بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - شرکت لایتن، فیلامنت نایلونی تقویت‌شده با گرافن خود را وارد یک سامانه چاپ سه‌بعدی بزرگ‌مقیاس و قابل‌حمل کرده است که می‌تواند در محل مورد نیاز، قطعات بزرگ و مقاوم تولید کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، شرکت لایتن (Lyten) که بیشتر به‌دلیل فعالیت‌های خود در حوزه باتری شناخته می‌شود، این‌بار فناوری گرافنی خود را به دنیای چاپ سه‌بعدی بزرگ‌مقیاس برده است. این شرکت با همکاری شرکت آمریکایی سازنده چاپگرهای سه‌بعدی مودوولو (Modovolo)، قصد دارد فیلامنت تقویت‌شده با گرافن خود موسوم به PA۱۲۰۵ را در سامانه چاپ سه‌بعدی قابل‌حمل و ماژولار BFP ادغام کند؛ سامانه‌ای که برای تولید قطعات بزرگ و عملکردبالا در صنایع هوافضا، صنعتی، خودروهای مسابقه‌ای و دفاعی طراحی شده است.
هدف این همکاری تنها بهبود یک ماده چاپ سه‌بعدی محدود نمی‌شود. دو شرکت تلاش می‌کنند مدلی از تولید را توسعه دهند که در آن قطعات بزرگ و پیشرفته به‌جای آن‌که در کارخانه‌های متمرکز تولید و سپس به محل مصرف منتقل شوند، مستقیماً در محل مورد نیاز ساخته شوند. این رویکرد می‌تواند زمان حمل‌ونقل و هزینه‌های لجستیکی را کاهش دهد و در عین حال، وابستگی تولیدکنندگان به زنجیره‌های تأمین خارجی را کمتر کند.
سامانه BFP که توسط مودوولو توسعه یافته، یک پلتفرم چاپ سه‌بعدی بزرگ‌فرمت، ماژولار و قابل‌حمل است که می‌تواند تقریباً در هر مکانی مستقر شود. این سامانه در قالب یک ساختار کانتینری طراحی شده و هدف آن فراهم‌کردن امکان تولید قطعات بزرگ با عملکرد بالا در نزدیکی محل استفاده است.
ایده توسعه این سامانه نیز از یک مشکل واقعی آغاز شد. مودوولو برای برنامه پهپادی خود به یک چاپگر سه‌بعدی ساخت آمریکا نیاز داشت که بتواند قطعاتی در سطح کیفی مورد نیاز صنایع هوافضا را با سرعت و هزینه مناسب تولید کند. یافتن چنین سامانه‌ای برای این شرکت دشوار بود و همین مسئله در نهایت به توسعه BFP منجر شد.
در مدل سنتی تولید، قطعات بزرگ و پیچیده معمولاً در کارخانه‌هایی با تجهیزات تخصصی ساخته می‌شوند و سپس به محل استفاده منتقل می‌شوند. این فرایند برای قطعات هوافضایی، تجهیزات صنعتی یا سامانه‌های دفاعی می‌تواند زمان‌بر و پرهزینه باشد. در مقابل، چاپ سه‌بعدی قابل‌حمل این امکان را فراهم می‌کند که تولید به محل مصرف نزدیک‌تر شود.
در این همکاری، بخش مهم ماجرا به ماده‌ای اختصاص دارد که قرار است در قلب فرایند چاپ قرار گیرد. فیلامنت PA۱۲۰۵ از نایلون PA۱۲ ساخته شده و با گرافن سه‌بعدی اختصاصی لایتن تقویت شده است. این شرکت از فناوری اختصاصی خود با عنوان «گرافن سه‌بعدی» برای ایجاد خواص موردنظر در مواد کامپوزیتی و مواد مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی استفاده می‌کند.
بر اساس داده‌های اعلام‌شده از سوی لایتن، PA۱۲۰۵ در مقایسه با فیلامنت‌های مشابه مبتنی بر الیاف کربن می‌تواند حدود دو برابر استحکام کششی بیشتری در راستای X-Y داشته باشد. همچنین این شرکت افزایش حدود ۴۰ درصدی استحکام کششی در راستای محور Z و بهبود قابل‌توجه مقاومت در برابر ضربه را گزارش کرده است.
