A 3D nyomtatás megzavarja a mainstream gyártási folyamatokat

Tartalomjegyzék:

A 3D nyomtatás megzavarja a mainstream gyártási folyamatokat
A 3D nyomtatás megzavarja a mainstream gyártási folyamatokat

Videó: A 3D nyomtatás megzavarja a mainstream gyártási folyamatokat

Videó: A 3D nyomtatás megzavarja a mainstream gyártási folyamatokat
Videó: Самый большой в России 3D-ПРИНТЕР ДЛЯ МЕТАЛЛА 2024, Április
Anonim

Néhány megfigyelő által "a digitális korszak ipari forradalmának" köszönhetően a gyors feldolgozóipar már régóta megváltoztatja a feldolgozóipar arculatát. Sokan úgy vélik, hogy a 3D nyomtatási technológia a demokráciát tervezi és gyártja, így hozzáférhetőbb és kevésbé függ a méretgazdaságosságtól. A hagyományos gyártási módszerek gyakran előforduló szerszámozási költségekkel járnak, ami azt jelenti, hogy a kisebb vállalatok és magánszemélyek gyakran kerülnek a piaci áron a termékfejlesztés során. A 3D-s nyomtatást azonban játékváltóként üdvözölték, és lehetővé tette a vállalkozások számára, hogy korábban elképzelhetetlen előrelépéseket tegyenek.

Itt a Freshome-ban érdekel a 3D-s nyomtatás, és szeretnénk többet megtudni erről a bomlasztó technológiáról, amely forradalmasítja a feldolgozóipari ágazatot. Szerencsére egy szakértő volt a területen, hogy megválaszoljon néhány kérdést. Dr. Phil Reeves az Econolyst Kft. Ügyvezető igazgatója és vezető tanácsadója, az Egyesült Királyságban székhellyel rendelkező adalékanyaggyártó (AM) és 3D nyomdai tanácsadó és kutatóintézet Európa-szerte, Észak-Amerikában, a Közel-Keleten, Afrika. Dr. Reeves tanácsot ad addicionális gyártási rendszerek gyártóinak a jövőbeli üzleti és technológiai stratégiákról és a technológiai felhasználókról az AM elfogadása üzleti előnyeiről.

Pontosan mi a 3D nyomtatás?

A 3D-s nyomtatás olyan kifejezés, amelyet olyan új technológiák leírására használnak, amelyek kézzelfogható termékeket hoznak létre a 3 dimenziós számítógépes adatokból. A technológiát gyakran az iparban "adalékanyaggyártás" -nak nevezik, mivel a megközelítés úgy működik, hogy két dimenziós anyagrétegeket köt össze egymással rétegenként, amíg a 3D rész befejeződik.

Image
Image

A 3D-s nyomtatás már több mint 20 éve működik, milyen előrehaladást értek el ebben az időben?

A korai 3D nyomógépek kizárólag a Rapid Prototyping (RP) modellek készítéséhez használt termékeket használták. Ezek a korai RP modellek nagyon korlátozottak voltak, és gyakran hetekig vagy akár a gyártás napjain is gyakran deformálódnak vagy romlik. Mivel azonban csak egy termék alakjának vagy alakjának felmérésére használták, ez akkor elfogadható volt.

Ahogy a technológia megérett, így a rendelkezésre álló anyagok köre nőtt, és ezzel javul a mechanikai tulajdonságok és a hosszú élettartam. Most már olyan alkatrészeket állíthatunk elő fémekben, mint a titán vagy az arany, polimerek, például ABS, Nylon és polikarbonát vagy kerámiák, például alumínium vagy cirkónium.

Ezzel párhuzamosan a technológiák egyre nagyobbak és gyorsabbak lettek, így termelékenyebbé és gazdaságosabbá téve a térfogat-termelést. A megnövekedett termelékenységhez való kapcsolódás a megnövekedett anyagalkalmassággal jár, ami a technológiát főfolyamat-előállítási alkalmazásokhoz vezeti olyan területeken, mint az ortopédiai implantátumok, a fogorvosi sapkák és a koronák, a hallókészülékek, a mobiltelefon-tokok, a protézis-végtagok és az otthoni belső termékek.

Hogyan használják a 3D nyomtatási technológiát a belső térségben?

