ظهور فناوریهای سه بعدی قلمروی جدیدی از احتمالات را برای طراحی محصولات به وجود آورده است. اسکن سه بعدی به ویژه برای توسعه محصول مزایای متعددی دارد. با آن که در گذشته، دستیابی به یک اسکن سه بعدی عملی سخت بود اما امروزه موقعیت بسیار فرق کرده است.
با استفاده از یک اسکنر دستی صحیح و نرمافزار مناسب، حتی کودکان به سادگی میتوانند از فناوریهای اسکن سه بعدی استفاده کنند. در حقیقت، دانشآموزان زیادی در کشورهای مختلف شروع به استفاده از این نوع فناوریها در کلاس درس کردهاند. به عنوان مثال موسسه Mid Pacific در آمریکا را میتوانیم نام ببریم که کلاسهای عملی اسکن سه بعدی در مورد مهندسی معکوس آثار هنری موزهها تشکیل داده است.
به همان شکل که دانشآموزان از این فناوری استقبال کردهاند، طراحان محصول و مهندسان همچنین به این طیف پیوستهاند. استفاده از اسکن سه بعدی همانطور که موفقیت خود را در کلاسهای درس ثابت کرده است، فرآیندی سریع و ساده است و کاربردهای آن برای توسعه محصول استثناء و مرزی ندارند. علاوه بر این، در اختیار طراحان و توسعهدهندگان محصول مزایای مختلفی قرار میدهد از جمله:
فراهمسازی شرایط برای طراحی سریعتر طرحهای پیچیدهتر
چه در حال کار با یک مدل رسی یا مومی تمام اندازه یا کوچک باشید، فناوری اسکن سه بعدی فرآیند تغییر شکل از یک شیء فیزیکی به مدل دیجیتالی را بسیار سریعتر و روانتر کرده است. شرکتهای پیشرو در فناوری اسکن سه بعدی همچنین در محصولات خود هوش مصنوعی (Al) را لحاظ کردهاند که به فرایند اسکن اجازه میدهد مبتکرانه و خودکار پیش رود و در همین حین از زمان لازم برای آموزش کم میکند.
چنین دستاوردهایی باعث میشود طراحی محصولات پیچیدهتر امکانپذیر باشد، در حالی که در گذشته طرحها باید ساده بودند چون فرآیند طراحی دیجیتالی زحمت فراوان و در نتیجه هزینه زیادی به همراه داشت.
همچنین با اسکن سه بعدی این امتیاز به طراح داده میشود تا اشیاء مختلف را اسکن و با یکدیگر ترکیب کند تا یک طرح بی همتا به وجود آید. گرچه بیشتر یک کاربرد هنری است اما یک نمونه خوب در این زمینه کمپینی با هشتگ #WOODVETIA از سوی شرکت Swiss Wood و اداره فدرال سوئیس است. این کمپین در مورد ساخت مجسمههایی چوبی از افراد شاخص تاریخی سوئیس است تا مزایای چوب را به عنوان یک ماده مقاوم و با دوام نشان دهد.
Inigo Gheyselinck یکی از هنرمندان مجسمهسازی فیگوراتیو برای ساخت مجسمههایی تمام بدن از افراد ابتدا از رس یک مجسمه نیم تنه درست میکند.
این مجسمه نیم تنه ساخته شده به صورت دستی، اسکن میشود. سپس فردی که دارای تیپ بدنی مشابه با فرد مهم تاریخی است انتخاب میشود. اسکن این فرد همچنین انجام میشود. اسکن مجسمه نیم تنه و بدن فرد به صورت دیجیتالی با یکدیگر ترکیب و سپس توسط دستگاه CNC یک مجسمه تمام اندازه از فرد مشهور تاریخی از چوب ساخته میشود. در واقع فناوری اسکن سه بعدی به انجام چنین طراحی در یک محیط اجازه داده است و از حجم زمان لازم برای فرآیند ساخت تا حد زیادی کم میکند.
علاوه بر این، اسکنرهای سه بعدی همچنین به طراحیهایی با خواص آرگونومیک بهتر اجازه میدهند. با توانایی ثبت دیجیتالی آناتومی بدن، محصولاتی را واقعا میتوان تولید کرد که مطابق با شکل بدن باشند. به دنبال پیشرفت فناوریهای پوشیدنی و محصولات، این قضیه مهمتر خواهد شد. از همین قضیه میتوان در زمان طراحی قطعات یدکی استفاده کرد که هدف آنها جفت و جور شدن با محصولات فعلی است.
