ملاحظة مهنية مهمة: هذا نص مؤلف أرشيفي يعتمد على المصادر والأمثلة المتاحة في وقت النشر. وهي ليست مواصفات فنية حالية أو تعليمات سلامة أو نصيحة استثمارية أو تأكيدًا للقدرات الحالية أو السرعات أو التكاليف أو الحالة الحالية للشركات والمنتجات المذكورة. يتطلب كل تطبيق حالي للتصنيع الإضافي التحقق من الوثائق الحالية للشركة المصنعة وخصائص المواد والسلامة المهنية وحقوق الملكية الفكرية واللوائح المعمول بها.
خدمات التصنيع والطباعة المضافة ليست جزءًا من العرض العام الحالي لشركة Savo Kusic. يتكون تركيز الإنتاج اليوم من النوافذ الخشبية، النوافذ الخشبية المصنوعة من الألومنيوم والأبواب المخصصة.
الاحتياجات والتكنولوجيا والإنتاج
التقنية الجديدة لصنع العناصر باستخدام الطابعة 3D، تطلبت أيضًا مراجعتنا لهذه التقنية وتأثيراتها على الإنتاج والاتجاهات الجديدة المحتملة وطرق تنظيم الإنتاج.
تبدأ معظم النصوص التي تتناول مجال الصناعة (بالإضافة إلى العديد من المجالات الأخرى) في الواقع باستنتاج مفاده أن “التكنولوجيا اليوم (الطب والكيمياء وما إلى ذلك) متقدمة جدًا لدرجة …”
هذه العبارة الشهيرة، كما حدث في الماضي، ستبقى بالطبع لسنوات عديدة قادمة ومن المحتمل أن تعيش بعدنا، لأنه في نفس اليوم الذي نقرأ فيه هذا النص، لم يكن المجتمع البشري أكثر تطورًا من أي وقت مضى، لكنه لن يكون أبدًا، كما سيكون غدًا.
وبالفعل فإن الحاجات التي يخلقها الإنسان تختلف من يوم لآخر وكل حاجة تشترط حاجة جديدة يجب أن تكون أكمل وأفضل من سابقتها. إذا كنت ستضع هذه الاحتياجات في سياق على سبيل المثال. في صناعة تصنيع الكمبيوتر، سنرى أن الكمبيوتر الذي كان يمكنه، قبل خمس سنوات وأكثر، القيام بجميع وظائفنا لم يعد كافيًا بالنسبة لنا (تتطلب الاحتياجات الجديدة برامج أكثر اكتمالاً، مما يتطلب المزيد من الأجهزة، وما إلى ذلك). وعلى وجه التحديد، وصف جوردون مور، أحد مؤسسي شركة إنتل، هذه الظاهرة، حيث قال إن قوة الكمبيوتر تتضاعف كل 18 إلى 20 msec، ولهذا السبب سمي هذا القانون بقانون مور. لذا، يحتوي هاتفنا المحمول اليوم على قوة حاسوبية أكبر من قوة منظمة ناسا بأكملها وهي 1969. أرسل رجلين إلى القمر أو على سبيل المثال. ألعاب الفيديو التي تستهلك المزيد من موارد الحوسبة لمحاكاة المواقف ثلاثية الأبعاد مقارنة بجهاز كمبيوتر مركزي واحد في العقد الماضي (كاكو، 2011).
هنا يجب الفصل بين شيئين على الفور. الاحتياجات اليومية التي لا يستطيع ذلك الكمبيوتر أن يلبيها، لكن الجانب الآخر من القصة، عند النظر إليها بشكل عام، أن ذلك الكمبيوتر، كما ذكرنا، كان كافياً لإطلاق الإنسان إلى القمر. وهكذا أصبح تقدم العلم خاليا من الاعتماد على سرعة مثلا. المعالجات وهناك قدر كبير من التركيز على الفروع الأخرى، والتي ربما تعيق التقدم. باختصار، يتواصل العلم في اتجاهين مع الكمبيوتر ويكيفه مع نفسه.
