نقش چاپ سه بعدی در کارخانه ها

 حل چالش‌های رایج خطوط تولید با چاپ سه‌بعدی

خطوط تولید همواره با مشکلاتی مانند خرابی قطعات، توقف ناگهانی ماشین‌آلات، نرخ بالای ضایعات و کاهش کیفیت محصول مواجه هستند. چاپ سه‌بعدی با امکان تولید سریع قطعات یدکی، بازطراحی ابزارها و بهبود کارایی تجهیزات، راه‌حلی نوآورانه برای رفع این چالش‌ها ارائه می‌دهد و به کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری کمک می‌کند.

خرابی قطعات و کاهش زمان توقف تولید

عواملی مانند ساییدگی ناشی از کارکرد مداوم، تنش‌های حرارتی، نقاط جوش ضعیف و مکانیزم‌های چندبخشی می‌توانند باعث آسیب یا حتی خرابی کامل برخی قطعات خط تولید شوند. این موضوع معمولاً شامل قطعات حیاتی مانند گیره‌ها، پدهای مکش یا جیگ‌ها می‌شود که خرابی آن‌ها می‌تواند به مشکلات کیفیت محصول منجر شود. توقف ناخواسته تولید در حین انجام تعمیرات، هم هزینه‌بر است و هم آزاردهنده.

چاپ سه‌بعدی یک قطعه جایگزین – حتی با مشخصات طراحی متفاوت – می‌تواند نرخ خرابی و زمان توقف برای تعمیرات را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد. بازطراحی می‌تواند تعداد قطعات مجزا را کاهش دهد، ساختارهای مستعد شکست را تقویت کند یا با تغییر توپوگرافی سطح، جایگزین بهتری ارائه دهد. توانایی چاپ سه‌بعدی قطعات کلیدی خط تولید، همچنین ریسک‌های زنجیره تأمین مانند کمبود قطعات از سوی سازندگان اصلی (OEM) را کاهش داده و زمان تحویل برای قطعات نگهداری، تعمیر یا عملیات (MRO) را به شدت کوتاه می‌کند.

کاهش نرخ ضایعات و بهبود کیفیت محصول

حذف کامل محصولات معیوب یا اطمینان از اینکه نرخ ضایعات در محدوده سختگیرانه‌ی استانداردهای کیفیت (AQL) باقی بماند، آرزوی مشترک تمام تولیدکنندگان است. نقص‌های فرآیند تولید که در شرایط عادی رخ می‌دهند، نه تنها موجب کاهش کیفیت و لطمه به اعتبار می‌شوند، بلکه هزینه‌ها را افزایش داده و اصول تولید ناب را تهدید می‌کنند.

چاپ سه‌بعدی می‌تواند قابلیت‌های جابجایی محصول را در مراحل کلیدی فرآیند تولید بهبود دهد و یا با بازطراحی، ثبات اجزا را افزایش دهد. به عنوان مثال، یک مشکل رایج در گیره‌های مکشی سنتی این است که نقاط اتصال داخلی آن‌ها مستعد نشت هوا هستند – که به مرور باعث لغزش محصول و در نهایت مشکلات کیفیت و افزایش نرخ ضایعات می‌شود. چاپ سه‌بعدی این امکان را می‌دهد که کانال‌های پیچیده به صورت یکپارچه ساخته شوند، در نتیجه نیاز به چندین نقطه اتصال حذف شده و خطر بروز چنین مشکلات عملکردی کاهش می‌یابد.

معرفی محصولات جدید به خط تولید

یکی از بزرگ‌ترین مزایای چاپ سه‌بعدی در مقایسه با فرآیندهای سنتی «کاهشی» این است که امکان توسعه قطعات خط تولیدی را فراهم می‌کند که پیش‌تر به دلیل پیچیدگی هندسی یا ترکیب مواد، غیرعملی یا حتی غیرممکن بودند. با استفاده از چاپ سه‌بعدی، ابزارهای سفارشی – که معمولاً معرفی آن‌ها زمان‌بر و پرچالش است – می‌توانند در مدت‌زمان بسیار کوتاه‌تری طراحی، آزمایش و اجرا شوند. این مزیت کلیدی در بسیاری موارد باعث می‌شود که نیازی به ایجاد خطوط تولید جدید یا بخش‌های اضافی خط تولید نباشد. به عنوان مثال، گیره‌های انگشتی که معمولاً باید برای تطبیق با تغییرات شکل و اندازه محصول تعویض شوند، می‌توانند با چاپ سه‌بعدی از مواد انعطاف‌پذیرتر و با انعطاف‌پذیری طراحی‌شده، قابلیت پذیرش محصول را بهبود دهند بدون اینکه دقت یا عملکرد گیره کاهش یابد.

