Промышленный переход к прототипированию и проектированию внутри компании с помощью аддитивного производства

Адаптация 3D-печати позволила внедрить инновации в производство, которые дают несколько преимуществ о которых я расскажу в этой статье.

Аддитивное производство добилось невероятных успехов за последнее десятилетие, открыв путь для быстрой разработки прототипов в различных отраслях. Это движение также породило новые компании, которые используют эту технологию для создания новых продуктов.

Что такое аддитивное производство (AM)?

Производство — это создание физических деталей или сборок. Традиционное производство существует с индустриальной эпохи.

Formlabs определяет субтрактивное производство как:

Общий термин для различных контролируемых процессов механической обработки и удаления материала, которые начинаются со сплошных блоков, стержней, стержней из пластика, металла или других материалов, которым придается форма путем удаления материала путем резки, сверления, сверления и шлифования. [1]

Традиционное (субтрактивное) производство включает в себя литье под давлением, обработку на станках с ЧПУ, лазерную резку и т. д. [1] Чтобы иметь возможность собрать продукт, требуются сроки, время проектирования, источник материала, стоимость, проверенные процессы, техники, операторы, менеджеры, и т.п.

Вычитание означает, что вы берете исходный материал и выводите его структуру для создания детали или компонента.

А как насчет обратного? Добавление материала вместо его удаления?

Введите AM.

По данным General Electric:

Аддитивное производство (АП), также известное как 3D-печать, представляет собой преобразующий подход к промышленному производству, который позволяет создавать более легкие и прочные детали и системы. [25]

Другое слово, которое является синонимом AM, — это 3D-печать.

Эта технология позволяет изготавливать детали сложной и сложной геометрии, которые считаются сложными для традиционных методов производства. В сочетании с широким выбором материалов аддитивное производство позволяет создавать компоненты с одним или несколькими свойствами материала в зависимости от варианта использования.

Например, с помощью технологий моделирования методом наплавления (FDM) или производства плавленых нитей (FFF) пользователь может спроектировать сложную деталь, включающую в себя несколько видов нитей, адаптируя деталь с многочисленными функциями и характеристиками материала.

Аддитивное производство также, как правило, имеет «более низкие первоначальные затраты по сравнению с традиционными методами производства, такими как литье по выплавляемым моделям, литье в песчаные формы или литье под давлением». [2]

Традиционное производство учитывает [цену материала] (https://www.3deo.co/strategy/costs-of-traditional-vs-additive-manufacturing/), в то время как AM не учитывает, поскольку она примерно одинакова для каждой детали. Эта технология также существует с 19 века, во время промышленной революции.

Давайте перейдем к истокам аддитивного производства, где оно находится сегодня и куда движется.

Как появился AM

Аддитивное производство началось только в 1970-х годах, когда Йоханнес Ф. Готтвальд (Xerox Corp.) подал заявку на изобретение того, что было названо Liquid Metal Recorder. [3] Это устройство «действовало как металлический струйный принтер, который можно было быстро снять и использовать повторно путем переплавки».

Эта конструкция брала электрически заряженный жидкий металл, выбрасывавший его в космос. Используя магнитное отклонение, металл с помощью тока передаст себя поверхности или «носителю», как указано в патенте.

Как написано в патенте:

Первое из полей потока индуцируется вокруг потока чернил (металла) за счет пропускания через него тока при его прохождении через промежуток между соплом, из которого оно было выброшено, к носителю, а второе поле располагается вокруг первого .

Электрически заряженные металлические чернила вытекают из сопла через промежуток или пространство на носитель. "...[чернила] будут течь при температуре печати, но затвердевают при контакте с носителем.

При обеспечении непроницаемой или неперфорированной бесконечной основы, например, изготовленной из металла, сформированный символ может быть удален с нее, чтобы обеспечить возможность повторного использования носителя и спасения металла».

Нанесение металла на носитель или сборочную поверхность позволяет повторно использовать эту поверхность. Глядя на то, как работают все 3D-принтеры, теория почти одинакова.

У вас есть распределитель материала, который размещает материал. Это может быть ролик, который добавляет слой порошка, дозатор, который наносит порошок, или экструдер, который добавляет жидкую нить на поверхность сборки.

Оттуда материал становится твердым с помощью охлаждающих средств или с помощью лазерного спекания.

