بناء المستقبل: نظرة ثاقبة للطباعة الصناعية في عام 2024

يستعرض بيتر بوتينز، الرئيس التنفيذي لهيئة الإمارات للمواصفات والمقاييس، العام الماضي في مجال الطباعة الصناعية ويقدم توقعاته لعام 2024.

كيف كانت الطباعة الصناعية في 2023؟

خلال عام 2023، لاحظنا أن الصناعات المرتبطة بالإنتاج كثيف الاستخدام للطاقة لا تزال تعاني من أزمة الطاقة التي بدأت في عام 2022. وواجهت صناعة الزجاج والصناعة الكيميائية، بما في ذلك موردي الأحبار، صعوبات في بيع كميات كبيرة في السوق الصناعية.

ومن ناحية أخرى، كانت هناك قطاعات سريعة النمو مثل الإلكترونيات المطبوعة في الأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة الرعاية الصحية. شهد سوق الخلايا الكهروضوئية (PV) دفعة هائلة في السنوات القليلة الماضية وما زال يبدو متفائلاً في المستقبل مع إطلاق تقنيات جديدة مثل البيروفسكايت والحلول الكهروضوئية الترادفية [تتمتع الخلية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت على السيليكون بكفاءة نظرية حد 43% مقابل 29% لخلايا السيليكون].

ما هي التحديات التي يواجهها القطاع الصناعي في عام 2024؟

تتطلع الطابعات الصناعية إلى دخول سوق أجهزة المراقبة الطبية أو مجموعات التشخيص لاختبار الأمراض. تعتبر هذه الأجهزة آمنة من الفشل، كما أن متطلبات جودة الإنتاج تقع على مستوى Six Sigma: وهو نفس المستوى الموجود في سوق قطع غيار السيارات الإلكترونية.

يعد الطلب على المنتجات المثالية التي تفي بمتطلبات محددة وتلبي لوائح الصناعة أحد أكبر التحديات التي نواجهها، ويختلف تمامًا عن سوق الطباعة العادي للملصقات والمنسوجات والتغليف حيث تلعب جودة الصورة والألوان الدور الأكثر أهمية. نحن هنا ندخل منطقة غير معروفة حيث يعد الفشل المحتمل الإلكتروني أو الكيميائي أمرًا بالغ الأهمية في الاستخدام على المدى القصير والطويل.

ما هي أبرز الابتكارات الحديثة؟

لقد كان هناك طلب كبير على طباعة الخطوط الدقيقة، بالنسبة للأجهزة الكهروضوئية والإلكترونيات المطبوعة بشكل عام، مما يدفع طباعة الشاشة إلى الوصول إلى 10 ميكرومتر.

نحن نشهد ظهور العديد من تقنيات الطباعة الجديدة: الطباعة الشعرية عالية الدقة للميكرون والميكرون الفرعي. تعتبر التقنيات الأخرى، مثل الترسيب المستمر بمساعدة الليزر (CLAD) والنقل الأمامي المستحث بالليزر (LIFT)، مهمة لترسيب المواد الجديدة التي تكون أقل شيوعًا من أحبار الطباعة ولكنها تعتمد بشكل أكبر على المواد (النحاس والفضة والمواد الصلبة الأخرى). المواد القائمة). وهذا أمر مهم للجيل القادم من الأجهزة القابلة للارتداء للاستخدام الطبي أو اليومي في حياتنا.

كيف يبدو المشهد التنظيمي؟

تم تقديم العديد من التوجيهات الجديدة لإعادة التدوير وتقليل النفايات بالنسبة للمنتجات التي تصل إلى نهاية عمرها الافتراضي. الأول هو التصميم البيئي للاتحاد الأوروبي لتنظيم المنتجات المستدامة (ESPR). والهدف الرئيسي هو أنه بحلول عام 2030، يمكن أن يؤدي إطار المنتجات المستدامة الجديد إلى توفير 132 مليون طن من النفط المكافئ من وفورات الطاقة الأولية، وهو ما يعادل حوالي 150 مليار متر مكعب من الغاز الطبيعي. يضع الاقتراح إطارًا لتحديد متطلبات التصميم البيئي لمجموعات منتجات محددة (المنتجات المطبوعة أيضًا) لتحسين دائرية وأداء الطاقة وجوانب الاستدامة البيئية الأخرى بشكل كبير. وسيمكن من تحديد متطلبات الأداء والمعلومات لجميع فئات السلع المادية الموجودة في سوق الاتحاد الأوروبي تقريبًا.

