سیستم فارم ساخت افزایشی ( فارم پرینتر سه بعدی)
این سیستم که با نام تجاری 3D Printer Farming نیز شناخته می شود، روش نوینی برای تولید انبوه قطعات پلیمری به روش پرینت سه بعدی است. این سیستم، از جدید ترین تکنولوژی های رده جهانی در زمینه تولید محسوب می شود تا جایی که پای این تکنولوژی به EXPO2020 دوبی نیز باز شده. سابقه اولین فعالیت های این سیستم به سال 2018 میلادی بر میگردد و از سال 2019 نمونه های تجاری آن در اروپا و آمریکا شروع به کار کردند. در حال حاضر استفاده از فارم به صورت روز افزون در حال افزایش است به طوری که فارم هایی با 3000 دستگاه در اروپا مشغول به کار هستند و شرکت های مطرح مهندسی مانند Siemens یا خودروسازی هایی همچون BMW یا AUDI از این تکنولوژی بهره برده اند. در این سیستم هزینه و زمان آماده سازی نهایی ساخت قطعات پلیمری کاهش چشمگیری داشته و همچنین محدودیتی در میزان پیچیدگی قطعات برای تولید وجود ندارد. برای آشنایی بیشتر با تکنولوژی این سیستم لازم است ابتدا با پرینتر های سه بعدی و روش ساخت افزایشی آشنا شوید.
نمونه فارم شرکت Zortrax
نمونه فارم 3000 دستگاه PRUSA
حضور فارم Prusa در EXPO2020 دبی
آقای Josef Prusa مدیر شرکت Prusa و صاحب بزرگ ترین فارم های اروپا، از سیستم فارم پرینتر سه بعدی جدید شرکت خود در رویداد EXPO2020 در غرفه جمهوری چک رونمایی کرد. شرکت پروسا که از اولین شرکت های شروع کننده این تکنولوژی در رده جهانیست، فارم تا بحال های متعددی اجرا کرده که تعداد دستگاه های آن به بالغ بر 3000 عدد دستگاه میرسد.
با تجربه اداره فارم ها قبلی و نیاز سنجی مشتریان، prusa از فارم جدید خود رونمایی کرد که قابلیت پرینت تنوع ماده بالا تر و همچنین کنترل شبکه ای دستگاه ها را دارد. فارم های قدیمی این شرکت به دلیل مکتنیزم غیر صنعتی آن امکان ساخت قطعات با متریال های محدودی را داشت که با تغییر این مکانیزم به مکانیزم core XY این محدودیت برطرف کردید، همچنین این امر باعث افزایش سرعت مجموعه نیز خواهد شد.
این ستاپ در کمتر از یک سال آینده با بلوک های 15 عددی دستگاه آماده ارائه به شرکت ها و علاقه مندان به این تکنولوژی خواهد بود.
فارم جدید prusa در EXPO2020
پرینتر سه بعدی FDM چیست
آشنایی با پرینتر های سه بعدی ( ساخت افزایشی)
پرینتر سه بعدی به ماشین های هوشمندی گفته میشود که با روش ساخت افزایشی یا همان Additive Manufacturing طرح های وارد شده به سیستم را تولید می کنند. تکنولوژی های متعددی از این روش ساخت تا کنون ارائه شده که همگی از یک رویه واحد بهره می برند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت. ساخت افزایشی در مقابل روش قدیمی تر یعنی ساخت کاهشی قرار میگیرد. در روش ساخت کاهشی یک بلوک از جنس نهایی قطعه مورد نظر به وسیله ی ابزار های مشخصی تراش داده شده و از حجم آن کاسته میشود تا شکل نهایی ایجاد شود. ماشین هایی مانند cnc ها در این دسته جای میگیرند. از معایب این روش می توان به هدر رفتن ماده در فرایند ساخت و همچنین محدودیت زیاد از لحاظ پیچیدگی ظاهری قطعه اشاره کرد. در روش ساخت افزایشی به وسیله تکنولوژی های مختلف، متریال مورد نظر شما به صورت لایه لایه بر روی یکدیگر قرار میگیرد تا شکل نهایی مد نظر شما ایجاد شود. این کار در تکنولوژی های مختلف پرینت سه بعدی به روش های مختلفی انجام میشود که رایج ترین آن روش FDM است. در این روش رشته های پلیمر مورد نظر با قطر 1.75 میلیمتر به محفظه ذوب هدایت می شود و با خروج از یک نازل دهم میلیمتری شروع به تشکیل هر لایه می کند. با این روش میتوان با کمترین هزینه قطعات مختلفی را تولید کرد . یکی از بزرگترین مزیت های این روش، محدودیت بسیار کم این تکنولوژی در ساخت قطعات پیچیده است. البته این نکته را باید یاد آور شد که ساخت قطعات با این روش، نسبت به دیگر روش های تولید انبوه مانند روش تزریق پلاستیک زمان بیشتری میبرد.