Повторите этот цикл несколько раз, добавьте различные ориентации ударного элемента в пространстве, и у вас будет напечатанная на 3D-принтере деталь сложной или простой формы, построенная на многоразовой сборочной пластине.

Это послужило основой для современных технологий аддитивного производства.

Перенесемся в сегодняшний день: современная 3D-печать становится доступной технологией, используемой для быстрого проектирования деталей с невероятной детализацией и замысловатыми шаблонами дизайна.

Современные AM-технологии

С момента открытия жидкого металла появилось несколько технологий аддитивного производства, и за последнее десятилетие было сделано больше достижений.

Для целей этой статьи я буду придерживаться более популярных технологий, таких как SLA/DLP, FDM/FFF, SLS и DMLS/SLM.

Моделирование методом наплавления/изготовление плавленых нитей (FDM/FFF) [5]

Принтеры, оборудованные FDM, имеют подвижное сопло на двух направлениях (обычно X и Z, если оно основано на декартовой системе координат) и выбрасывает расплавленный пластик на подвижную платформу (оси X и Y).

Каждая линия пластика образует узор, который откладывается на форуме. Это называется слоем.

Затем сопло повторяет процесс для каждого слоя, создавая печатную деталь. Принтеры FDM хранят свой материал в пластиковой катушке, которая находится либо на машине, либо рядом с ней.

Стереолитография (SLA)

Принтеры SLA работают аналогичным образом, послойно. Разница возникает в том, как строятся слои.

Вместо того, чтобы наносить пластик на подвижную платформу, платформа погружается в ванну с полимерным материалом, отвержденным с помощью ультрафиолетового лазера. По мере того, как каждый слой строится и фиксируется, платформа перемещается вверх, чтобы освободить место для следующего слоя.

Маскированная стереолитография (МСЛА)

Подобно SLA, MSLA использует для отверждения источник света. Существенное отличие состоит в том, что каждый слой полимеризует ЖК-экран со светодиодом, а не лазер.

ЖК-дисплей находится перед светодиодом. Технология MSLA использует комбинацию LCD/LED для отверждения определенных частей слоя в зависимости от того, где блокируется или разрешен свет от ЖК-экрана.

Цифровая обработка света (DLP)

DLP обычно используется в 3D-печати смолой. Prusa, Formlabs и Anycubic предоставляют принтеры DLP/SLA для коммерческого использования и любительских платформ.

DLP и SLA различаются разрешением XY, в частности тем, как оно продиктовано. Принтеры DLP используют ЖК-экран для закрепления отдельных профилей, тогда как SLA зависит от лазера.

Разрешение на DLP определяется спецификацией ЖК-дисплея по сравнению с диаметром пятна лазера в блоке обработки света (LPU) принтера SLA.

На рисунке ниже лучше всего показаны различия между технологиями DLP и SLA:

Селективное лазерное спекание (SLS)

Подобно SLA, SLS включает в себя лазер, который не отверждает, а фактически спекает или подделывает порошкообразный материал. вместе в прочную структуру.

3D-печать SLS была популярным выбором среди инженеров и производителей. Низкая стоимость детали, высокая производительность и проверенные материалы делают эту технологию идеальной для целого ряда приложений, от быстрого прототипирования до небольших пакетное, мостовое или заказное производство. [8]

Рассмотренные выше факторы, такие как низкая стоимость и индивидуальное производство, делают SLS привлекательным вариантом для быстрого прототипирования. Непрерывная печать по требованию будет по-прежнему бросать вызов традиционным производственным стандартам, поскольку эти технологии становятся все более доступными и доступными.

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

DMLS, также известный как SLS, представляет собой металлический эквивалент лазерного спекания. Этот метод похож на SLM, о котором я кратко расскажу в следующем разделе. Спекание - это, по сути, метод сварки.

Молекулы металлического порошка спекаются и не сплавляются во время печати. Это позволяет комбинировать дополнительные материалы, адаптируя сборку или компоненты к различным характеристикам материалов.

Селективное лазерное плавление (SLM)

Процесс печати по сравнению с DMLS относительно одинаков. Порошковый слой заполнен металлическим порошком. Рядом с кроватью находится пустая камера сборки. Для каждого слоя рычаг повторного нанесения покрытия наносит порошок на пустую камеру сборки на определенном расстоянии по высоте.