Érdekes módon az otthoni belső tér az első olyan alkalmazások közé tartozott, ahol a 3D nyomtatást valóban a termékek gyártására használták, nem pedig egyszerű prototípusok. Az ezredforduló körül néhány olyan fiatal kreatív tervező, aki az RP technológiáknak volt kitéve az egyetemen, megkezdte a 3D nyomtatott belső termékek, a lámpatestek és a gyümölcstálcák, a bútorok és a művészet értékesítését végző vállalkozásokat.

Valószínűleg a legbefolyásosabb volt Janne Kyttanen a teremtés szabadságán. Janne megértette a 3D-s nyomtatás teljesítményét az üzleti életben. Képes volt létrehozni egy olyan céget, amely geometrikusan bonyolult termékeket értékesített, amelyek korábban elképzelhetetlenek voltak, anélkül, hogy szükség lenne a szerszámgyártásra irányuló tőkebefektetésre. Az interneten szinte már majdnem gyártottak is termékeket, miután harmadik gyártók igényei szerint gyártották a kisméretű tételeket, akik a 3D nyomtatási technológiába fektették be az RP ipar ellátását.

Más vállalatok, például a Materialize MGX hamarosan megkezdte a többszörös tervezők 3D-s nyomtatott belső termékeinek összegyűjtését és a hagyományosabb belső kiskereskedőkön keresztül történő marketinget. Az egyéb 3D nyomtatási terméktervezők, mint például a Lionel Dean a Future Factory-nál együttműködtek a meglévő belső gyártókkal, például a Kundalini világítással Olaszországban, csatornáikkal a 3D nyomtatott termékek piacra dobására.

Image
Image

És hogyan használják az építészek?

Jelenleg a 3D nyomtatás még mindig nagyon gyors prototípuskészítő eszköz az építészek számára. Mivel egyre több építész átállt a 2D Computer Aided Design (CAD) szoftverről a 3D CAD szoftverre, képesek voltak kihasználni a 3D CAD és 3D nyomtatás közötti kapcsolatot. Az építészek rendszeresen készítenek nagyon részletes modelleket az épületekről, a belső terekről, a 3D-s helyszíni tervekről, sőt az egész fejlesztésekről szóló teljes tervekről is, amelyeket a 3D nyomtatás és a topológiai szkennelés és a műholdas adatok összekapcsolásával lehet elérni. A Google Földről egy adott földrajzi területre vonatkozó adatokat is kivonatolhat, és 3D-ként kinyomtathatja ezt a mestertervezéshez.

Most látunk néhány olyan vállalatot, amely kifejezetten az építőipar számára fejlesztett ki 3D technológiát, például a D-Shape-t.A D-alakú nagyméretű 3D-s nyomtatási rendszert fejlesztett ki, amely visszanyert márványport vagy homokot használ fel, amelyet egy kötőanyag bejuttatása az anyagba konszolidál. A D-Shape jelenleg viszonylag nagy (kb. 5M magas) építészeti termékeket gyárt, mint például gazebosok, kioszkok, parkok padok és bútorok. Más kutatócsoportok a 3D-s nyomtatás méretezésére törekszenek, egészen az egész épületek előállításához, de azt hiszem, ez talán egy évtizeddel vagy ketten van attól, hogy valósággá váljon, ha egyáltalán.

Image
Image

Mennyire vannak a piaci trendek és a fogyasztói elvárások, amelyek a 3D nyomtatást segítik?

Jelenleg sok érdeklődés és nagy érdeklődés mutatkozik a 3DP körül. Egyrészt ez jó dolog. Ugyanakkor óvatosnak kell lennünk, nehogy túlterheljük a technológia képességeit. A technológia nagyon jól reagált néhány piaci trendre, mint pl. A stílusosabb és egyedi mobiltelefonok piacán. A technológia reagál az online számítógépes játékok és a közösségi hálózatok növekedésére is, lehetővé téve az online játékok karaktereinek és avatárainak kézzelfogható, mégis személyre szabott termékekbe történő megvalósítását.

De még mindig vannak korlátozások a folyamat gazdasági és anyagi képességek tekintetében. Várható, hogy az egy napos 3D nyomtatás szinte bármit is kinyomtathat, akár otthonról, edényekről, serpenyőkről, mosógépek, zuhanyzók vagy TV távirányító részekről. A valóság az, hogy évek óta távol vannak az ilyen rendszerektől. De már viszonylag alapvető rendszerek állnak a fogyasztói piacon, amelyek alkalmasak az alapvető játékok, játékok és kíváncsiságok előállítására.

Milyen hatása van a 3D nyomtatásnak a tervezésre és a gyártási folyamatokra?