ومع ذلك، فإن الاحتياجات ليست هي الوحيدة التي “تدفع” البشرية إلى الأمام. إن الرغبات التي يخلقها الإنسان، بغض النظر عما إذا كان يحتاج إليها أم لا، تفتح مجالاً جديداً تماماً لتسابق الصناعات لتقدم له بالضبط ما يريده أو ما يرغب فيه، دون أن يدرك ذلك بعد. يجب ألا ننسى التسويق الذي يدعم القصة بأكملها بحقيقة أنه في الواقع احتياجاتنا وما لا يمكننا الاستغناء عنه، وليس مجرد رغبات ليست ضرورية لنا. عندما ندرج الإنسان أيضًا ككائن اجتماعي وثقافي، يريد أن يكون مختلفًا عن الآخرين وأن يشكل هويته الخاصة التي ستعكس حالته الروحية الداخلية (التي تمثل حاجة ورغبة إلى حد ما)، نحصل على صورة معقدة للغاية لعميل اليوم، من وجهة نظر على سبيل المثال. لشركة ترغب في بيع سيارتها، حيث يتعين على تلك الشركة إنفاق موارد كبيرة للبحث وتشكيل عرضها، حتى دون الدخول في إنتاج تلك السيارة.
إذن كيف يتم إنتاج هذا المنتج بحيث يكون شيئًا يريده شخص ما؟ ما هو نوع البحث وما هي أفضل طريقة لإجرائه، بحيث يكون انعكاسًا لرغبة العميل الحقيقية وشيئًا سيشتريه شخص ما، دون أن يبقى في المخزون ويفقد قيمته؟ إحدى أفضل الطرق لصنع منتج هي أن يقول العميل ما يتوقعه من المنتج، ومن ثم يمكننا التأكد من أننا سنبيعه له. وبطبيعة الحال، فإن الجانب الآخر من المشكلة هو كيفية تحقيق كل هذا بأقل قدر ممكن من الموارد، مع احترام كل عميل على حدة.
التخصيص الشامل
أول من قدم إجابة على هذا السؤال هم دعاة اتباع نهج جديد في الإنتاج. إن النهج الذي ظهر قبل نحو عشرين عاما يقدم طريقة تفكير وفلسفة لتنظيم الإنتاج تحترم جميع هذه المتطلبات، مع إيجاد الحلول لإرضائها بما يحقق المنفعة المتبادلة. لذلك، أنتج ما يريده كل عميل ويمكن أن يدفع مقابله ويحقق الربح. يُسمى هذا الأسلوب التخصيص الشامل. تم إنشاء العملة من الكلمات الإنجليزية mass (كتلة، ضخمة، متعددة) وcustomization (adjustment)، والتي تعني في الترجمة التخصيص الشامل بمعنى إمكانية تخصيص المنتجات في الإنتاج الضخم (وفقًا لسوزيتش، 2014).
الإنتاج اليوم
هناك العديد من أساليب الإنتاج، ولكن النهج الذي اكتسب الزخم الأكبر ويتم تطبيقه على نطاق واسع اليوم هو التخصيص. عند الحديث عن التخصيص، فهو يرتبط دائمًا بالوقت الذي نعيش فيه والافتراضات المتعلقة بالتخصيص هي بشكل أساسي أنه يصف أفضل نوع من الإنتاج وكيفية التعامل مع تصميم المنتج وإنتاجه. لا يحدد التخصيص نوع الإنتاج الأفضل وكيفية إنشاء المنتج. التخصيص هو منهج وطريقة تفكير، وأفضل أساليب الإنتاج وأفضل ممارساته ما هي إلا نتيجة لهذا النهج وبشكل عام قرار تطبيق هذا النوع من التفكير في الإنتاج (الإبداع).
اتبعت جميع الشركات الناجحة هذا النهج وقامت ببناء أنظمة ناجحة تمكنت من خلالها من تنظيم إنتاجها بحيث تستجيب بشكل أفضل للسوق. تم ذكر التخصيص للإشارة إلى ضرورة تنظيم النظام في اتجاه تقليل أحجام المدخلات في الإنتاج، مقارنة بأحجام المخرجات، وبالتالي لعب دورًا مهمًا جدًا كنهج.
لقد أدى هذا إلى تغييرات كبيرة في طريقة إنشاء المنتجات، ولكن في جوهرها، لم تتغير طريقة الإنتاج. يتم تقديم تنظيم أفضل فقط.