После того, как слой порошка использован, лазер плавит порошок, а затем затвердевает по слоям. Следующий слой свежего порошка наносится на рабочую камеру по мере постепенного опускания камеры по высоте. Промойте и повторяйте, пока деталь не будет закончена.

Основное различие между SLM и DMLS заключается в том, что во время SLM молекулы металла плавятся в жидкую форму. Это по своей сути требует больше энергии.

Эти технологии революционизируют производственные процессы в различных отраслях промышленности. Аддитивное производство нашло применение в нескольких отраслях, например в стоматологии, медицине, аэрокосмической, автомобильной, фармацевтической и потребительской отраслях.

Текущий статус AM

Разработка продукта с использованием AM

Аддитивное производство расширяется и достигает уровня зрелости. То, что когда-то рассматривалось как хобби/экспериментальное занятие, достигло производственного уровня?

Используя технологии 3D-печати, традиционный маршрут разработки продукта был изменен на более рациональный подход, который включает в себя непосредственную обратную связь с итерационным дизайном несколько раз.

Благодаря дополнительным преимуществам, таким как перерабатываемый порошок, производитель может сохранить высокий выход по сравнению с поставкой порошка в процессе печати SLS/DMLS.

Не говоря уже об усложнении конструкции. При аддитивном производстве конструктор может гибко проектировать свои детали, поскольку производственный процесс позволяет производить такие сложные и детализированные сборки.

Еще одним дополнительным преимуществом 3D-печати является растущий каталог используемых материалов. Formlabs может похвастаться несколькими различными материалами в своей библиотеке смол, такими как Tough, Clear, Engineering и даже Dental (биосовместимые) смолы [11].

Компании внедряют больше 3D-технологий в свои производственные масштабы и проекты НИОКР, чтобы улучшить процесс разработки.

Согласно недавнему отчету Formlabs о приложениях для 3D-печати за 2022 год [12]:

...48% предприятий используют 3D-печать для мелкосерийного производства изделий на заказ. Кроме того, частое использование 3D-печати для создания деталей для конечного использования сильно смещено в сторону недавних пользователей: 63% недавних пользователей часто или постоянно используют 3D-принтеры для компонентов конечного использования, по сравнению только с 33% первых пользователей.

Разбираем широко используемые технологии 3D-печати:

56%, 44% и 74% новых пользователей используют технологии SLA, SLS и FDM по сравнению с первыми пользователями (46%, 27% и 78%), [соответственно].

Индустрия меняется в сторону 3D-печати. Начало работы с 3D-печатью стало более доступным, чем в последние два десятилетия, поскольку доступно больше вариантов, касающихся различных технологий, приложений, разрешения, аппаратного обеспечения и материалов.

Отраслевой обзор AM

Как упоминалось ранее, в настоящее время существует несколько технологий 3D-печати в области аддитивного производства, которые делают огромные успехи в различных отраслях.

Инновационные компании в AM

В следующем разделе я хочу рассказать о нескольких игроках, использующих аддитивное производство в различных отраслях.

Формлабс

Formlabs — производитель 3D-печати, базирующийся в Сомервилле, штат Массачусетс. Компания была основана в сентябре 2011 года в MIT Media Lab. Они в основном известны своими принтерами Form, в которых используется технология стереолитографии с низким усилием (SLA), в которой используется блок обработки света (LPU) для отверждения каждого сегмента в слое.

Недавно они анонсировали первую доступную настольную машину SLS Fuse 1. Весь пакет стоит гораздо дешевле — около 10 000 долларов. Приложения для этих принтеров включают автомобильные, медицинские (сейчас это крупный игрок в стоматологии), потребительские, робототехнику и т. д.

Я использовал их принтеры и программное обеспечение в прошлом и добился большого успеха благодаря быстрому прототипированию и простоте использования. Они также предлагают широкий выбор [выбора материалов] (https://formlabs.com/material-selector/), который продолжает расти.

Aprecia Pharmaceuticals

Известная как лидер в области 3D-фармацевтического производства, Aprecia специализируется на 3D-печати таблеток, содержащих желаемое количество API, с помощью нашего аддитивного производственного процесса.

Это форма струйной печати со связующим, в которой используются пьезоэлектрические печатные форсунки, наносящие связующий материал на слой порошковой подложки. Повторите этот процесс несколько раз, и у вас есть планшет. Как и в других технологиях аддитивного моделирования, предопределенная геометрия позволяет детально создавать жесткие конструкции.