A 3D-s nyomtatás egyik legfontosabb szempontja az összetett geometriák készítésének képessége, kevés költségvesztéssel. Valójában a 3D nyomtatást gyakran használják olyan termékek előállításához, amelyeket hagyományos eljárásokkal, pl. Műanyag fröccsöntéssel nem lehet előállítani. A tervezők ezt a geometriai rugalmasságot kihasználva nagyobb és nagyobb termékmegkülönböztetést tesznek lehetővé. Végül, a 3DP terméknek nem kell mindig ugyanaz a része.

Ez a egy egyszeri gyártási tétel gyártási közösség számára is lenyűgöző meghajtó. A múltban a gyártási gazdaságtan mindig a megfelelő elemek előállításán alapult, a tárgyi eszközök, például a penészeszközök költségeinek fedezésére. De ha egyszer eltávolítja az öntőszerszámok szükségességét, a gazdasági modell drámaian megváltozik.

A 3D-s nyomtatás folyamata valódi előnyökkel jár az ellátási lánc szempontjából. Meg tudja magyarázni ezeket az előnyöket?

A 3D-s nyomtatás nem csak egy bomlasztó technológia, amely a formatervezést, az öntést vagy a megmunkálást helyettesíti, ez egy olyan felhatalmazó technológia, amely lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy eltérő módon gondolkodjanak el az ellátási láncukról, és ami még fontosabb, az értéklánc és az ügyfelekkel való interakció. A 3D-s nyomtatás megvalósításából eredően hat fő előny található ebben az értékláncban.

  • Digitális és szerszám nélküli gyártás - amely lehetővé teszi a termékvariánsok fokozódását és a kisebb termelési tételek gyártását a konkrét földrajzi, demográfiai vagy társadalmi trendek támogatására
  • A formatervezési szabadságok kihasználása - lehetővé téve a növekvő geometriai bonyolultságú termékek előállítását, kevés költségvesztéssel
  • A termék testreszabásának lehetővé tétele - az alacsony volumenű gyártási kapacitás egyenként, összetett geometriájú gyártási méretben, az egyedi termékek megvalósításához
  • Új élmények a kiskereskedelemben - a fogyasztók bevonása a terméktervezéshez az online vagy az áruházon keresztül az intuitív szoftvereszközökhöz vagy a 3D-s szkenneléshez
  • A feltörekvő piacok kezelése - a termékek személyre szabása a lakossági hozzáférhetőséghez az idősödő és változó népességhez
  • Az ellátási lánc környezetbarátabbá tétele - a raktárkészlet csökkentése, a csomagolási hulladék csökkentése, logisztika csökkentése és csökkentett CO2 gyártás

Valójában a 3D nyomtatás teljesen átirányíthatja az ellátási láncot, mivel a fogyasztó mind a hátsó, mind a lánc elején helyezkedik el. A fogyasztók részt vehetnek a kezdeti terméktervezésben, vagy megrendelésre rendelhetők, a termékek cseréje után készülnek. A 3D-s nyomtatás lehetővé teheti mind a rugalmasan reagáló ellátási láncot, mind pedig az olyan leanzást, amelyet legális gyártásnak nevezünk.

Image
Image

Milyenek a 3D-s nyomtatás anyagi korlátai és milyen előrehaladást értek el ezeknek a korlátozásoknak a leküzdésében?

Mint mondtuk, anyagi korlátai vannak. Vannak, akik fizikaiak, egyesek gazdaságosak, egyesek esztétikusak, és vannak olyanok, amelyek környezetvédelmi szempontból fontosak. A 3D nyomtatási folyamatok még mindig küzdenek a fröccsöntött műanyagok és a szilárd anyagból készült fém alkatrészek mechanikai tulajdonságainak elérésében. De sok munka folyik a laboratóriumokban és egyetemeken szerte a világon, hogy kibővítse az anyagok skáláját és javítsa a már meglévő anyagokat.

Azt is látjuk, hogy több vállalat lép be az anyagellátási láncba, ami csökkenti a nyersanyagköltségeket, ami természetesen befolyásolja az előállított végtermék gazdaságosságát. A színmeghatározást és az átláthatóságot is javítjuk, javítjuk az alkatrészek esztétikáját, valamint a fenntarthatóbb anyagokat, például a zöld polimereket, mint pl. A Nylon 11 és a PLA, amelyek az olaj helyett olajbogyóból származnak. Még mindig hosszú út áll előttünk, de gyorsan haladunk és a helyes irányba haladunk.

Image
Image

Melyek a legfontosabb akadályok a 3D nyomtatás számára, amely a mainstream technológiává válik?

