مهندسی معکوس | طراحی سه بعدی | پرینت سه بعدی

فواید و معایب تولید قطعات به روش پرینت سه بعدی

فواید و معایب تولید قطعات به روش پرینت سه بعدی

فواید و معایب تولید قطعات به روش پرینت سه بعدی


تکنولوژی پرینت سه بعدی به واسطه روش متفاوتی که در مقایسه با تکنولوژی های ساخت صنعتی عرضه می کند دارای مزایای بسیاری است.


دقت بالا در تولید ، سرعت بالاتر نسبت به بسیاری از روش‌های سنتی و همچنین ارزان بودن این روش همه باعث شده است که بسیاری از صنایع به این تکنولوژی مدرن تولیدی روی بیاورند.


در این مقاله قصد داریم مزایا و معایب تکنولوژی پرینت سه بعدی را مورد بررسی قرار دهیم و به این موضوع بپردازیم که فواید و معایب تولید قطعات به روش پرینت سه بعدی چیست

با ادامه این مقاله همراه ما باشید.


فواید استفاده از پرینتر سه بعدی


ساخت هر چیزی با پرینتر سه بعدی


 

اولین مزیتی که در تولید قطعه با پرینت سه بعدی وجود دارد توانایی ساخت هندسه های پیچیده است. منظور از پیچیدگی قطعات ، ساختار نامتعارف برای تولید آن ها با روش های سنتی است اما پرینت سه بعدی به دلیل روش متفاوتی که در این زمینه ارائه می کند امکان ساخت هر نمونه ای را میسر می کند.


در روشهای تولیدی سنتی به دلیل محدودیت های این روش های تولید ، امکان ساخت بسیاری از قطعات با هندسه های پیچیده وجود نداشت و طراحی قربانی محدودیت های تولید میشد.

این ویژگی مثبت در پرینت سه بعدی باعث می شود که مدل های سه بعدی بدون محدودیت خلق شوند و این خود موجب شکوفایی در طراحی و تولید شده است.

 

بسیاری از زمان ها ممکن است هندسه قطعه به گونه ای باشد که پرینتر سه بعدی نیز برای چاپ آن با چالش همراه باشد در این شرایط در حین ساخت قطعه از روش ساپورت گذاری استفاده می شود.


 

 

منظور از ساپورت ، اتصالات تکیه گاهی موقتی است که در نواحی خالی  زیر قطعه قرار می‌گیرد تا از ریزش آن جلوگیری کنند. این اتصالات موقت هستند و بعد از اتمام پرینت از قطعه جدا میشود

 

 

اگر قصد داشتن اطلاعات بیشتر در مورد ساپورت دارید مقاله زیر را به شما پیشنهاد می کنیم.


 ساپورت در پرینتر سه بعدی چیست؟


پرینتر سه بعدی به طراحان و تولیدکنندگان این اجازه را می دهد که طرح های پیچیده را تولید کنند. طرح های پیچیده ای که شاید قبل از ابداع روش تولید با پرینتر سه بعدی ، ساخت آنها با روش های سنتی غیر ممکن بود یا با سختی زیادی همراه بود.


از طرف دیگر چاپ سه بعدی سه بعدی به دلیل هزینه پایین تری که نسبت به روش های سنتی تولیدی دارد می تواند نمونه قبل از تولید نهایی را با هزینه کم تری برای تولید کننده بسازد.


تولید با تعداد محدود


مزیت دیگر پرینترهای سه بعدی، قابلیت سفارشی‌سازی قطعات در آن است به‌طوری‌ که در هر نوبت چاپ سه بعدی می‌توان یک قطعه را با ویژگی‌های کاملاً متفاوت نسبت به قطعه قبلی ساخت.

نکته مثبت دیگر در پرینتر سه بعدی امکان تولید قطعه به تعداد محدود است.


فرض کنید شما تولید کننده ای هستنید که می خواهید یک محصول کاملا سفارشی را تولید کنید. تعداد تولید مد نظر محدود و فقط برای مصارف خاص است. آیا برای اینچنین پروژه ای نیاز به ساخت قالب و صرف هزینه چند میلیاردی است؟

 

پرینت سه بعدی


با وجود پرینتر سه بعدی پاسخ این سوال منفی است!

 

پرینترهای ۳ بعدی این امکان را برای شما فراهم می کنند با تعداد محدود یک قطعه را تولید کنید که کاملاً توجیه اقتصادی در تولید آن دارد.

 

از طرف دیگر در بسیاری از زمان ها لازم است از یک قطعه در سایزها و شکل های گوناگون تولید شود که پرینتر سه بعدی این امکان را فراهم می کند که به صورت تکی قطعات را چاپ کند.

