Чому 3D-друк – це майбутнє?

З розробкою нових матеріалів і процесів 3D-друк може мати глибокий вплив на стійкість і усунення відходів.

Потенціал 3D-друку та адитивного виробництва настільки великий, що він може перевернути виробничу галузь, якою ми її знаємо. Найбільш очевидною зміною буде локалізоване виробництво, яке може замінити або замінити традиційне розподілене виробництво. Ще одна істотна зміна — можливість персоналізації.

Окрім підриву традиційного виробництва, 3D-друк також покращить екологічність завдяки використанню ненафтохімічних матеріалів. Нові матеріали будуть дешевшими та легшими для придбання, що зменшить витрати на виготовлення. Ці менші витрати також вплинуть на вартість зберігання матеріалів, транспортування та транспортних систем.

Джерело фото: Unsplash

Що таке адитивне виробництво?

Адитивне виробництво — це процес виготовлення об’єктів шляхом укладання матеріалів шар за шаром (зазвичай пластик або металевий порошок). Ці цілі насправді можуть бути будь-чими. Поки 3D-модель можна спроектувати в програмному забезпеченні, її можна роздрукувати.

Чому адитивне виробництво є підривним?

Традиційне виробництво складається з кількох кроків, щоб задумати, спроектувати та розробити продукти. По-перше, дизайнери повинні розробити креслення. Далі організації необхідно зв’язатися з фабрикою та постачальниками матеріалів. Потім фабрика виготовить зразок обладнання та поверне його в організацію (це може зайняти кілька тижнів, особливо якщо фабрика знаходиться за кордоном). Якщо зразок потрібно відкоригувати, цей процес потрібно повторити, щоб тижні змінилися на місяці. Коли справа дійде до масового виробництва, керівники заводу будуть контролювати людей або роботів на конвеєрі, щоб завершити виробництво. Потім готовий продукт відправляється назад в організацію.

Порівняйте це з адитивним виробництвом. Хоча проектувальникам все одно потрібні креслення. Однак для виготовлення зразків і масового виробництва немає необхідності звертатися до заводу. І те, і інше можна зробити внутрішньо за допомогою кількох 3D-принтерів за допомогою пластикових або металевих розподільників порошку. Час, необхідний для продукту від концепції до запуску, це лише мала частина минулого.

Для невеликих організацій без виробничих потужностей завжди існуватимуть фабрики для масового виробництва, але можливість виготовляти зразки без аутсорсингу може заощадити багато часу для компанії.

Стале виробництво

Однією з найкращих переваг 3D-друку є неймовірна різноманітність матеріалів, з яких ми можемо вибирати. Це означає, що можна перейти від нестабільного виробничого процесу до більш стійкого виробничого процесу без оновлення обладнання – це те, що підприємства повинні робити, коли стикаються зі зростаючим тиском.

Зараз найбільшою екологічною перешкодою у виробництві металевих добавок є процес розпилення порошку. Двома основними формами розпилення є газ і плазма, які споживають багато енергії та завдають великої шкоди навколишньому середовищу.

Тому для вирішення цієї проблеми розробляються нові процеси. Наприклад, варіанти мікрохвильового плазмового розпилення можуть відновлювати використані матеріали з майже 100-відсотковим виходом, використовуючи при цьому менше енергії, ніж газове або плазмове розпилення. Смоляні матеріали також розробляються, щоб допомогти безпечно зберігати та переробляти металеві конденсати та зменшити кількість відходів, які ми створюємо. Ми навіть можемо виготовляти перероблені пластикові нитки вдома.

Усі ці технології дозволяють використовувати вітчизняні сміттєзвалища, не покладаючись на іноземне виробництво та видобуток. Ми отримуємо стабільний виробничий цикл. Підприємства купують матеріали, виготовлені з відходів адитивного виробництва, друкують свою продукцію 3D, а потім продають нові відходи назад виробникам переробленого порошку.

Крім того, біологічні матеріали, такі як PA11, виготовлені з насіння рицини та касторової олії, стають все більш популярними. Це означає менше видобутку металу та виробництва пластику. У майбутньому 3D-друк буде використовувати різні матеріали.

Розумне виробництво

Сучасні нові тенденції включають налаштування адитивного виробництва в робочому процесі організації. На цьому етапі розвитку підприємства все ще намагаються зрозуміти, як поєднати 3D-друк з існуючими технологіями. Коли виникають проблеми без ручного моніторингу, машинне навчання може зіграти роль у виправленні помилок і помилок у виробничому процесі. Це «інтелектуальне виробництво» значно покращить ефективність виробництва, масштаб і процес, який використовується для розробки міжгалузевих продуктів.

Медичні застосування

Забігаючи вперед, ми побачимо, що 3D-друк буде більш інтегрованим у біомедичну галузь. Насправді це вже відбувається. Це вже не просто мрія мати можливість друкувати спеціальні імплантати та пристрої для пацієнтів (так званий біодрук), що також є наступним рубежем. Розробляються нові матеріали, які допоможуть управляти ліками, виготовляти біологічні тканини та, зрештою, друкувати імплантовані органи.

Майбутнє 3D-друку світле

За 3D-друком майбутнє. Майбутнє, яке має глибокий вплив на сталість та усунення відходів. Швидкість розвитку 3D-друку або адитивного виробництва вражає. Спочатку це був просто друк простих 3D-фігурок, але він став новою проривною технологією, яка використовується міжгалузевими та академічними колами.

Зараз ми бачимо, що утворюються нові матеріали та процеси розпилення, корисні для земного середовища. Медичні відділи використовують 3D-друк для виготовлення індивідуальних імплантатів і пристроїв для пацієнтів. Виробництво зразків буде завершено всередині країни, а не на закордонних заводах. Чим більшого прогресу ми досягаємо, тим очевидніше, що майбутнє базується на адитивному виробництві.