است و فقط به یک دستگاه و روش ساخت اختصاصی آن اشاره کرده اند.

تعریف دوم

هریک از وسیله های ساخت، توانایی‌ ها و محدودیت‌ های ویژه خود را دارا می باشند. در صورتی که بخواهید یک شیر آب را ایجاد نمائید، در حالت کلی مراحل طراحی آن، لازم است به فکر چگونگی ساخت آن نیز باشید. بدین معنا که ممکن نیست طراح بی خبر از این مورد که این شیر آب قرار است به چه روشی به تولید برسد، یک طرح عجیب و غریب را ارائه سازد. حتی امکان دارد که طراح شیر آبی منحصر به فرد و خلاقانه را طراحی نماید، اما ساخت آن با شیوه موجود در ذهن او ممکن نباشد.

اما…

ساخت افزایشی/ پرینت سه بعدی به علت محدودیت‌ ها و قابلیت های متفاوتی که با متد های قدیمی و سنتی دارند، امکانات متفاوتی را در ختیار طراح قرار می دهند. بسیاری از طرح‌ هایی که در شیوه های قدیمی امکان ساخت نبود، با تکنولوژی ساخت افزایشی امکان پذیر گشت. و برعکس خیلی از طرح‌ ها در صورتی که با پرینتر سه بعدی به وجود آیند صرفه‌ی اقتصادی لازم را ندارند.

به وسیله ماهیت متفاوت تولید افزایشی/پرینت سه بعدی، در حال حاضر راه ها و نرم‌ افزار های جدیدی گسترش یافته اند که در جهت استفاده‌ در ساخت افزایشی تخصصی گشته اند. از طرفی به کمک گسترش پرینتر سه بعدی و امکان ساخت خانگی و کارگاهی قطعات پیچیده، استفاده از پرینتر سه بعدی نیز گسترش پیدا نموده است. اما در ادامه این مبحث تعریف دوم از تکنولوژی ساخت افزایشی چیست؟ آورده شده است:

به مجموعه‌ ی روش‌ های پرینت سه بعدی، طراحی سه بعدی و اسکن سه بعدی که برای ساخت یک محصول همکاری می‌ کنند ساخت افزایشی یا ساخت فزاینده گفته می‌ شود.

تعریف سوم

تعریف سوم که در منبع های علمی‌ تر و صنایع بزرگ بیشتر کار می رود، دیدگاه از مراحل ساخت توسط یک دستگاه فرا تر رفته و به یک زنجیره‌ ی ارزش یا Value Chain اشاره می‌ گردد. ویژگی کلیدی این چرخه‌ ی ارزش در این می باشد که از متدی نوین و خاص برای ساخت قطعات فیزیکی استفاده می‌ نماید که همان پرینت سه بعدی می باشد. این تعریف در مقابل راه های سنتی ساخت، ساخت کاهشی(Subtractive Manufacturing) و ساخت با تغییر شکل(Shapeforming Manufacturing) می‌ آید.

تعریف سوم ساخت افزایشی را در ادامه واضح تر بیان می کنیم:

با یک مثال آغاز می کنیم. زنجیره‌ ی تولید و مصرف یک آچار پیچ‌ گوشتی را در نظر داشته باشید. جدا از شیوه ساخت، این زنجیره به متد زیر می باشد:

سناریوی اول

ماده‌ی خام همچون فولاد به کارخانه‌ ی تولید کننده در کشور چین آورده. و در آن جا با تکنولوژی ریخته‌ گری یا ماشین کاری که مورد نخشت زیر مجموعه‌ ی راه های ساخت با تغییر شکل و مورد دوم زیر مجموعه‌ ی متد های ساخت کاهشی می باشد، ساخته می‌ شود. در مرحله بعدی این محصولات را بسته‌ بندی می کنند و به منظور فرستادن به مناطق مختلف جهان مورد آماده سازی قرار می گیرند. بعد از اینکه این محصول ها را با کشتی به کشوری همچون کشور ایران رساندند. در انبار های بزرگ نگهداری می‌ شوند تا به پخش‌ کننده‌ ها فروخته شوند. در آخر پس از چند بار دست به دست شدن این محصولات، مصرف‌کننده آچار پیچ‌ گوشتی مورد نظر را از خرده‌ فروشی‌ ها می خرند.

متن بالا نشان دهنده بخش‌ های الزامی زنجیره‌ ی تامین یک آچار پیچ‌گوشتی فرضی می باشد که با متد های سنتی به تولید می رسند. اکنون اگر بخواهیم به جای بکار گیری از روش‌ های سنتی همچون ریخته‌ گری و ماشین‌ کاری، پرینت سه بعدی را بهکار ببریم، تمامی این مراحل به شیوه زیر دگرگون می‌ شود:

پرینتر سه بعدی Kobra Plus: جهت مشاهده این محصول جذاب کلیک کنید.

سناریوی دوم

ماده‌ ی خام به دست مصرف‌کننده‌ که خریدار نهایی آچار پیچ‌گوشتی می باشد، می‌ رسد و آن شخص با پرینتر سه بعدی آچار پیچ‌ گوشتی که مد نظر دارد، می‌ سازد. با نگاهی دیگر سناریو ی بد بینانه به صورت زیر می‌ گردد:

سناریوی دوم پلاس

ماده‌ ی اولیه به دست یک کارگاه محلی حاضر در سطح شهر یا استان که پرینتر های سه بعدی پیشرفته‌ تر و صنعتی دارد، می‌ رسد و آن‌ ها آچار پیچ‌ گوشتی را به منظور استفاده مصرف‌ کننده‌ ی نهایی می‌ سازند.

حال کافیست سناریوی اول را با سناریوی دوم و حتی سناریوی دوم پلاس مقایسه نمائید. تا تغییر ایجاد شده به وسیه ساخت افزایشی در زنجیره‌ ی تامین را بفهمید. اثرات این تغییر فقط به استفاده از یک دستگاه متفاوت برای ساخت محدود نمی‌ شود. و کل مباحث مرتبط با اقتصاد، حقوق و مالکیت، بازاریابی، مدیریت و … یک محصول را دگرگون می‌کند. به همین دلیل هم است که در دانشگاه‌های بزرگ دنیا، ساخت افزایشی یا Additive Manufacturing تنها در دانشکده‌های مهندسی جدی گرفته نمی‌شود. و دانشکده‌های دیگر هم به طور جدی به آن می‌پردازند.

در حقیقت این داستان‌ها مقدمه ای بودند برای اینکه بگوییم: تعریف سوم از ساخت افزایشی به زنجیره‌ی ارزشی اشاره دارد که محوریت آن استفاده از پرینتر سه بعدی است. تمام! اینکه در کجا منظور از ساخت افزایشی تعریف اول، دوم یا تعریف سوم است، به بستر آن بحث وابسته است. ولی ما در مجموعه سارای 3D از یک ادبیات ثابت استفاده می‌ کنیم:

1. هرکجا قرار باشد در مورد تعریف اول ساخت افزایشی صحبت کنیم، از عبارت «پرینت سه بعدی» استفاده می‌کنیم. چون در این حالت کاملا معنای مشابهی دارد و سری که درد نمی‌کند …
2. هرکجا از عبارت‌ «ساخت افزایشی» یا «Additive Manufacturing» استفاده کردیم، منظور تعریف دوم یا سوم ساخت افزایشی است که با توجه به بستر بحث کاملاْ‌ قابل تشخیص است.