Aprecia может похвастаться тем, что [14]:

Наша платформа трехмерной печати (3DP) для фармацевтического производства является первой и единственной на сегодня одобренной FDA и готовой к разработке лекарств в коммерческих масштабах.

Два фактора отличают платформенную технологию Aprecia:

1. Более высокая дозовая нагрузка с быстрым рассеиванием

1. Новые лекарственные формы и способы доставки

Более высокая дозовая нагрузка облегчает проблему бремени таблеток за счет большой дозы. Вместо того, чтобы принимать несколько таблеток, вы можете принять гораздо меньше. В сочетании с быстрым рассеиванием это облегчает состояние пациента, особенно страдающего дисфагией (затруднениями при глотании).

Новые лекарственные формы и способы доставки могут увеличить количество введенных препаратов, что позволяет лучше и индивидуализировать опыт пациента.

Небольшая компания расширила свои производственные возможности благодаря недавнему партнерству с научно-исследовательской фирмой Batelle [13].

[Пространство относительности] (https://www.relativityspace.com/)

Компания Relativity Space, в которой находится самый большой в мире металлический 3D-принтер, за последние несколько лет добилась успехов в качестве новой компании в области аэрокосмического производства.

Эта компания берет свое начало в Калифорнии и добилась огромных успехов в создании первой в мире напечатанной на 3D-принтере ракеты, запуск которой запланирован на начало этого года. Невероятно видеть, какие возможности есть у 3D-печати, и это определенно не так уж и быстро.

Одним из основных преимуществ является количество деталей, используемых для создания ракеты, и модернизированное производство ракеты. Фактически, Relativity Space заявляет, что в их процессе используется «в 100 раз меньше деталей». [15]

Это существенно упрощает производство, обеспечивая непрерывное производство, поскольку ракета состоит из меньшего количества деталей. Эта компания также использует роботов и искусственный интеллект для печати ракет.

Невероятно видеть более доступную сложную 3D-печать с работами Formlabs и то, как она раздвигает границы космических путешествий и индивидуального лечения пациентов для всех.

Будущее AM

Технологии будущего

Несколько моментов, которые я хочу осветить в этом разделе, включают:

• Двойная экструзия

• Постоянное расширение AM в различных отраслях для поддержки быстрого прототипирования и разработки продуктов

• Выбор и свойства нового материала

• Композитная 3D-печать

• AM с улучшенным ИИ

• Развитие 3D-печати металлом

Двойная экструзия:

Этот термин называется двойной экструзией. [16] Двойное выдавливание — это именно то, как это звучит. Вы размещаете два разных или одинаковых материала в разные или одинаковые моменты времени.

Преимущества двойной экструзионной печати:

• Устранение необходимости сборки

• Уменьшить потребность в постобработке

• Способствовать эффективному проектированию многофункциональных объектов

• Экономия средств и времени

Двойная экструзия обычно используется в принтерах FDM/FFF. Двойная экструзия использует две экструзии для выброса двух разных или похожих материалов во время задания на печать.

Ultimaker использует двойную экструзию для печати компонента с одним экструдированным водорастворимым вспомогательным материалом. Это упрощает постобработку, потому что удаление поддержки может быть утомительным, опасным для человека, выполняющего задачу, или повредить деталь.

Один из способов добавить возможность двойной экструзии в 3D-принтер включает в себя замену материалов. Приостановите его во время задания на печать, а затем переключите материал на другой. Крайне важно учитывать настройку предварительной печати для указанного материала, такую ​​как температура нагрева сопла внутри экструдера и нагревательного стола.

Также не забывайте об охлаждении деталей.

В зависимости от того, где оттиск был остановлен, он может начать остывать и не обеспечивать надлежащего сцепления последующих слоев с вновь установленным материалом.

All3DP называет «отсутствие контроля одним из важных ограничений этого подхода». Они предлагают отредактировать g-код задания, чтобы смягчить проблему.

Как следует из названия, еще одним жизнеспособным решением для включения двойной экструзии является добавление второй экструзии. У ALL3DP есть отличное руководство, подробно описывающее двойную экструзию. [17]

На рынке доступны и другие принтеры со встроенными функциями двойной печати без необходимости делать это самостоятельно. [16]

Постоянное расширение AM в различных отраслях для поддержки быстрого прототипирования и разработки продуктов:

То, что когда-то рассматривалось как экспериментальный подход в рамках только исследований и разработок, теперь достигло дверей производства.