این ویژگی‌ها برای چاپ سه‌بعدی قطعاتی که تحت بارهای مکانیکی قابل‌توجه قرار می‌گیرند اهمیت زیادی دارند. در قطعات بزرگ، تنها استحکام ماده اهمیت ندارد، بلکه حفظ ابعاد، کنترل تاب‌برداشتن قطعه در جریان چاپ و دستیابی به سطح نهایی مناسب نیز از عوامل تعیین‌کننده کیفیت محصول نهایی هستند.
لایتن اعلام کرده است که PA۱۲۰۵ علاوه بر استحکام بالا، سرعت چاپ مناسبی دارد، در برابر تاب‌برداشتن مقاومت می‌کند و می‌تواند دقت ابعادی قطعه را در طول فرایند تولید حفظ کند. این شرکت چنین ویژگی‌هایی را به‌ویژه برای ساخت قطعات سازه‌ای سبک‌وزن مناسب می‌داند؛ قطعاتی که باید هم‌زمان وزن کم و استحکام بالا داشته باشند.
مودوولو پیش از انتخاب PA۱۲۰۵، مواد مختلفی با عملکرد بالا را آزمایش کرده بود. جاستین کال، مدیرعامل و هم‌بنیان‌گذار مودوولو، می‌گوید فیلامنت لایتن به این شرکت اجازه داده است قطعاتی سبک‌تر و در عین حال مقاوم‌تر تولید کند، در حالی که کیفیت سطح و سرعت چاپ نیز در سطح مطلوب باقی می‌ماند. به گفته او، این ماده اکنون به یکی از اجزای مهم نقشه راه محصولات آینده شرکت تبدیل شده است.
همکاری میان دو شرکت نیز موضوع تازه‌ای نیست. مودوولو بیش از یک سال است که با لایتن همکاری می‌کند و از سال ۲۰۲۵ استفاده از فیلامنت این شرکت را برای ساخت برخی قطعات پهپاد Lift Quadcopter-X آغاز کرده است.
این پهپاد سبک‌وزن برای کاربردهای تجاری، عملیات امدادی و مأموریت‌های دفاعی طراحی شده است. تجربه استفاده از فیلامنت گرافنی در ساخت قطعات این پهپاد، زمینه را برای گسترش همکاری دو شرکت از تولید قطعات پهپادی به سمت تولید بزرگ‌فرمت فراهم کرده است.
مزیت اصلی این تجربه آن است که ماده جدید تنها در شرایط آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار نگرفته، بلکه در ساخت قطعات یک محصول واقعی نیز مورد استفاده قرار گرفته است. همین موضوع به مودوولو امکان داده است عملکرد PA۱۲۰۵ را در فرایندهای تولید و کاربردهای عملی بررسی کند.
دان کوک، مدیرعامل و هم‌بنیان‌گذار لایتن، هدف این همکاری را اثبات امکان تولید محصولاتی با عملکرد بهتر و قیمت رقابتی از طریق تأمین و ساخت داخلی عنوان کرده است. از نگاه او، فناوری گرافنی لایتن می‌تواند آزادی عمل بیشتری در طراحی محصولات ایجاد کند و به تولیدکنندگان اجازه دهد ساختار زنجیره تأمین خود را نیز با انعطاف بیشتری طراحی کنند.
موضوع زنجیره تأمین در این پروژه اهمیت ویژه‌ای دارد. در سال‌های اخیر، وابستگی صنایع پیشرفته به تأمین‌کنندگان خارجی و کارخانه‌های متمرکز به یکی از نگرانی‌های مهم تولیدکنندگان تبدیل شده است. قطعات مورد استفاده در صنایع هوافضا، دفاعی و صنعتی اغلب به مواد و فرایندهای ساخت تخصصی نیاز دارند و هر اختلال در تأمین آن‌ها می‌تواند زمان تحویل و هزینه تولید را افزایش دهد.
ترکیب چاپ سه‌بعدی بزرگ‌مقیاس و مواد کامپوزیتی تقویت‌شده با گرافن می‌تواند بخشی از این مشکل را هدف قرار دهد. در این مدل، یک چاپگر قابل‌حمل به محل پروژه منتقل می‌شود و مواد اولیه نیز به‌صورت فیلامنت یا مواد چاپی قابل‌حمل در اختیار اپراتور قرار می‌گیرد. نتیجه، امکان تولید قطعه در نزدیک‌ترین نقطه به محل استفاده است.
کاربردهای بالقوه این فناوری نیز گسترده است. در صنعت هوافضا، می‌توان از آن برای ساخت قطعات سبک و مقاوم استفاده کرد. در حوزه پهپادها، کاهش وزن قطعات می‌تواند به افزایش بهره‌وری سامانه کمک کند. در خودروهای مسابقه‌ای، قطعاتی که هم وزن پایین و هم مقاومت مکانیکی بالایی دارند، اهمیت زیادی دارند. در صنایع دفاعی و صنعتی نیز امکان تولید سریع قطعات بزرگ در محل می‌تواند مزیت عملیاتی قابل‌توجهی ایجاد کند.
لایتن در دسامبر ۲۰۲۵ فیلامنت PA۱۲۰۵ را در کنار چسب اپوکسی سازه‌ای دما بالا با نام ۶۱۲۰HT معرفی کرده بود. این شرکت هر دو محصول را به‌عنوان گزینه‌هایی برای جایگزینی برخی قطعات کامپوزیتی ماشین‌کاری‌شده و قطعات فلزی مطرح کرده است. کاربردهای هدف شامل قطعات خودروهای مسابقه‌ای، پهپادهای دوربرد و قطعات صنعتی تحت بار مکانیکی بالا عنوان شده است.
اکنون همکاری با مودوولو یک گام دیگر به این رویکرد اضافه کرده است: نه‌تنها ماده اولیه باید عملکرد بالایی داشته باشد، بلکه سامانه تولید نیز باید بتواند خود را به محل مصرف برساند. اگر این مدل به‌طور گسترده عملیاتی شود، کارخانه تولید دیگر الزاماً یک ساختمان ثابت و دور از محل استفاده نخواهد بود؛ می‌تواند یک سامانه ماژولار باشد که به محل پروژه منتقل شده و قطعه مورد نیاز را همان‌جا تولید کند.
دو شرکت قرار است پلتفرم یکپارچه‌شده خود را در ادامه سال جاری میلادی در رویدادها و برنامه‌هایی از جمله مؤسسه نوآوری نظامی-غیرنظامی (Civil-Military Innovation Institute)، رزمایش‌های Northern Strike و دیگر رویدادهای مرتبط با صنایع هوافضا و خودروهای مسابقه‌ای به نمایش بگذارند.
البته فاصله میان نمایش یک فناوری و تبدیل آن به استاندارد صنعتی همچنان قابل‌توجه است. عملکرد واقعی قطعات در شرایط مختلف، هزینه مواد، سرعت تولید، مقیاس‌پذیری، تکرارپذیری چاپ و الزامات کیفی صنایع حساس باید در کاربردهای گسترده‌تر بررسی شود. با این حال، ترکیب گرافن با چاپ سه‌بعدی بزرگ‌مقیاس یک جهت‌گیری مهم را نشان می‌دهد: تلاش برای ساخت قطعاتی سبک‌تر و مقاوم‌تر، در سامانه‌هایی که بتوانند تولید را از کارخانه‌های متمرکز به محل مورد نیاز منتقل کنند.
اگر این رویکرد بتواند وعده‌های خود را در مقیاس صنعتی محقق کند، گرافن دیگر تنها یک افزودنی برای بهبود خواص مواد نخواهد بود؛ بلکه می‌تواند بخشی از معماری جدید تولید دیجیتال باشد، جایی که ماده پیشرفته، طراحی دیجیتال و چاپگر سه‌بعدی قابل‌حمل در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند تا قطعه‌ای بزرگ و مهندسی‌شده، درست همان جایی ساخته شود که قرار است مورد استفاده قرار گیرد.