به عنوان مثال، شرکتی که میخواهد برای ماشینها صندلیهای سفارشی تولید کند میتواند صندلیهای اصلی را در آورد، فضای داخلی خودرو را اسکن کند و از مدل دیجیتالی فضای داخلی ماشین در طول فرآیند طراحی استفاده کند. این توانایی به شرکت اجازه میدهد تا عملا درون خودرو صندلیهایی با اندازهها و طراحیهای مختلف تست کند. همچنین به صورت دقیق ریلهای ماشین و جایگاه کمربندها را اندازهگیری کند تا صندلیهای جدید کاملا سر جای خود نصب شوند.
انعطافبخشی به طراحیها
به عنوان مثال فرض کنید یک پیش نمونه بصری تولید شده است که بخش‌های متحرک ندارد. همانطور که در بالا اشاره شد، با استفاده از یک اسکنر سه بعدی میتوان شکل دقیق محصول را به صورت دیجیتالی ثبت کرد. از اسکن سه بعدی میتوان برای ایجاد یک پیش نمونه اثبات مفهومی (proof-of-concept) استفاده کرد که فوقالعاده شبیه به محصول ایجاد شده در تولید انبوه است.
در اختیار داشتن یک مدل سه بعدی از همان مراحل اولیه به کل فرآیند طراحی انعطافپذیری میدهد. در طول طراحی اولیه محصول، استفاده از یک اسکن سه بعدی و برنامه ویرایش به کاربران اجازه میدهد سطوحی با نهایت دقت و شبیه به محصول اصلی آماده کنند، از طرفی محصولات متقارن هستند و در نتیجه کاربران میتوانند اندازه محصول نهایی را کم یا زیاد کنند.
در طول فرآیند طراحی و عبور از یک مرحله به مرحله دیگر، طرح را میتوان بیشتر تغییر داد تا جا برای قطعات داخلی باز شود یا به سادگی ظاهر محصول را به دنبال بازخورد دریافت شده از سوی افراد تغییر داد. ترکیب مدلسازی و اسکن سه بعدی با فناوریهای نمونهسازی سریع مانند ماشینکاری CNC، پرینت سه بعدی و قالبگیری تزریق پلاستیک باعث میشود تا نمونههای اولیه سریعتر ساخته شوند.
اسکنهایی که برای ساخت قالبها استفاده میشوند به مواد خام اولیه بستگی دارند و به کسب این اطمینان کمک میکنند که دقت کامل رعایت شده است و قطعات در قسمتهای لازم طراحی به صورت تضمینی جا میگیرند.
به عنوان مثال، MU Form Furniture، کارخانهها و توزیعکنندگان محصولات مبلمان برای خانهها و کسب و کارهای مدرن، از یک شیوه سنتیتر برای طراحی محصول استفاده میکرد چون ترجیح میدادند به عنوان ماده خام با تخته چندلا با کیفیت بالا کار کنند.
MU Form برای تولید یک قطعه اورجینال، یک نمونه اولیه فیزیکی را به کارخانهای در خارج میفرستادند تا آنها با استفاده از یک داپلیکیتور روتر (router duplicator) مدل را مهندسی معکوس کنند و یک قالب چوبی به وجود آورند که از آن برای شکل دادن تخته چند لا استفاده میشود. این روش تولید قطعهای نمایشی تا حدی دقیق را به همراه دارد ولی مشخص شد که برای اصلاح خمیدگیها و سطوح قالب به دخالت انسان و کار دست نیاز است. به علت فرآیند خطا و آزمایش، قطعه تولیدی نهایی بی دقتیهایی خواهد داشت.
امروزه، این شرکت از فناوری اسکن سه بعدی استفاده میکند که فرآیند خطا و آزمایش را ساده کرده است. با استفاده از این فناوری، طراح مبل نمونه اولیه فیزیکی از یک قطعه مبل را به وجود میآورد که سپس با استفاده از یک اسکنر سه بعدی دستی مهندسی معکوس میشود. در مرحله بعد ویرایش و تکمیل مدل به صورت دیجیتالی انجام میشود و این مدل سه بعدی توسط ایمیل در اختیار کارخانه قرار میگیرد و در آن جا مستقیما از فایل ارسالی یک قالب فلزی CNC دقیق ساخته میشود.