Аддитивное производство стремится превратиться в крупномасштабное производство товаров за счет применения инновационного подхода к производству продуктов. Эта технология обеспечивает больший контроль над производством, местоположением и выбором материалов, и это лишь некоторые из положительных моментов.

Неудивительно, что AM добивается успехов в различных отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность, производство медицинских устройств, фармацевтика, автомобилестроение и транспорт.

Одним из первых приложений, которое приходит на ум при рассмотрении AM, является аэрокосмическая промышленность. Аэрокосмические компании используют аддитивное производство, чтобы экспериментировать с различными металлами для своих самолетов, чтобы помочь изучить, какие материалы и конструкция являются жизнеспособными для производительности.

Индустрия медицинских устройств включает AM в свой жизненный цикл не только в исследованиях и разработках, но и в производстве. Как и в аэрокосмической промышленности, индустрия медицинских устройств использует AM для экспериментов с выбором различных материалов для биомиметических устройств.

Одним из интересных подходов в этой отрасли является модификация 3D-принтеров для поддержки биосовместимых материалов. Поскольку медицинские изделия взаимодействуют с организмом, они должны обладать свойствами биосовместимости, чтобы сохранять пассивность иммунной системы и избегать побочных эффектов.

Аддитивное производство также позволяет создавать строительные леса, которые используют 3D-печать для создания «жилья» для роста клеток. Опираясь на аналогичные свойства человеческого материала, 3d

Печать может создавать сложные биомиметические структуры, которые влияют на рост клеток, костей и органов, как и в организме.

Конструкция коленного имплантата может при желании усложниться и не ограничиваться традиционными производственными процессами. В более широком масштабе 3D-печать также помогает в создании костных имплантатов. [26]

Стоматологическая промышленность также добилась успехов с 3D-печатью. Formlabs создала высокопроизводительный стоматологический 3D-принтер, известный как Form 3B, а также стоматологические биосовместимые смолы, используемые для создания форм, диагностических моделей и моделей выравнивателей. [18]

Я знал, что для создания слепка нужно будет сделать 3D-сканирование моих зубов, но я не знал, как это сделать. Недавно мои стоматологи посоветовали мне использовать ночную капу, чтобы остановить разрушение зубов во время сна. Ассистент использовал «палочку» и отсканировал мои зубы [19], создав 3D-модель моего рта.

Короче говоря, через несколько дней я получил ночную капу, идеально подогнанную под мои зубы. Если бы у меня была CAD-модель, я мог бы сам перепечатать ночных охранников, используя дома принтер из биосовместимого материала, возможно, из Form 3b.

Рост быстрого прототипирования в различных отраслях промышленности ускоряет время производства и увеличивает выбор материалов, что позволяет создавать новые решения в нескольких областях.

Выбор и свойства нового материала

Неотъемлемой проблемой 3D-печати является ее относительно слабая прочность в направлении Z (в зависимости от ориентации печати). Эта проблема более выражена при печати FDM.

Выбор материала может помочь в этом фиаско.

Нить для 3D-печати может демонстрировать другие характеристики, благоприятные для большего количества применений, путем введения различных материалов.

Композиты, произведенные традиционным способом, состоят из непрерывного или рубленого волокна в соотношении 1000 к 1 для применений, требующих высокой прочности материала. В некоторых новых технологиях используются материалы, пропитанные нановолокнами, особенно для инструментальной и аэрокосмической промышленности. В них используются полиамидные композиты (в основном все еще запатентованные составы), наполненные углеродными волокнами и сплавленные по заранее запрограммированным схемам, которые повышают механическую жесткость и устойчивость к химическим веществам и вибрации. [20]

Это связано с постоянно расширяющимся ассортиментом материалов для аддитивного производства, которое невозможно или сложно воспроизвести в традиционных системах.

Композитная 3D-печать

Композитные материалы состоят из двух или более материалов. Как и в предыдущем пункте, композитные материалы могут быть созданы в зависимости от области применения. По сути, объединяя различные материалы, вы можете изменять и контролировать механические свойства в соответствии со своими потребностями.

