إذا كنت مصنعًا صغيرًا إلى متوسط الحجم ، فلا بد أنك سمعت عن الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والمعروفة أيضًا باسم التصنيع الإضافي (AM). تم الترحيب بالتصنيع الإضافي باعتباره أحدث ثورة تكنولوجية في التصنيع ، وهو قادر على صنع كل شيء من مقاعد الدراجات إلى محركات الصواريخ ، ويعد بجعل جميع أنواع الأجزاء والمنتجات أسرع وأرخص وأخف وزناً وأكثر استدامة. تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد أشكالًا وتصميمات للأجزاء غير ممكنة مع أي تقنية أخرى ، وتستخدم مواد تتراوح من المعادن والبلاستيك اليومية إلى مركبات البوليمر الفريدة وحتى الأنسجة البشرية.
ربما تعرف بالفعل سحر التصنيع الإضافي وتريد أن تجربه لإدخال تطورات جديدة إلى عملك ، لذا فإن سؤالك هو: كيف تبدأ في التصنيع الإضافي؟
استنادًا إلى الحالات والمشورة التي يشاركها بعض قادة الفكر في صناعة التصنيع ثلاثية الأبعاد ومصنعي الطابعات ثلاثية الأبعاد ، ينقسم نهج إضافة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى عمليات التصنيع الحالية إلى الخطوات الخمس التالية.
الخطوة 1: البحث عن "أبطال" التصنيع الإضافي
واحدة من العقبات الكبيرة التي سيتعين على دعاة AM للتغلب عليها هي إقناع الإدارة باستبدال العمليات التجارية اليومية للشركة ، والتي ربما كانت موجودة منذ عقود ، بشيء جديد. أفضل طريقة للقيام بذلك هي توظيف مهندسين أو فنيين شباب جدد لم يتم دمجهم بالكامل بعد في العمليات التجارية اليومية للشركة وأكثر انفتاحًا على الحلول الجديدة. بالنسبة للشركات التي ترغب في قيادة تطوير مشروع تصنيع مضاف بواسطة شخص غير مهتم بعد بالتصنيع الإضافي ، قد ترغب في تعيين مهندس لديه خبرة في التصنيع الإضافي. لكن خبراء الصناعة يتفقون على أن الهدف ليس تكليف المديرين بمسؤولية التصنيع الإضافي ولكن توليد المزيد من الاهتمام بالطباعة ثلاثية الأبعاد.
بعد ذلك ، احصل على المزيد والمزيد من الأشخاص المشاركين في الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال التدريب والتعليم ، وشعر بسحر الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وانخرط في التصنيع الإضافي من خلال القراءة ، وتصفح الإنترنت ، والمشاركة في أحداث التصنيع الإضافي مثل Rapid TCT و Formnext. يعد التحدث إلى الجامعة حيث تعمل والاتصال بمصنعي المعدات الأصلية للطابعات ثلاثية الأبعاد للحصول على أحدث التطورات في التصنيع الإضافي طرقًا فعالة. عندما يجلب دعاة التصنيع الإضافي ما تعلموه إلى بقية الشركة لإلهام الجميع من الميكانيكيين إلى الإدارة العليا للانضمام ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تبديد التحيز حول التصنيع الإضافي. الطريقة الأسرع والأكثر تأثيرًا لاعتماد التصنيع الإضافي هي أن تدرك الشركات أو الأفراد تمامًا إمكانات التكنولوجيا وإدراك جميع المشكلات التي يمكن أن تحلها.
الخطوة 2: التوفيق بين أهداف التصنيع الإضافي وأهداف الشركة
بمجرد أن يكون لديك مدافع عن التصنيع الإضافي داخل مؤسستك يتولى زمام المبادرة ، يمكنك البدء في استكشاف تقنية التصنيع المضافة الخاصة بك ووضع إستراتيجيات لتطبيقها على أفضل مشاريع شركتك. هذه خطوة حاسمة ، كما تقول ديبرا روجرز ، مديرة الإيرادات في شركة Carbon لصناعة الطابعات ثلاثية الأبعاد. "يجب على مالكي أو قادة المبادرة مواءمة التصنيع الإضافي بطريقة ما مع الأهداف الشاملة للشركة. لقد وجدنا أنه عندما يصبح التصنيع الإضافي مشروعًا جانبيًا خاصًا أو منفصلًا عن الإستراتيجية العامة للشركة ، لا يمكن للقادة الحصول على الدعم ، ولا يفعل أي شيء." تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد عاملاً تمكينيًا رئيسيًا لمجموعة واسعة من أهداف الشركة ، خاصة بين الشركات المصنعة الصغيرة والمتوسطة الحجم.