 

پرینت سه بعدی


فرض کنید دستگاهی دارید که یکی از قطعات کم یاب آن خراب شده است کافی است یک نمونه نرم افزاری از آن قطعه طراحی سه بعدی شود و با دستگاه پرینتر سه بعدی چاپ شود.


پرینت سه بعدی


این روش می تواند یک دستگاه بلااستفاده را بار دیگر به کار بیاندازد.

 

کاهش هزینه های جانبی تولید

 

مزیت دیگر تولید با چاپ سه بعدی در این است که برای ساخت قطعه به به این روش تنها به یک دستگاه پرینتر سه بعدی نیاز است.

 

همانطور که در بخش قبل گفته شد استفاده از روش های سنتی برای تولید قطعات می تواند بسیار پر هزینه و دردسرساز باشد.

 

به عنوان مثال برای تولید قطعات با فرآیندهای ریخته گری فلز یا قالب تزریق پلاستیک هر قطعه از یک محصول نیاز به یک قالب مجزا دارد و همین موضوع باعث شده است که هزینه اولیه تولید آن بسیار زیاد باشد.


از طرف دیگر به دلیل گران بودن قالب ، تولید کننده مجبور است از آن قطعه به تعداد زیادی تولید کند تا بتواند حاشیه سود مناسبی به دست آورد.

 

ولی در پرینت سه بعدی می‌توان با تعداد محدود قطعات را تولید کرد که این ویژگی مثبت هم هزینه اولیه تولید کننده را کاهش می دهد هم سودآوری خوبی خواهد داشت

 

ساخت نمونه های اولیه قطعه با هزینه کم و سرعت بالا

 

ویژگی دیگر پرینترهای سه بعدی کاربرد بالای آن ها در مراکز تولیدی کوچک ، آموزشگاهها و استارتاپ ها است و وسیله ای مناسب برای کارآفرینان به شمار می رود.


با تولید قطعات به روش چاپ سه بعدی می توان از یک محصول اولیه که هنوز مرحله پیش از تولید نهایی خود را می گذراند ، با یک قیمت بسیار پایین تولید اولیه انجام داد.


نمونه ارزان تولید شده از لحاظ توجیه اقتصادی تولید انبوه ، کیفیت کار ، زیبایی ظاهری و پیدا کردن بازار فروش و ویژگی های دیگر مورد بررسی قرار داده می شود.


برای این که یک قطعه به مرحله تولید نهایی برسد لازم است از آن قطعه قالب تهیه شود. بسیاری از جزئیات مدل طراحی شده شاید در نرم افزار سه بعدی مشخص و نمایان نباشد.


لازم باشد یک نمونه فیزیکی ابتدا از آن تهیه شود تا اگر عیب و نقصی در کار وجود دارد پیش از مرحله تولید نهایی برطرف شود.

 

پرینتر سه بعدی می تواند با ارزان ترین و ساده ترین شکل ممکن نمونه‌ای از محصول را بسازد و تولید کننده ، کیفیت قطعه ای که قصد عرضه کردن آن به بازار دارد را بسنجد.

 

در صورتی که ایرادی در کار وجود دارد آن را برطرف کند و در صورتی که شرایط برای تولید نهایی فراهم باشد با خیال راحت تری پای به مرحله تولید انبوه بگذارد.

 

به دلیل این که در انجام پرینت سه بعدی از ابزارهای متفاوتی برای ساخت محصولات استفاده نمی‌شود و تنها ابزار اصلی همان دستگاه پرینتر سه بعدی است، هزینه‌ی تمام شده برای تولیدکنندگان بسیار کاهش می‌یابد.


تصور کنید که یک طراح و یا کارآفرین قصد دارد محصولی را به طور محدود به بازار عرضه کند تا واکنش بازار را به آن محصول بسنجد.


هرچه هزینه‌ی تمام شده برای تولید یک محصول در تعداد محدود کمتر باشد، تغییرات در شکل کار کم ریسک تر خواهد بود.

 

به هدر رفتن کم تر ماده پسماند


تکنولوژی های تولیدی سنتی اغلب از نوع کاهشی هستند روش‌هایی مانند فرز کاری ، تراشکاری و بکارگیری دستگاه و ماشین آلات سی ان سی به این شکل کار می کنند که یک بلوک خام تحت براده برداری یا برش قرار می‌گیرد تا به فرم مورد نظر برسد.

 

در این روش اتلاف زیادی در مواد اولیه به وجود می‌آید به عنوان نمونه بسیاری از قطعات خودرویی برای اینکه به ماشینکاری کامل برساند حجم زیادی از بلوک خام فلزی در طی فرایند ماشینکاری به هدر می رود.