Однако при производстве композитов существует несколько проблем [21]:

• Расширение

• Расходы

• Трудоемкий, ресурсоемкий

Производство композитов очень трудоемко, ресурсоемко и капиталоемко, поэтому его нельзя масштабировать до больших объемов. Кроме того, существуют длительные циклы проектирования из-за неадекватного программного обеспечения и неэффективного моделирования — Винер Мондезир, соучредитель и главный технический директор Arevo [21]

Инновационное аддитивное производство стремится решить эти проблемы. Чтобы справиться с расширением, можно использовать автоматизированную систему с подключенными к Интернету устройствами для управления циклом печати. Вы можете использовать различные материалы вместе для создания композитных материалов, демонстрирующих продукты с помощью AM.

Arevo объявила об успешном применении своей композитной технологии 3D-печати для производства велосипедных рам. Технология крупномасштабного аддитивного производства Thermwood также набирает обороты в композитной оснастке для аэрокосмической отрасли. [21]

Технологические достижения в области материаловедения и аддитивного оборудования могут улучшить свойства материалов и применение продуктов, производимых в различных отраслях промышленности.

Аддитивное производство с использованием искусственного интеллекта

Как вкратце обсуждалось выше, «умное» производство будет постепенно проникать в массовое производство. Возможность контролировать поток материала и производительность печати в режиме реального времени может иметь значение между неудачной партией или сохраненными деталями.

Благодаря размещению датчиков и камер в области печати данные, полученные в процессе печати, могут дать представление о максимальном повышении производительности. Благодаря машинному обучению камеры могут начать обнаруживать потенциальные дефекты с помощью датчиков. Это может заранее предотвратить неудачные задания на печать.

Повышение эффективности и производительности 3D-печати — это постоянный поиск в отрасли. Одной из тенденций, способствующих этому, является разработка более интеллектуальных систем на основе датчиков и машинного обучения. — Джошуа Мартин, генеральный директор Fortify [21]

Генеративный дизайн в последнее время становится все более популярным. По сути, инженер или дизайнер берет входные данные для проектирования, отправляет их в программное обеспечение и создает проекты на основе этих критериев. Инженер может начать делать выводы из предоставленных перестановок, пока не останется несколько жизнеспособных кандидатов. Полученные данные также можно использовать для оптимизации деталей.

Такие компании, как VELO3D и стартап MIT Inkbit, работают над созданием принтеров с датчиками для мониторинга и предоставления качественных данных в режиме реального времени. Более компетентные типографии могут выявлять, диагностировать и предотвращать проблемы с будущими заданиями на печать, обеспечивая оперативный контроль качества и повышение производительности.

Развитие 3D-печати металлом

Новые достижения в технологии аддитивного производства, такие как методы на основе порошкового слоя, позволят упростить 3D-печать металлом. Это уже можно увидеть у различных производителей аддитивного оборудования, таких как EOS, Desktop Metal, HP и GE.

Учитывая этот факт, разрушение традиционного производства неизбежно. Металлическая 3D-печать будет по-прежнему использоваться во множестве отраслей. Сложность дизайна больше не становится ограничением, а преимуществом для творчества. Конечно, у аддитивной технологии металлов есть свои трудности. [22]

Я надеюсь, что в ближайшем будущем настольные металлические станки станут более доступными по конкурентоспособной цене. Это позволит владельцам малого бизнеса, стартапам, дизайнерам, инженерам и любителям творить с использованием металлических материалов, тем самым еще больше расширив возможности 3D-печати.

Включение этого в существующие производственные процессы может стать проблемой, присущей всем аддитивным технологиям.

Проблемы

Когда производители интегрируют методы аддитивного производства в свое производство, возникает несколько препятствий.

Некоторые из ключевых проблем включают в себя:

• Стоимость запуска

• Болезни роста, что означает приспособляемость к новому процессу

• Доступная экспертиза

• Масштабируемость (несколько)

В зависимости от технологии, подходящей для вашего приложения, затраты на создание пакета или покупку оборудования могут быть огромными. Цена сильно зависит от того, какой именно аддитивный процесс вы хотите внедрить. Сейчас существуют более доступные и доступные варианты, чем за последние пять лет. Тем не менее, бизнес должен быть тщательно продуман, поскольку стоимость может стать существенной, если учесть материалы, оборудование для постобработки, программное обеспечение, техников, ремонт и т. д.