تشمل أهداف الشركة الأخرى التي تم تحقيقها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ما يلي:
● طرح المنتجات الجديدة في السوق بشكل أسرع باستخدام النماذج الأولية السريعة
● الحد من أزمات سلسلة التوريد عن طريق إنتاج قطع الغيار محليًا
● إنتاج الأجزاء بشكل أسرع وأرخص من الخارج
● تخلص من مخزون الأجزاء مع إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد عند الطلب
● تحسين أداء المنتج من خلال دمج المكونات الكبيرة في أجزاء أقل
الخطوة 3: حدد الأجزاء التي تريد طباعتها ثلاثية الأبعاد
أسوأ خطأ يمكن أن يرتكبه المصنع عند اعتماد التصنيع الإضافي هو استخدامه لصنع نفس المنتج الذي يرتكبه حاليًا.
قال Jonah Myerberg ، المؤسس المشارك ورئيس قسم التكنولوجيا في شركة Desktop Metal المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد: "لا تنظر فقط إلى الأجزاء التي تصنعها الآن في ورشة ماكينات أو مسبك واسأل" هل يمكنني طباعتها؟ " أنت بحاجة إلى إلقاء نظرة على تطبيق الأجزاء ثم طرح السؤال "هل يجب أن أقوم بطباعة هذا الجزء ثلاثي الأبعاد أم يجب تحسين هذا الجزء؟"
يتيح التصنيع الإضافي للمصنعين إعادة تصميم الأجزاء والمنتجات التي تكون أخف وزنًا وأقوى وأفضل. يمكن دمج أجزاء متعددة في جزء واحد مطبوع ثلاثي الأبعاد ، مما يلغي عمالة التجميع ويزيد الكفاءة. يعتبر التصنيع الإضافي في جوهره عملية رقمية تبدأ بالتصميم الرقمي للجزء. يتعين على المهندسين معرفة كيفية صنع الأجزاء قبل أن يبدأوا في التصميم ، وبينما يعد التصنيع الإضافي عملية تصنيع جديدة وليست شيئًا نتعلمه جميعًا في المدرسة ، فإن تعلمها لا يختلف عن تعلم أي عملية تصنيع أخرى.
بمجرد أن تفهم الشركة تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد وتجد أن التصنيع الإضافي أمر منطقي ، يمكنها نقل تصميماتها إلى التصنيع الإضافي ، وإذا وجدوا أن طرق التصنيع التقليدية أكثر ملاءمة ، فيمكنهم إلغاء الاشتراك في التصنيع الإضافي. ليس من السهل النظر إلى ما تقوم به الشركة الآن وتمييز ما إذا كان من الممكن إعادة تصميمها وطباعتها ثلاثية الأبعاد بشكل أفضل. قد يتطلب اتخاذ هذه الخطوة معرفة أكثر مما يمتلكه دعاة التصنيع الإضافي. لهذا السبب يكون مستشارو الصناعة ومهندسو التطبيقات ومقدمو خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد على استعداد دائمًا للمساعدة.
تشمل منتجات الطباعة ثلاثية الأبعاد الناضجة ما يلي:
● قطع غيار وأدوات ومنتجات فريدة من نوعها
● الأجزاء التي تتطلب تخصيصًا محددًا لتلبية متطلبات كل عميل
● قطع غيار دفعة واحدة أو صغيرة
● نماذج أولية للجزء أو المنتج ونماذج أولية وظيفية للاختبار
الخطوة 4: الاستعانة بمصادر خارجية لتصنيع المواد المضافة
ابحث عن المنظمات الخدمية ذات الخبرة الواسعة في التصنيع الإضافي والمهارات عالية المستوى في تصميم هذه العمليات. سيقدم البعض استشارات التصميم كخدمة مدفوعة ، وفي حين أن هذا يعني المزيد من التكاليف الأولية ، فإن القيمة الحقيقية تكمن في التجربة والمهلة الإجمالية الأقصر للمنتج النهائي. يمكن لهذا النهج تسريع الانتقال من التصنيع التقليدي إلى التصنيع الإضافي.