ایمنی و بهداشت در خطوط تولید

مسائل ایمنی و بهداشت همچنان چالش‌های مهمی برای کارگران هستند. از سال 2012، حدود یک‌ ششم تولیدکنندگان در بریتانیا وقوع آسیب به کارکنان را گزارش کرده‌اند. در سال‌های 2016-2015، حدود 0.3 میلیون روز کاری به دلیل این مشکل از دست رفته است. این آمار، هرچند ملی است، اما بازتاب یک مسئله جهانی نیز هست. یافتن راه‌هایی برای ساخت تجهیزات خط تولید سبک‌تر، ایمن‌تر و آسان‌تر برای استفاده، یک اولویت است. از ساده‌سازی ساختار قطعات به منظور بهبود ارگونومی گرفته تا ایجاد ساختارهای داخلی – که با هیچ فناوری تولید دیگری امکان‌پذیر نیست – برای توزیع یکنواخت استحکام و کاهش وزن کلی، چاپ سه‌بعدی در حال حاضر تأثیر قابل‌توجهی بر استراتژی‌های ایمنی و بهداشت در سراسر جهان دارد.

کاهش زمان چرخه تولید و افزایش بهره‌وری

در اقتصاد رقابتی جهانی که مشتریان خواهان کالاهای کم‌هزینه، باکیفیت و اغلب متمایز هستند، بهبود چرخه توسعه و تولید محصول برای کاهش زمان عرضه به بازار به یک هدف تقریباً جهانی در صنعت تولید تبدیل شده است. به حداکثر رساندن بهره‌وری خط تولید برای کسب‌وکارها ضروری است. تجهیزات و اجزای مونتاژ قابل‌انطباق که با تغییرات محصول سازگار باشند، و قطعات جایگزین چاپ‌شده سه‌بعدی برای تولیدات کوتاه‌مدت یا زمان‌تحویل کم که به شدت زمان توقف را کاهش می‌دهند، بسیار کاربردی هستند. با این حال، شاید بزرگ‌ترین پتانسیل چاپ سه‌بعدی در توانایی آن برای بهبود ارگونومی قطعات باشد. این‌که گیره‌ها، جیگ‌ها، پایه‌ها، نازل‌ها و سایر قطعات بتوانند از مواد متنوع‌تر ساخته شده، سبک‌تر، آسان‌تر برای کار، بادوام‌تر و در نهایت سریع‌تر قابل استفاده باشند، تأثیر زیادی بر حفظ چرخه‌های تولید ناب و کارآمد دارد.

چاپ سه‌بعدی در خطوط تولید خودرو

چاپ سه‌بعدی به یک بازی‌ساز در صنعت خودروسازی، به‌ویژه در خطوط تولید خودرو، تبدیل شده است. تولید افزایشی به شرکت‌های خودروسازی این امکان را می‌دهد که قطعات را در صورت نیاز تولید کنند و در نتیجه هزینه‌های انبارداری و نیاز به فضای ذخیره‌سازی را کاهش دهند. این فناوری به‌ویژه برای تولید قطعات سفارشی در مدل‌های خاص یا نسخه‌های محدود بسیار مفید است.

نمونه‌سازی سریع – که یکی از مزایای مهم چاپ سه‌بعدی است – به طراحان این امکان را می‌دهد که طرح‌ها را به سرعت و با کارایی بالا اصلاح کنند، که این امر زمان بین نهایی‌شدن طراحی تا تولید انبوه را کوتاه می‌کند. چاپ سه‌بعدی همچنین نقش مهمی در تولید جیگ‌ها، فیکسچرها و سایر ابزارآلات در خطوط تولید خودرو ایفا می‌کند. این ابزارهای سفارشی می‌توانند کارایی و ایمنی فرآیند تولید را افزایش دهند.

علاوه بر این، چاپ سه‌بعدی می‌تواند قطعات سبک‌وزن تولید کند که به کاهش وزن کلی خودرو کمک می‌کند. این امر به بهبود بهره‌وری سوخت می‌انجامد که یک عامل حیاتی در بازار امروز با رویکردهای زیست‌محیطی است.

نتیجه‌گیری

چاپ سه‌بعدی ثابت کرده است که یک تحول‌آفرین در بخش تولید، به‌ویژه در بهبود بهره‌وری خطوط تولید، است. از رفع چالش‌های رایج خطوط تولید، مانند خرابی قطعات و نرخ بالای ضایعات، گرفته تا مشکلاتی مانند ریسک‌های ایمنی و بهداشت و چرخه‌های طولانی تولید، چاپ سه‌بعدی مجموعه‌ای از راهکارها را ارائه می‌دهد که می‌تواند فرآیندهای تولید را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. با حرکت به سمت آینده، تولیدکنندگان عاقلانه عمل خواهند کرد اگر این فناوری نوظهور را برای حفظ رقابت‌پذیری در بازار جهانی در حال تغییر مدنظر قرار دهند.