سادهسازی فرآیند حمل و نقل یکی از مزایای اسکن سه بعدی
اسکن سه بعدی با حذف فرآیندهای خطا و آزمایش و با بالا بردن سطح دقت و سادهسازی فرآیند حمل و نقل، فرآیند طراحی را سریعتر میکند. مانند تجربهای که شرکت MU Form Furniture داشت، استفاده از اسکن سه بعدی یک محصول باعث میشود دیگر نیازی به ارسال نمونه اولیه فیزیکی به کارخانه نباشد. بلکه کارخانه در هر جای جهان قرار گرفته باشد سریعا میتواند مدل سه بعدی را به دست آورد، چه قطعه کوچکی باشد که باید تغییر داده شود یا صندلی کاملی که برای ساخت قالبگیری آن باید انجام شود. از طرفی فرآیندهای اسکن سه بعدی یک شیء همچنین سریع است و در عرض چند دقیقه، یک مدل سه بعدی را میتوان تهیه کرد.
یک طراح با استفاده از اسکنهای سه بعدی و مدلهای CAD برای بخش‌های دیگر میتواند این اطمینان را به دست آورد که در همان تلاشهای ابتدایی قطعات با یکدیگر جفت و جور میشوند. اگر خارج از شرکت باید یک قطعه سفارشی طراحی شود، از مدل سه بعدی همچنین میتوان به عنوان یک ابزار مفید در طول فرآیند همکاری استفاده کرد.
فراهمسازی یک فایل سه بعدی برای طراح
در طول طراحی محصول، فرستادن محصول به جاهای مختلف جهان پیش از تولید انبوه آن، غیر طبیعی نیست. با اسکنهای سه بعدی، فایلهای سه بعدی را میتوان به سادگی ایجاد کرد و به جای یک محصول فیزیکی فرستاد ودر وقت و هزینه صرفهجویی کرد. علاوه بر این، از همین فایلهای سه بعدی میتوان به عنوان یک منبع ثانویه در زمان ارائه درخواست برای پتنتها استفاده کرد.
زمان مطرح شدن بحث همکاری و فروش محصولات به فروشندگان و فروشگاههای آنلاین، وجود یک مدل سه بعدی مزیتهای افزودهای دارد. وبسایتهای فروشگاهی الکترونیکی امروزه از مدلهای سه بعدی برای محصولات خود استفاده میکنند تا خریداران بتوانند از هر زاویهای آنها را بررسی کنند.
پلتفرمهایی در حال حاضر وجود دارد که به مصرفکنندگان اجازه میدهد یک اتاق را از نمای 360 درجه به صورت آنلاین با قرار دادن مدلهای سه بعدی از مبلمان و محصولاتی که برای خرید موجود هستند، تزئین کنند. این شرکتها حتی یک گام فراتر برداشته و به دنبال راههای جدیدی هستند تا از واقعیت مجازی و افزوده برای ایجاد یک تجربه همه جانبه استفاده کنند تا خریدار بتواند از خانه خود این خریدها را انجام دهد. حوزه مبلمان و دکوراسیون خانه در این زمینه بسیار به جلو پیش رفته است اما خیلی طول نمیکشد تا در رابطه با تمامی کالاهای روزمره زندگی انسان به همین شکل عمل شود. در اختیار داشتن یک مدل سه بعدی در زمان قرار دادن محصولات در این ویترنهای مجازی یک مزیت بیشتر است.
مثالهای بالا تنها مشت نمونه خروار در نام بردن مزایای اسکن سه بعدی هستند. استفاده از این فناوری به معنای تضمین دقت از همان شروع پروژه و بالا بردن سرعت تحویل محصول نهایی به بازار است.
همانطور که فروشگاههای خشت و ملات (brick and mortar) به دنبال راههایی برای بالا بردن قابلیتهای فروششان در محیط آنلاین هستند، برخورداری از مدلهای سه بعدی محصولات به زودی به یک امر الزامی تبدیل خواهد شد و افرادی که در حال حاضر از فناوری اسکن سه بعدی استفاده میکنند جلوتر از سایرین پیش خواهند رفت.