إضافة وطرح المادة
يعتمد الإنتاج السابق على مبدأ طرح المواد. ومن الناحية العملية، يعني ذلك أن يتم أخذ قطعة ذات أبعاد أكبر من أبعاد المنتج النهائي وإزالة المادة من القطعة، حتى تصل القطعة إلى أبعادها النهائية. لا يزال هذا النوع من الإنتاج هو السائد في الصناعة التحويلية اليوم. وبطبيعة الحال، هناك استثناءات، مثل المنتجات التي يتم الحصول عليها عن طريق عمليات الصب والنفخ والنقش وما شابه ذلك، ولكن هذه الطرق لا تعطي حرية كافية “لاحقة” في تشكيل المنتج، بل تقتصر على التحضير المسبق (القوالب والهياكل المادية وغيرها).
طريقة الإنتاج التي تقدمها الطباعة 3D هي عكس الطريقة المذكورة تماماً وتقدم الإنتاج عن طريق إضافة المواد. تعتمد طريقة الإنتاج هذه على مبدأ إضافة المواد حتى يتم الحصول على البعد النهائي.
3D طباعة
حتى سنوات قليلة مضت، كان هذا النهج يبدو وكأنه خيال علمي، لكن الهندسة هي التي ساهمت في بدء هذا النوع من الإنتاج. في الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم إنشاء الكائن من خلال تطبيق طبقات من المادة على التوالي. إنها تمكن من إنتاج الأجزاء والتركيبات من عدة مواد مختلفة، ذات خصائص ميكانيكية وفيزيائية مختلفة (ويكيبيديا، 2015).
إذا تعمقنا في جوهر طباعة 3D، فمن الممكن أن تكون موجودة منذ أيام “المواد السائلة”، لكن الهندسة ساهمت في حقيقة أن الجمع بين آلة CNC [1] والطارد العادي (الذي يمكنه دفع بعض المواد) يعطي إمكانية إنشاء جسم ثلاثي الأبعاد، وهو ما يظهر في الصورة 1.
صورة 1 - ماكينة CNC وآلة بثق البلاستيك (قطع الورق المقوى باستخدام الحاسب الآلي، 2015) (ما الجديد في عالم طباعة 3D؟، 2015) (طباعة 3D، 2015)
بالطبع، مع مرور الوقت، تم تطوير أساليب أكثر تطوراً من هذا النوع وتقنيات ربط الطبقات المطبقة، حيث يتم الحصول باستمرار على تشطيب أفضل، ويتم إدخال مواد جديدة وتحسين بناء الطابعات نفسها. يجب أن نذكر أيضًا الطابعة Carbon3D التي تم تقديمها آنذاك، والتي استوحى مصمموها من فيلم “Terminator 2”، حيث يتم تشكيل الجسم المستخرج من الراتنج السائل (الصورة 2). وكما قال أحد مبتكري هذه الطابعة، جوزيف دي سيمون، فإن طابعات 3D هي في الواقع طابعات 2D التي تكرر العملية مرارًا وتكرارًا، وكانت تلك العملية تستغرق وقتًا طويلاً في ذلك الوقت. تسحب هذه الطابعة “ببساطة” الكائن بأكمله من السائل، الذي تم تشكيله مسبقًا بمساعدة الضوء، ووفقًا للمصدر في ذلك الوقت، توفر طباعة أسرع من 25 إلى 100 مرة (Carbon3D، 2015).
صورة 2 - مبدأ التشغيل 3D للطابعة الكربونية 3D. (الكربون3D، 2015)
3D الطباعة والإنتاج
يمكن أن نرى بالفعل كيف ينتشر تطبيق الطابعة 3D في جميع مجالات الصناعة، لذلك توجد بالفعل أجزاء مطبوعة للجسم، وأصداف السيارات، وأدوات المائدة، وخزانة الملابس، وحتى المنازل والمباني، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، تطبع Boeing اليوم أكثر من 20 000 أجزاء لطائراتها (DICKEY، 2015).
وبما أن هذه التكنولوجيا أصبحت أرخص وأكثر سهولة، يتوقع الخبراء في هذا المجال أن هذا النوع من الإنتاج سينتقل من الصناعة إلى العملاء. باستخدام طابعات 3D، سيتمكن الأشخاص من إنشاء نماذجهم الخاصة وتعديل النماذج الحالية وتكييف المنتجات وفقًا لاحتياجاتهم. يمكنك بالفعل العثور على الكثير من النماذج المجانية على الإنترنت، والتي يمكن تنزيلها وطباعتها مباشرة.