تکنولوژی متفاوت سیستم فارم
همانطور که قبلا توضیح داده شد، زمان ساخت قطعات در سیستم ساخت افزایشی بیشتر از دیگر روش های تولید انبوه است، لذا در کنار مزایای بسیاری که ارائه میکند، تا قبل از سیستم فارمینگ توجیهی برای تولید انبوه با این روش وجود نداشت. سیستم فارم ساخت افزایشی یا فارم پرینتر سه بعدی، با کارکرد چندین دستگاه به صورت همزمان مشکل زمانی تولید انبوه با این روش را حل کرده است.
با رشد روز افزون استفاده از این سیستم در سطح بین المللی، هزینه تولید دستگاه ها نیز روز به روز کاهش پیدا کرده است که این امر به اجرایی شدن این سیستم کمک به سزایی کرده است. سیستم فارم متشکل از بلوک های 50 عددی از دستگاه است که به صورت شبکه ای کنترل میشوند و سیستم های نظارت آن فرایند متفاوتی از پرینتر های سه بعدی عادی دارند که این امر باعث میشود هر بلوک بتواند توسط 2 نیروی کار اداره گردد. این در حالیست که در حالت عادی هر 5 عدد دستگاه به یک نیروی تمام وقت برای اداره نیازمند است.
فرایند منحصر به فرد به کار گرفته شده در این سیستم باعث میشود به منظور تولید انبوه قطعات نیازی به قالب سازی نباشد و هزینه سربار آن حذف گردد. همچنین با کارکرد همزمان تعداد بالایی از دستگاه ها زمان ساخت قطعات به شدت کاهش پیدا میکند.
نمونه شبکه دستگاهی شرکت BCN
جایگاه ما در این تکنولوژی
متخصصین ما در شرکت دیاکو طی یک سال و نیم فرایند تحقیق و توسعه، هم اکنون صاحب دانش فنی سیستم فارمینگ پرینتر سه بعدی است. این سیستم در مقیاس کوچک اجرا گردیده و با توجه به سابقه درخشان خدمات پرینت سه بعدی، توانسته ایم بالغ بر 30 پروژه را با این سیستم اجرا کنیم و تست ها ، مطالعات بازار و امکان سنجی های scale up این سیستم را مورد بررسی قرار دهیم و آمادگی کامل این را داشته باشیم که اولین سیستم فارم داخلی و بزرگترین سیستم فارمینگ ساخت افزایشی غرب آسیا را اجرا کنیم.
در این راستا شرکت دیاکو با توافقات صورت گرفته و همچنین حمایت ها و سرمایه گذاری صندوق پژوهش و فن آوری استان اصفهان، این پروژه را تحت عنوان شرکت پروژه محور سریر صنعت هیراد استارت زده است. در حال حاضر در حال راه اندازی اولین بلوک فارم در استان اصفهان هستیم و فرایند جذب سرمایه برای افزایش مقیاس این سیستم تا 25 بلوک را در دست کار داریم.