 

 

ولی پرینتر سه بعدی یک روش تولید افزایشی است که در این فرآیند با قرار گرفتن لایه به لایه مواد خام پلاستیکی قطعه نهایی تولید می شود طبق ماهیت تولید به روش پرینت سه بعدی تنها همان میزان مواد اولیه برای ساخت قطعات مورد نیاز است در فرآیند تولید بکار می رود.

 

در اغلب تکنولوژی های پرینت سه بعدی پسماندی باقی نمی ماند البته مدل هایی که دارای ساپورت هستند تا حدودی ماده زاید تولید خواهد شد.

 

ساپورت ها بعد از تمام شدن پرینت از قطعه جدا میشوند و دیگر کاربردی ندارد و می توان گفت این تنها پسماندی است که در پرینت سه بعدی به وجود می آید.

 

حتی در فرایند ساخت قطعات با تکنولوژی پرینت SLS پسماند به وجود می آید اما پس از اتمام پرینت مواد باقیمانده مجددا قابل استفاده است

 

تا اینجا سعی شد به مهم ترین مزیت های استفاده از پرینتر سه بعدی اشاره شد.

 

اما استفاده از پرینتر سه بعدی و به کارگیری تکنولوژی ساخت افزایشی دارای معایبی نیز است که در ادامه مقاله به آن اشاره خواهیم کرد.


معایب استفاده از پرینتر سه بعدی

 

هزینه‌ی تمام‌شده‌ی بالا برای تولید انبوه


در بسیاری از روش های تولید قطعات ، هزینه ساخت قطعه زمانی توجیه پذیر است که تعداد  تولید شده ازحد معینی بیشتر شود.


به عنوان مثال چنانچه از روش تولید تزریق پلاستیک استفاده می شود اگر تعداد قطعات ساخته شده کم باشد به دلیل هزینه بالای ساخت قالب توجیه اقتصادی نخواهد داشت و فقط زمانی تولید قطعه شامل سود آوری می شود که از حد معینی بیشتر تولید شود


برای تولید انبوه قطعات استفاده از روش پرینتر سه بعدی چندان منطقی و توجیه پذیر نیست زیرا برای تولید تکی قطعات هزینه چاپ زیاد خواهد بود همچنین سرعت تولید در مقایسه با روش هایی مانند تزریق پلاستیک کندتر است.

 

البته چنانچه یک قطعه تنها به تعداد محدودی تولید شود استفاده از روش تولید افزایشی میتواند منطقی باشد در غر اینصورت چندان روش مناسبی به شمار نمی رود.

 

تنوع پایین در رنگ و جنس به کار گرفته شده

 

ضعف دیگری که به روش پرینت سه بعدی وارد است تنوع پایین آن در رنگ و متریال به کار رفته است.

 

هرچند با پیشرفت تکنولوژی پرینت سه بعدی هر روزه شاهد استفاده از مواد مختلفی در این روش تولیدی هستیم اما هنوز نمی توان از این روش برای تولید قطعات با متریال های مختلف و خاص استفاده کرد.


به طور مثال قطعه ای را در نظر بگیرید که قرار باشد برای تولید آن از نوع خاصی از کامپوزیت استفاده شود.

در این شرایط ، پرینت سه بعدی به دلیل محدودیت‌های زیادی که در انتخاب متریال دارد نمی تواند نیاز تولید کننده را به طور کامل برطرف کند.

 

همان طور که به آن اشاره شد به دلیل سرعت چشمگیر پیشرفت تکنولوژی پرینت سه بعدی بعید نیست در آینده نزدیک شاهد ورود تمامی متریال های تولیدی به این تکنولوژی باشیم.

 

کیفیت سطح نسبتا پایین در مقایسه با تزریق پلاستیک

 

کیفیت خروجی سطح یک قطعه پرینت سه بعدی شده را نباید با یک قطعه تولید شده به روش تزریف پلاستیک مقایسه کرد.

 

روش تولید قطعات پرینت شده به این صورت است که به صورت لایه لایه چاپ انجام می شود و به همین دلیل لایه های روی هم قرار گرفته بر روی سطح مشاهده می شود

 

هر چند می توان با عملیات پولیش کاری این لایه ها را تا حد زیادی کم کرد اما باز هم کیفیت نهایی کار با یک قطعه از قالب تولید شه قابل مقایسه نخواهد بود.

 

 

مقاومت و دوام کم

تابه امروز پرینترهای سه بعدی نتوانستند که در مواردی مانند مقاومت و استحکام همانند روش های تولیدی سنتی باشند.

هر چند با پیشرفت تکنولوژی پرینت سه بعدی و استفاده از متریال های مقاومی مانند فیلامنت abs تا حد زیادی به قطعه خروجی استحکام بخشیده است اما باز هم نمی توان آن را با یک قطعه قالب شده مقایسه کرد.

 

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

جستجو

جهت مشاوره رایگان تماس بگیرید