ومع ذلك، إذا نظرنا إلى مثال عادي، كثير من الناس اليوم لديهم طابعات 2D “العادية” في منازلهم، ولكن لا تزال هناك آلات ناسخة، وحتى أولئك الذين لديهم طابعات يطبعون في آلات النسخ. سيكون الأمر مشابهًا مع طابعات 3D. هناك عدة أسباب لذلك، بعض منها:
- أسباب اقتصادية، لأن الإنتاج الضخم لا يزال أرخص من الإنتاج الفردي؛
- تشطيب أفضل، والذي لن يتمتع معظم الأفراد بالشروط اللازمة له كمحترفين؛
- معرفة خصائص المواد وبرامج البناء والمعالجة؛
- القدرات الإبداعية للفرد؛
- القيود المادية للطابعة.
فيما يتعلق بتلبية احتياجات العملاء، توفر الطباعة 3D إمكانيات أكبر بلا حدود لتكييف المنتج مع رغبات العميل، مما كانت قادرة على تقديم الإنتاج التقليدي القائم على طرح المواد. لكن من وجهة نظر المنتج، فهو يتيح الإنتاج دون مواد (نفايات) زائدة، وتقليل عدد الآلات، وانخفاض تكاليف التخزين، وما إلى ذلك. كما يبقى هناك مجال للتخصيص المذكور أعلاه، حيث يمكن إنتاج منصات المنتج مسبقًا، والتي يمكن طباعة الأشكال المطلوبة عليها وتلبية العملاء بالإضافة إلى ذلك، مع سرعة التسليم وما شابه. كما سيتم فتح إمكانية ترك منتج غير مكتمل، حيث سيتم تسليمه للعميل على هذا النحو، وسيتمكن العميل أيضًا من طباعة المنتج بالطابعة الخاصة به.
فيما يلي بعض الأمثلة التي تم الحصول عليها عن طريق 3D الطباعة
المرفق 1 - قامت الشركة الصينية WinSun، المتخصصة في بناء المنازل باستخدام تقنية 3D، “بطباعة” أول مبنى شاهق لها
صورة 3 – مبنى مطبوع - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
صورة 4 - الجزء الداخلي من المبنى المطبوع - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
مرفق 2 - أنتجت شركة المحركات المحلية سيارة يتم فيها طباعة العناصر الهيكلية وأجزاء الجسم على طابعة 3D، ومن ثم يتم تركيب مكونات إضافية
صورة 5 - السيارة التي تمت طباعة أجزائها - http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
المرفق 3 - 3D بندقية ومسدس
صورة 6 - 3d بندقية - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
صورة 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
_ مرفق 4_ - 3D يد للأشخاص ذوي الإعاقة
صورة 8 - 3D يد - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
ملاحظة التطبيق: الأمثلة التاريخية والتنبؤات ومقارنات السرعة وبيانات الشركة ليست بديلاً عن المقارنة الفنية والتجارية الفعلية. تعتمد سلامة العملية على الماكينة والمواد والتهوية ودرجة الحرارة والمعالجة والغرض من الجزء وتقييم الخبراء للحالة المحددة.
المصادر
3D الطباعة. (2015، 4 14). منقول من ويكيبيديا الموسوعة الحرة: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
كربون3D. (2015، 04 5). تم الاسترجاع من الكربون3D | تقنية CLIP - تقنية متقدمة تتمحور حول عملية كيميائية ضوئية قابلة للضبط لطباعة 3D بدون طبقات:: http://carbon3d.com/
DICKEY، M. R. (2015، 4 15). آمل أن تثق بطابعات 3D — تستخدمها شركة Boeing لطباعة أجزاء طائراتها. تم الاسترجاع من Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Kaku، D. M. (2011). فيزياء المستقبل.
تقطيع الكرتون على cnc. (2015، 4 14). تم الاسترجاع من Elitesecurity.org - منتديات الويب: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
سوزيتش، ن. (. (بدون تاريخ). نوفي ساد.
ما الجديد في عالم الطباعة 3D؟ . (2015، 4 14). تم الاسترجاع من بريت + كو: http://www.brit.co/3d-june/
ويكيبيديا. (2015، 04 12). 3D ختم. تم الاسترجاع من ويكيبيديا: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (التحكم الرقمي بالكمبيوتر) هي آلة تستخدم الإحداثيات المُدخلة مسبقًا لحركتها، والتي يتم إدخالها اعتمادًا على المواضع المطلوبة في نظام الإحداثيات المرصود.