يعد دور موفري خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد في دفع اعتماد التصنيع الإضافي أمرًا مهمًا للغاية ، فهؤلاء خبراء ومستخدمون محترفون ، ولكن سواء كنت تستخدم موفر خدمة أو تقدمه في المنزل ، فإن ذلك له علاقة بهدفك النهائي: هل أنت ذاهب إلى تصميم التصنيع الإضافي واستهلاكه ، أو احتضانه حقًا ودفعه إلى الأمام كجزء من عملك.
إذا كان العمل الأساسي لشركتك لا يتعلق بإنتاج قطع الغيار أو المنتجات ، فإن الاستعانة بمصادر خارجية للطباعة ثلاثية الأبعاد قد يكون هو الأفضل من الناحية التجارية. يعتبر مصنع الحلويات مثالًا جيدًا على المهارات الهندسية لتصميم الأدوات المخصصة أو الرقصات اللازمة في أرض المصنع ، ولكن تصنيع الأجزاء نفسها قد يكون أكثر ملاءمة للخدمة ، والتي تتغير مع زيادة عدد الأجزاء
الخطوة 5: تحسين مهارات التصنيع المضافة لديك
حتى مع توجيهات مناصري التصنيع الإضافي والاستشاريين ومصنعي الطابعات ، فإن ترحيل (أو إضافة) تقنيات التصنيع الجديدة إلى عملك سيتطلب في النهاية خبرة في التصميم والهندسة والإنتاج داخل الشركة. سيحتاج موظفوك إلى تشغيل طابعات ثلاثية الأبعاد بالإضافة إلى معدات ما بعد المعالجة وضمان الجودة. إنهم بحاجة إلى فهم المواد الخاصة بالتصنيع الإضافي وإتقان التقنيات سريعة التطور والطابعات الجديدة في السوق. يقدم مصنعو الطابعات ثلاثية الأبعاد مجموعة من التدريبات للشركات والتدريب العام ويقومون بطرح برامج الشهادات للطابعات الشخصية. يقدم تجار المعدات التدريب ، وتقدم المزيد من الجامعات برامج وشهادات ماجستير التصنيع الإضافي.
قال بايدن إنه في هذا المنعطف في التصنيع - حيث تكون تقنية التصنيع الإضافي ناضجة بما يكفي لإحداث تأثير كبير عبر مجموعة واسعة من الصناعات ، ولكن لا يزال هناك بعض عدم اليقين بشأن العدد الهائل من الشركات التي يمكن أن تستفيد منها أكثر من غيرها. دخلت الحكومة في شراكة مع قادة صناعة المواد المضافة لإطلاق برنامج AM Forward في الولايات المتحدة. تهدف AM Forward إلى الشروع في تحقيق أولي في اعتماد التصنيع الإضافي من قبل الشركات المصنعة الصغيرة والمتوسطة الحجم. يوفر هذا بالتأكيد دافعًا آخر للإدارة للاستثمار في التصنيع الإضافي ، والذي يمكّن المهندسين من إجراء مزيد من البحث وسيؤدي إلى المزيد من الفرص للشركة.
إقناع التصنيع بأن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي حل مجرب وقابل للتطبيق وتخفف بعض الضغط الناجم عن تبني تقنيات جديدة وإعادة تصميم خطط الأعمال. ستأتي المساعدة التقنية المتقدمة مع الطابعات ثلاثية الأبعاد من مرفق عرض التصنيع التابع لوزارة الطاقة في مختبر أوك ريدج الوطني ، حيث يمكن للمصنعين اختبار تقنيات تصنيع المواد المضافة الجديدة.