امیدواریم در سال تولید، پشتیبانی ها و مانع زدایی ها ، با کمک و همدلی دست اندر کاران سیستم کارآفرینی کشور بتوانیم حرکتی جهانی را اغاز کرده و ادای دینی به کشور عزیزمان و مردم عزیز این مرز و بوم کرده باشیم.
کاربرد ها
نمونه انجام شده در شرکت دیاکو
تولید فورس ماژور قطعات تخت بیمارستانی در ابتدای پیک اول کرونا در هفت روز.
تولید انبوه قطعات
با این روش دریچه ی جدیدی به روی صنعت تولید کشور باز خواهد شد که علاوه بر افزایش سرعت و کیفیت تولید، از لحاظ اقتصادی نیز میتواند قابل رقابت با دیگر روش های تولید انبوه باشد و همچنین چابکی مازادی در اختیار تولید کنندگان قرار دهد.
روال تولید تجاری تا کنون برای تولید انبوه قطعات پلیمری استفاده از روش Injection Molding یا تزریق پلاستیک بوده است. در این روش قالب فلزی طرح مورد نظر ساخته شده و در نهایت با تزریق ماده پلیمری در آن به تولید قطعه میپردازند. از عیوب این روش هزینه بالای ساخت قالب و محدودیت های آن است. بدین صورت که تنها برای پروژه هایی صرفه پیدا میکند که تعداد قطعه مورد نیاز به حدی بالا باشد که با سرشکن شدن هزینه قالب بر تعداد قطعه، تعادلی در ارزش نهایی قطعه به وجود آید.
در روش تولید به صورت فارم پرینتر سه بعدی هیچ محدودیتی در تعداد قطعه تولید شده برای صرفه مالی وجود ندارد و در کل هزینه ساخت قالب حذف خواهد شد. همچنین با توجه به این که زمان صرف شده برای قالب نیز حذف میگردد ( که معمولا زمان قابل توجهی است) مزیت رقابتی زمانی نیز میتواند به نقاط قوت کار اضافه گردد.
همانطور که گفته شد در این روش با توجه به حذف هزینه های سربار تولید (برای مثال تولید قالب) ، تولید محصولات در مقیاس های نیمه انبوه و حتی خرد نیز صرفه ی اقتصادی پیدا می کند که این امر باعث جذب سرمایه گذاران به حوزه ی تولید می گردد که به طور مستقیم بر اشتغال زایی تاثیر گذار خواهد بود.
تولید قطعات large-scale
این سیستم از لحاظ دقت و عملکرد این قابلیت را دارد که قطعات بسیار بزرگ را با تبدیل به قطعات کوچکتر تولید کرد و سپس با اسمبل قطعات کوچک تر به قطعه نهایی مورد نظر دست یافت . با توجه با این که قطعات به صورت همزمان در تعداد بالایی از دستگاه ها ساخته خواهند شد زمان آماده سازی قطهات نسبت روش های مشابه ساخت کاهشی بسیار کاهش خواهد داشت و همچنین از کیفیت سطح و دقت بالایی نیز برخوردار است.
این قطعات میتواند قطعات مورد استفاده به عنوان مدل سازه های کمپوزیتی، مدل های ریخته گری بزرگ، پرو ژه هایی با پیچیدگی های زیاد و صنعت المان های ساختمانی پیشساخته کاربرد داشته باشد.
به عنوان نمونه، دو مورد از پروژه هایی که با این روش انجام گردیده خدمت شما تقدیم میگردد:
پروژه ساخت قایق منحصر به فرد MAMBO
در این پروژه که با همکاری شرکت AUTODESK انجام گردیده، مدل این قایق منحصر به فرد از نوع فدا شونده با تکنولوژی فارم تولید گردیده.
ساخت خانه های پیش ساخته قابل حمل
در این پروژه مدل های کامپوزیت این خانه های پیش ساخته توسط یک شرکت ژاپنی با سیستم فارم ساخته شده، میتوانید مدل این پروژه را در غرفه مشاهده کنید.