والثاني هو مسؤولية المنتج الموسعة (EPR). هنا، يتم التركيز على تحويل مسؤولية معالجة بعض مجاري النفايات والتخلص منها إلى المنتجين. ويهدف أيضًا إلى تعزيز استعادة وإعادة تدوير النفايات، والحد من مكب النفايات وتشجيع تطوير نماذج أعمال الاقتصاد الدائري. وقد تم تنفيذه على مجموعة من مسارات النفايات، بما في ذلك التعبئة والتغليف والبطاريات والمعدات الكهربائية والإلكترونية، ولكن سيتم توسيعه على نطاق واسع ليشمل المنسوجات والتغليف والمواد المطبوعة الأخرى.

كيف تتغير طلبات العملاء؟

تعد الطباعة الصناعية سوقًا حساسًا للغاية للسعر ما لم يكن المنتج مميزًا ومتميزًا للغاية. تختلف طلبات العملاء في القطاع الصناعي لأنهم يناقشون الأجزاء الفرعية، ويتم دمج المزيد من الوظائف في قطعة واحدة. ومن الأمثلة على ذلك الزخرفة داخل القالب، والتي تتجه الآن نحو الإلكترونيات داخل القالب (IME) ومن ثم إلى 3D-IME - مع دمج الرقائق الإلكترونية المدمجة في الجزء النهائي. وقد تم تحقيق ذلك في قطاع السيارات، وهو سوق شديد الطلب، في أقل من عقد من الزمن. اليوم، يبدو أن الاحتمالات لا حصر لها ومن المؤكد أنها ترقى إلى مستوى التحول نحو السيارات الكهربائية.

هل يشكل جذب العمالة الماهرة تحديًا؟

التحدي الأكبر هو العثور على ملفات تعريف المهارات الجديدة للطباعة الصناعية. يجب أن يكون لدى المتقدمين خلفية هندسية (المواد والكيمياء والإلكترونيات والحيوية وما إلى ذلك) لقطاع الطباعة الصناعية المحدد. في دوراتنا التدريبية التي نظمتها أكاديمية ESMA، رأينا أن اكتساب المعرفة بالمواد أو المواد الكيميائية وكيفية التعامل معها أثناء الطباعة يمثل أكبر التحديات التي تواجه الأسواق الجديدة. نلاحظ الاتجاه نحو التقنيات المستدامة والوظيفية الجديدة. يعد التحول من الكميات الكبيرة إلى عمليات تشغيل أقصر وأكثر تنوعًا عاملاً مهمًا آخر للمستقبل.

ما هو برأيك دور الذكاء الاصطناعي (AI) في الطباعة الصناعية؟

يمكن ملاحظة تطورات الذكاء الاصطناعي في الغالب في التصميم وبرمجيات RIP، وهو رابط طبيعي. يدعم الذكاء الاصطناعي العملاء في تصميم منتجاتهم الفردية بالطريقة المثلى.

ولكن هناك احتمالات أخرى أيضًا: على سبيل المثال، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي في اختيار المواد والمواد الكيميائية لتحسين إمكانيات الطباعة ومفاهيم المواد. يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي في تطوير أحبار جديدة وأكثر تعقيدًا بوظائف محددة. وهذا مهم جدًا في الطباعة الطبية الحيوية، والتي تطبق تقنية المختبر على الرقاقة لمجموعات التشخيص وطرق اختبار الأمراض الأخرى (مثل اختبارات فيروس كورونا).

نحن نعلم أن شركات الأدوية تتطلع إلى طباعة الأدوية التي تتكيف بشكل أكبر مع احتياجات المريض (الوزن والعمر والجنس)، لتحسين الاحتياجات والابتعاد عن المعايير. وبدون دعم من الأتمتة والروبوتات والذكاء الاصطناعي، فإن هذه الأنواع من المشاريع ستكون مستحيلة.