Наряду со стоимостью, растущая трудность настройки системы и процедур для нового процесса требует времени. Необходимо будет создать новые руководящие принципы, определяющие предварительную и последующую обработку. Другие пробелы в обучении включают в себя то, как разрабатывать продукты, адаптированные для аддитивного производства ([то, над чем я работаю] (https://enableu.ai/)), какие материалы мне нужны для моего варианта использования, или может ли этот процесс заменить или принести пользу моим существующая стратегия.

Еще одной серьезной проблемой является масштабируемость. В производстве производство по своей сути является игрой чисел, где производство в больших масштабах, как правило, выгодно, в зависимости от бизнеса. Если вы не можете выполнить дневную норму, вы отстаете и рискуете потерять клиентов, которые никому не нужны.

К счастью, аддитивные принтеры увеличивают объем печати и доступность, делая возможным крупномасштабное производство. В настоящее время Stryker владеет фермой 3D-печати в Ирландии для производства ортопедических имплантатов. [23]

Желание масштабироваться будет зависеть от бюджета и целевого спроса/предложения, которое вы стремитесь удовлетворить. Расширение возможностей связано с первой проблемой — стоимостью.

Последние мысли

Аддитивное производство будет продолжать развиваться в течение следующего десятилетия и повлияет на все отрасли. 3D-печать либо заменит традиционное производство в одних компаниях, либо дополнит другие. Программные приложения станут более упорядоченными, интегрированными и подходящими для аддитивных технологий.

Однако возникает вопрос: как AM может конкурировать с устоявшимися традиционными производственными процессами по стоимости, поставкам и масштабируемости? Будет ли продолжать снижаться стоимость оборудования AM, что сделает его доступным для большего числа компаний и авторов?

Если вам понравилась эта статья, дайте мне знать!

Я руковожу компанией по разработке цифровых продуктов, занимающейся переводом традиционного производства новых или существующих продуктов на современные аддитивные технологии. Пишите мне на henry[at]enableu[dot]ai ✌🏽

Использованная литература

[1] https://formlabs.com/blog/additive-manufacturing-vs-subtractive-manufacturing/

[2] https://www.3deo.co/strategy/costs-of-traditional-vs-additive-manufacturing/

[3] https://patents.google.com/patent/US3596285A/en

[4] https://www.3dprintingmedia.network/3d-hubs-publishes-complete-3d-printing-technologies-infographic/

[5] https://www.hubs.com/knowledge-base/what-is-fdm-3d-printing/

[6] https://formlabs.com/blog/ultimate-guide-to-stereolithography-sla-3d-printing/

[7] https://www.matterhackers.com/articles/how-to-succeed-when-sla-3d-printing-with-mh-build-resin

[8] https://formlabs.com/blog/what-is-selective-laser-sintering/

[9] https://technologystudent.com/despro_3/sintering1.html

[10] https://all3dp.com/2/selective-laser-melting-slm-3d-printing-simply-explained/

[11] https://formlabs.com/materials/

[12] https://formlabs.com/3d-printing-applications-report-2022/

[13] https://www.aprecia.com/news/aprecia-installes-a-long-term-partnership-with-battelle

[14] https://www.aprecia.com/technology

[15] https://www.relativityspace.com/rockets

[16] https://all3dp.com/2/multi-material-3d-printing-an-overview/

[17] https://all3dp.com/2/dual-extrusion-3d-printing-simply-explained-2/

[18] https://dental.formlabs.com/

[19] https://all3dp.com/1/best-intraoral-3d-scanners-for-faster-dental-impressions/

[20] https://www.machinedesign.com/3d-printing-cad/article/21830505/the-future-of-additive-manufacturing

[21] https://amfg.ai/2019/08/21/10-predictions-on-the-future-of-3d-printing-expert-roundup/#8_Composite_3D_printing_will_offer_a_huge_market_opportunity

[22] https://amfg.ai/2018/05/01/5-problems-faced-when-3d-printing-metals-and-how-to-fix-them/

[23] https://3dprintingindustry.com/news/stryker-allots-share-of-225-8m-to-develop-3d-printing-rd-in-ireland-156966/ Stryker выделяет долю в размере 225,8 млн долларов на Развитие исследований и разработок в области 3D-печати в Ирландии

[24] https://twitter.com/relativityspace/status/1456676347124727808/photo/2

[25] https://www.ge.com/additive/additive-manufacturing

[26] https://www.medicaldesignandoutsourcing.com/how-stryker-is-using-3d-printing-to-advance-orthopedics/