Amint azt már említettük, az anyagok kérdései, de ez a terméktervezés révén bizonyos mértékben enyhíthető.A közgazdaságtan szintén problémát jelent, mivel a termelési 3D nyomtatók és anyagok viszonylag drágák és viszonylag lassúak, így az általuk gyártott alkatrészek költségesebbek lesznek, mint a tömeggyártási technikák. Azonban az anyagi árak csökkenése és a termelékenység növekedése miatt a 3D-s nyomtatás gazdaságossága elfogadhatóbbá válik.

A másik fő korlátozás a tudás. Sok vállalat egyszerűen nem érti a 3D-s nyomtatás használatát, illetve hogy hol helyezheti el az értékláncukon belül. Jelenlegi gyártási láncuk érzékenyen érzi magát, terméktervezői nem értik meg teljes mértékben, hogy miként lehet kihasználni a geometriai előnyöket, és marketingfunkcióik küzdenek azzal, hogy megértsék, hogyan integrálják a 3D nyomtatást az ügyfél értékláncába. Úgy gondolom, hogy olyan tanácsadó cégként járunk el, amely segíti a vállalatokat abban, hogy megértsék ezeket a kérdéseket, értékeljék a technológiákat, fejlesszék az üzleti ügyet és valósítsák meg az értékáramlást.

Az alacsony költségű hordozható asztali 3D nyomdagépek megjelenésével elmondták, hogy hamarosan ezek az otthonaink lesznek. Mennyire valószínű ez a forgatókönyv?

Három 3D-s nyomdagépem van a házamban, és a gyerekeim szeretik őket. De aztán megint egy vállalkozó valószínűleg két különös koporsót tartalmaz a garázsban. Komolyan, az elmúlt években az otthoni 3D-s nyomtatás iránti érdeklődés látványos volt, ugyanúgy, mint a piacot kiszolgáló gépek gyártása. Legutóbb számítottunk, hogy több mint 40 céget találtak szerte a világon, alacsony árszintű, otthoni, fogyasztói nyomtatókat. A legtöbb ugyanazon nyílt forrású tervezésen alapul, amely az olvadt polimert egy fúvókán keresztül extrudálja, de néhány más megközelítést alkalmaz. Tavaly körülbelül 15 000 otthoni nyomtatók értékesítettek. Arra számítunk, hogy a szám ebben az évben közel lesz 60 000-hez (talán több). Tehát nem minden otthon - csak még.

Jelenleg a legtöbb otthoni gépet a technológia iránt érdeklődő vagy a terméktervezés iránt érdeklődő felhasználók használják. Egyre több embert látunk, akik felvásárolják majd a hobbijaikat, függetlenül attól, hogy távvezérelt légijármű alkatrészeket készítenek, vagy akár testreszabott halászcsaliakat is készítenek. Nagyszerűek az oktatási perspektívából - vegyen egy 3D-s nyomtatót, néhány kochinális élelmiszert, ecetet és bikarbonátot, és mindig a legjobb 'klasszikus' vulkán házi feladatot kapja.

Image
Image

Milyen tanácsokat adna azoknak a vállalkozóknak, akik a 3D nyomtatást mint potenciális üzleti befektetést szeretnék feltárni?

Ismernie kell a piacát, ismernie kell ügyfeleit és ismernie kell a készségeket. Az ellátási láncon belül sok lehetőség kínálkozik a 3D nyomtatott termékek tervezésénél, az online kiskereskedelemben vagy a főutcán történő kiskereskedelemben, szoftveres interfészek kialakításában, amelyek lehetővé teszik mások számára, hogy részt vegyenek a tervezési folyamatban, új anyagok kialakításában vagy mélyebb zsebekben,. A vállalatok számára a legfontosabb az, hogy megértsük az ügyfél tapasztalatait és a technológia értékét. Néhány vállalat számára a 3D nyomtatás csendes, enyhítő - megkönnyíti a vállalatok életét. Mások számára a 3D nyomtatás a "horog", a termék oka, a differenciáló. Miután a vállalatok megértik, hogy a 3D-s nyomtatás növelheti az értéket, akkor meg kell értenie, hogyan kell használni, és mikor kell használni, de ez egy másik történet.

Freshome szeretné megköszönni dr. Phil Reeves-nek a 3D-s nyomtatás világára vonatkozó szakértői megismerését. Az összes kép ebben a cikkben a Szabadság a teremtés jóvoltából

Ajánlott: