فناوران ورود چاپگرهای سه‌بعدی را توسعه‌دهنده صنعت می‌دانند
نجات‌بخش صنایع از غول تحریم‌ها
از روزی که زیست انسان خردمند روی کره زمین ثبات یافت، برای راحتی خود در انجام کارها نظیر شکار، تهیه غذا و سرپناه ابزار ساخت؛ ابزارهایی که روزبه‌روز تکامل یافتند و پیشرفته‌تر شدند؛ به‌گونه‌ای‌که امروز مفهوم جدیدی از ساخت وارد زندگی هر یک از ما شده است. به‌عبارت‌روشن‌تر، با ورود پرینترهای سه‌بعدی معادله ساخت تغییر کرد و رویای ساخت برای بشر امروز، بیش از هر زمان دیگری واقعی‌تر شد. تصور کنید روزی حواس‌تان نباشد و عینک‌تان بشکند و برای انتخاب و سفارش عینک جدید، دیگر نیازمند صرف زمان و هزینه معمول آن نشوید و به‌راحتی به دستگاه مکعبی شکل خانه‌تان سفارش ساخت عینک با هر شکل و طرحی را بدهید. این جادوی علم و فناوری است که امکان واقعیت‌بخشی به هر رویایی را به بشر می‌دهد. وقتی بتوان با چاپگرهای سه‌بعدی و با صرف زمان و هزینه کمتر به ساخت و پرداخت قطعات و اشیا در یک‌جا و در مکانی کوچک‌تر پرداخت، دیگر مفهوم انحصار در ساخت هم ازبین می‌رود. فعالان این عرصه معتقدند ارزش‌های اقتصادی چاپگرهای سه‌بعدی بسیار بالا است و با وجه به اینکه این فناوری در انحصار ۳ کشور ژاپن، امریکا و آلمان است، می‌توانیم با کمک و توان نیروی انسانی و در اختیار بودن مواد اولیه که هردو در کشور موجود است، برگ دیگری از صنعت کشور را رقم بزنیم. صمت در این گزارش به نقش و اهمیت چاپگرهای سه‌بعدی در رشد صنایع پرداخته است.
از مجسمه‌های مکانیکی تا ابزارهای فوق‌پیشرفته
نخستین‌بار فرانس ویلم، عکاس فرانسوی مفهوم چاپ سه‌بعدی در سال ۱۸۶۰ را پدیدار کرد. وی از فناری ابتدایی عکاسی آن زمان، برای ساخت پرتره‌های سه‌بعدی و سپس مجسمه استفاده کرد. به‌نقل از منابع رسمی، ویلم اختراع خود را «مجسمه‌سازی مکانیکی» خواند، زیرا با استفاده از مجموعه‌ای فریم عکس و دستگاه پانتوگراف و کمی کار دستی، می‌توانست مجسمه‌سازی کند و ظرف مدت زمان ۴۸ ساعت، یک نیم‌تنه دقیق بسازد، در حالی‌که در مجسمه‌سازی سنتی، این فرآیند ماه‌ها زمان نیاز داشت.بی‌شک پرینترهای سه‌بعدی بسان شاتل‌های فضایی توانستند آن دسته از تخیلات بخشی را به واقعیت تبدیل کنند که شاید پیش از اواخر قرن بیستم، کمتر کسی باور می‌کرد که می‌توان درون یک محفظه شیشه‌ای هر قطعه یا کالایی را که در دست جا می‌شود، ساخت. به‌عبارت‌روشن‌تر، امروز انواعی از چاپگرهای سه‌بعدی ساخته شده است که هر ابزار را از اندازه نانو تا قطرهای بالاتر حتی دقیق‌تر از روش کارخانه‌ای خود می‌سازند. برزین غفاری و سعید قربانی، ۲ تن از فعالان دانش‌بنیان هستند که چند سالی می‌شود در حوزه ساخت چاپگرهای سه‌بعدی در کشور فعالیت می‌کنند. گفتنی است، غفاری در گفت‌وگو با صمت به اهمیت ساخت پیش‌نمونه ابزار و قطعات اشاره دارد و می‌گوید: اساسا پرینترهای سه‌بعدی برای پیش‌نمونه‌سازی استفاده می‌شود.
به‌عبارت‌دیگر، می‌توان یک تصور مفهومی و بصری از هندسه و حجم یک قطعه یا محصول یا مدلی از دستگاهی را که قرار است ساخته شود، پیدا کرد که این فرآیند در مدت زمان بسیار کمتری از روش‌های سنتی و معمول طی می‌شود.در ادامه غفاری که سابقه عضویت در انجمن مهندسان امریکا داشته است با بیان اینکه ظرفیت کشور در توسعه ساخت با این پرینترها را قابل‌توجه می‌داند، گفت: سال‌ها است که فناوری چاپگرهای سه‌بعدی در کشورهای پیشرفته جهان مورداستفاده قرار می‌گیرند. خوشبختانه ایران جزو کشورهایی است که ظرفیت بالایی در توسعه این فناوری به‌دلیل برخورداری از نیروی انسانی متخصص و مواد اولیه دارد. چالش‌ها و آزمون و خطایی که در گذشته برای ساخت پیش‌نمونه‌ها وجود داشت، با ورود چاپگرهای سه‌بعدی حذف شدند. قابل ذکر است در میان چاپگرهای سه‌بعدی، چاپگرهای سه‌بعدی فلزات به‌طورفزاینده‌ای محبوب شده‌اند که دلیل آن را می‌توان در کاهش بسیار بالای ضایعات در فرآیند ساخت قطعات دانست که این امر هزینه ساخت را به‌شدت پایین می‌آورد. غفاری در این‌باره می‌گوید: فناوری که روی آن تمرکز داریم، پرینتر سه‌بعدی فلزات است؛ یعنی تولید قطعات خاص با فلز. ۱۲ فناوری در این پرینترها قابل‌پیاده‌سازی است.
باتوجه به اینکه برخی قطعات در صنایع گوناگون آینده‌گرا هستند، با فرآیندهای ساخت و تولید سریع یا ساخت تولید هوشمند، می‌توان این قطعات را با دقت بالایی ساخت. قطعات آینده‌گرا آن دسته از قطعاتی هستند که نیازی به تولید انبوه آنها نیست؛ اما در یک صنعت، بسیار حساس و الزامی هستند؛ نظیر پروتزهای درمانی در صنعت تجهیزات‌پزشکی. به‌عبارت‌روشن‌تر، قطعاتی نظیر فیلتر هوا یا لنت ترمز خودرو جزو ابزارهایی هستند که به‌صورت انبوه تولید می‌شوند، اما برخی قطعات هواپیما، نیازمند تعویض چندماهه یا سالانه هستند، انبوه‌سازی نمی‌شوند و این مسئله در صنعت پتروشیمی و در مهندسی پزشکی هم صدق می‌کند.
غفاری در این‌باره می‌گوید: یکی از اصلی‌ترین کاربردهای پرینترهای سه‌بعدی، ساخت آن دسته از قطعاتی است که نیازی به تولید انبوه آنها وجود ندارد، اما برای چرخه صنعتی به‌شدت مهم و حیاتی هستند؛ نظیر قطعات مربوط به صنعت هوافضا، خودروسازی یا مهندسی‌پزشکی. معمولا این قطعات نیاز به تولید انبوه ندارند و تعداد کمی از آنها در جهان وجود دارد و فوق‌پیشرفته هستند. معمولا این ابزار و محصولات به تعداد محدود و با فناوری‌های های‌تک ساخته می‌شوند. جنس فلزات آنها هم متفاوت است و در برخی از آنها باید از آلومینیوم‌های مستحکم یا سبک و در برخی قطعات سنگین‌تر هم، باید از فولاد با آلیاژ بالا استفاده شود، بنابراین وجود پرینترهای سه‌بعدی در ساخت و تولید این محصولات و قطعات بسیار حیاتی و مهم هستند، چراکه باتوجه به تحریم‌ها، دیگر برای تامین این قطعات، نیازمند خارج نخواهیم بود؛ همچنین به‌لحاظ فنی هم نیاز نیست قالب‌سازی یا تراشکاری سنگین روی قطعات انجام شود.
در میان اخبار
پرینترهای سه‌بعدی، نجات‌بخش درمان
در واقع تمامی مراحلی که برای ساخت و تولید یک قطعه باید پیاده شود، در پرینترهای سه‌بعدی انجام می‌شود، به‌گونه‌ای که می‌توان با صرفه اقتصادی بیشتر و در فضایی کوچک‌تر یک محصول را تولید کرد. قربانی در ادامه بااشاره به اهداف خود در ساخت چاپگرهای سه‌بعدی می‌گوید: هدف ما از فعالیت در این زمینه، این است که بتوانیم کشور را بی‌نیاز از کالاهای وابسته به خارج کنیم؛ برای مثال می‌توانیم با این پرینترها، هر بیمارستانی را مجهز به ساخت پروتزهای مخصوص به خود کنیم. گفتنی است، با استفاده از این پرینترها، جراحان می‌توانند بعد از هر ام آر‌ای یا سی‌تی‌اسکن، سایز و ابعاد قطعه یا پروتز موردنظر خود را بدهند و به چشم خود، شاهد ساخت و ناظر فرآیند تولید آن باشند. با این فرآیند، پروتزهای موردنیاز هر بیمارستان برای درمان در داخل همان بیمارستان ساخته می‌شوند. باتوجه به وارد یادشده، در این شرایط وابستگی به خارج مفهومی ندارد یا اینکه اگر قطعه‌ای دیرتر از زمان تعیین‌شده برسد، متحمل خسارت نمی‌شویم. از همه مهم‌تر اینکه، نرخ تمام‌شده برای آن دسته از افرادی که نیازمند پروتزهای خاص و گران‌نرخ هستند، بسیار پایین‌تر تمام خواهد شد. به‌گفته قربانی، با بومی‌سازی پرینترهای سه‌بعدی، می‌توان راه‌حل مطمئن و همیشگی برای تامین قطعات خاص، هزینه‌بر و حساس در اختیار داشت و قطعات صنعتی را به‌راحتی در داخل تولید کرد. بی‌شک وقتی وابستگی فعالان اقتصادی برای خرید چنین قطعاتی کاهش پیدا کند، چرخ تولید با سرعت بیشتری جلو می‌رود.
یک پرینتر سه‌بعدی دقیقا چگونه کار می‌کند؟
در یک پرینتر فلزی، ابتدا محفظه ساخت با گاز بی‌اثر (به‌عنوان‌مثال آرگون) پر می‌شود تا اکسیداسیون پودر فلز به‌حداقل برسد و سپس تا دمای مطلوب ساخت گرم شود. سپس یک لایه نازک از پودر فلز روی سکوی ساخت پخش می‌شود و یک لیزر پرقدرت، سطح مقطع آن را اسکن و بعد ذرات فلزی را با هم ذوب می‌کند. در این مرحله، لایه بعدی ایجاد می‌شود؛ بنابراین قسمت کاملا جامد ساخته‌شده است. غفاری در ادامه به تشریح روند ساخت یک قطعه با پرینتر سه‌بعدی فلزات پرداخت. وی می‌گوید: دستگاهی که تلاش کردیم تا آن را به بازار برسانیم و روزشمار رونمایی از آن هم آغاز شده، هم برمبنای فلز است و هم تولیدات ترکیبی دارد. بعد از مرحله پرینت فلزی، مرحله دوم که ماشین‌کاری و پرداخت قطعات است، انجام می‌شود. در نهایت آنچه به‌عنوان خروجی حاصل می‌شود، یک قطعه تمام‌شده و آماده‌مصرف است. فناوری پایه آن در اختیار کشورهای امریکا، ژاپن و آلمان است که چین و هند به‌دنبال توسعه آن هستند.
به‌همین‌دلیل این ایده به ذهن‌مان رسید که باتوجه به اینکه چنین فناوری‌هایی در اختیار ایران قرار داده نمی‌شوند و معمولا انحصاری هستند و از طرفی هم، چون ۹۰ درصد صنایع در کشور کوچک و متوسط هستند که به قطعات تحریمی نیاز بالایی دارند، تلاش کردیم که ساخت این دستگاه با همان فناوری‌های باکیفیت و حتی بالاتر و ارزان‌تر بسازیم تا با نرخ تمام‌شده کمتری روانه بازار کنیم. کمابیش ۴ فناوری اصلی در این دستگاه پیاده شده و نرم‌افزارهای کامپیوتری است که به این پرینتر وصل می‌شود و دیگری ربات‌های صنعتی است که بازار خوبی خواهد داشت و بعد ماشین‌کاری و دیگری هم، فرآیند پرداخت است که دستاوردهای بسیار بالایی ارائه می‌دهد و خوشبختانه توانسته‌ایم آن را با سیستم صنعتی ایران سازگار کنیم.طبق گفته‌ها، نرخ این دستگاه در جهان ۳۵۰هزار یورو تا ۳میلیون یورو است که به‌فرض بومی‌سازی آن در داخل کشور، بین ۴۰ تا ۵۰ هزار دلار قیمت‌گذاری می‌شود. غفاری بااشاره به تسهیلات ارائه‌شده در استفاده از این پرینترها در داخل می‌گوید، تلاش کردیم در پارک علم و فناوری پردیس برای استفاده شرکت‌هایی که توان خرید دستگاه با این نرخ را هم ندارند، یک فایل قطعه‌سازی راه‌اندازی کنیم. یعنی افراد می‌توانند سفارش بدهند و قطعه موردنظر ساخته شود و تحویل دهیم. مزیت این فایل این است که می‌توانیم خودمان شاهد آزمون و خطای واقعی باشیم. افرادی هم که می‌خواهند فرآیند ساخت را ببینند و سفارش داده‌اند، می‌توانیم از نزدیک شاهد مراحل ساخت باشیم و منحنی عملکرد خود را در این سیستم ببینیم.
ایرانی‌ها استاد ارزان‌سازی هستند
غفاری حمایت‌های دولتی در این عرصه را تاحدی کارآمد می‌داند و می‌گوید: با اینکه حمایت مالی از دل دولت دریافت نکرده‌ایم، اما خوشبختانه تاکنون امکاناتی که از سوی دولت دریافت کردیم، منجر به کاهش هزینه تولید شده است؛ هرچند ایرانی‌ها، استاد ارزان‌سازی هستند. به نظر من، چند سالی می‌شود که دولت به‌عنوان مسئول اداره کشور، تلاش‌های زیادی در حمایت از دانش‌بنیان‌ها انجام داده است و می‌توان در ترویج محصولات دانش‌بنیان ایرانی، روی آن حساب باز کرد؛ برای مثال باتوجه به اینکه دولت نماینده کشور در بسیاری از نشست‌های بین‌المللی است، می‌توان با این کمک، به عرضه بیشتر محصولات دانش‌بنیان پرداخت. همچنین به‌لحاظ توسعه فناوری، وجود پارک‌های علم و فناوری به‌ویژه پارک علم و فناوری پردیس، نقش مهمی در شبکه‌سازی دارند؛ همچنین باتوجه به حمایت‌هایی که از سمت صندوق نوآوری و شکوفایی انتظار می‌رود، می‌توانیم آینده روشنی را برای توسعه محصولات‌مان متصور شویم.
