Kai kurie stebėtojai pasisakė už "pramoninės revoliucijos skaitmeniniam amžiui", greitai gamyba keletą metų keitė gamybos pramonę. Daugelis mano, kad 3D spausdinimo technologija yra demokratizuoti dizainą ir gamybą, todėl ji yra labiau prieinama ir mažiau priklausoma nuo masto ekonomijos. Tradiciniai gamybos metodai dažnai būna su pernelyg didelėmis sąnaudomis, todėl mažesnės įmonės ir asmenys dažnai parduoda produktus rinkoje. Vis dėlto 3D spausdinimas buvo žaidimų keitiklis, kuris leido įmonėms padaryti anksčiau neįsivaizduojamą gamybos pažangą.

Čia "Freshome" mus domina 3D spausdinimo procesas, ir mes norėjome sužinoti daugiau apie šią žlugdančią technologiją, kuri sukėlė revoliuciją gamybos pramonėje. Laimei, lauko ekspertas atsakė į kai kuriuos mūsų klausimus. Dr Phil Reeves yra "Econolyst Ltd", Jungtinėje Karalystėje įsteigta priedų gamybos (AM) ir "3D" spausdinimo konsultacijų ir tyrimų įmonė, kuri dirba su įvairiais klientais visoje Europoje, Šiaurės Amerikoje, Artimuosiuose Rytuose, Tolimuosiuose Rytuose ir Tolimuosiuose Rytuose, Afrika. Dr Reeves pataria papildomos gamybos sistemų tiekėjams dėl būsimos verslo ir technologijų strategijos bei technologijų naudotojų dėl AM pritarimo verslo pranašumų.

Kas tiksliai yra 3D spausdinimas?

3D spausdinimas yra terminas, naudojamas apibūdinti naujas technologijas, kurios gamina apčiuopiamą produktą iš 3-jų matmenų kompiuterio duomenų. Ši technologija pramonėje dažnai vadinama "priedų gamyba", nes šis metodas yra susijęs su dviejų matmenų medžiagos sluoksnių, sluoksnių sluoksniu, susiejimu, kol 3D dalis bus užbaigta.

3D spausdinimas jau buvo jau daugiau nei 20 metų, kokia pažanga buvo padaryta tuo metu?

Ankstyvosios 3D spausdinimo mašinos buvo naudojamos tik kuriant greito prototipų (RP) modelius, naudojamus gaminant produktus. Šie ankstyvieji RP modeliai turėjo labai ribotą jėgą ir dažnai deformavo arba pablogėjo per savaites ar net gamybos dienas. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad jie buvo naudojami tik produkto formos ar formos įvertinimui, tai tuo metu buvo priimtina.

Kadangi technologija brandinta, taip padidėjo ir mūsų turimų medžiagų asortimentas, ir dėl to pagerėjo mechaninės savybės ir ilgaamžiškumas. Dabar galime pagaminti metalų, tokių kaip titanas ar auksas, polimerus, tokius kaip ABS, nailonas ir polikarbonatas arba keramika, tokia kaip aliuminis ar cirkonis.

Tuo pačiu metu technologijos tampa vis didesnės ir spartesnės, todėl gaminamos produktyviau ir ekonomiškiau. Tai padidėjęs našumas, padidėjęs medžiagų tinkamumas, kuris skatina technologiją pagrindinėse gamybos proceso srityse tokiose srityse kaip ortopediniai implantai, dantų gaubtai ir vainikėliai, klausos aparatai, mobiliųjų telefonų dėklai, proteziniai galūnių dangteliai ir namų interjero gaminiai.

Kaip 3D spausdinimo technologija naudojama interjero industrijoje?

Įdomu tai, kad namų interjeras buvo vienas iš pirmųjų, kur 3D spausdinimas tikrai buvo naudojamas gaminti produktus, o ne tiesiog prototipus. Maždaug tūkstantmečio pradžioje kai kurie jaunieji kūrybiniai dizaineriai, kurie patyrė RP technologijas universitete, pradėjo kurti įmones, parduodančias 3D spausdintus interjero produktus, nuo žibintų jungiamųjų detalių ir vaisių dubenis iki baldų ir meno.

Turbūt įtakingiausias buvo Janne Kyttanen Kūrimo laisvėje. Janne suprato 3D spausdinimo galią, kalbėdama apie verslo galimybes. Jis galėjo įsteigti įmonę, parduodančią geometrinius sudėtingus produktus, kurie anksčiau buvo neįsivaizduojami, be to, kad nebūtų reikalaujama jokių išankstinių kapitalo investicijų į įrankius. Per internetą jis galėjo parduoti produktus beveik anksčiau, nei netgi gamino, įsigydamas nedideles partijas, pagamintas pagal trečiųjų šalių kompanijas, kurios investavo į 3D spausdinimo technologiją, kad galėtų aptarnauti RP pramonę.

Kitos įmonės, tokios kaip "Materialize MGX", netrukus pradėjo kaupti 3D dizaino interjero produktus iš daugybės dizainerių ir juos realizuoti per labiau tradicinius interjero mažmenininkus. Kiti 3D spausdinimo produktų dizaineriai, pavyzdžiui, "Lionel Dean" "Future Factories", bendradarbiaudami su esamais interjero gamintojais, pvz., "Kundalini" apšvietimu Italijoje, naudodamiesi savo kanalais, kad pateiktų 3D spausdintus gaminius.

Ir kaip ji naudojama architektai?

Šiuo metu 3D spausdinimas vis dar yra labai greitas architektų prototipų įrankis. Kadangi daugiau ir daugiau architektų perėjo nuo 2D kompiuterinio projektavimo (CAD) programinės įrangos į 3D CAD programinę įrangą, jie galėjo panaudoti 3D CAD ir 3D spausdinimo sąsają. Dabar architektai reguliariai rengia labai išsamius pastatų, interjero, 3D svetainių planų ir netgi bendrų planų, skirtų pertvarkymui, modelius, kuriuos galima padaryti susiejant 3D spausdinimą su topologiniais nuskaitymais ir palydoviniais duomenimis. Galima išgauti "Google Earth" duomenis konkrečioje geografinėje vietovėje ir spausdinti 3D kaip pagalbą pagrindiniam planavimui.

Dabar matome, kad kai kurios bendrovės kuria 3D technologijas konkrečiai statybos pramonei, pavyzdžiui, "D-Shape"."D-shape" sukūrė didelės apimties 3D spausdinimo sistemą, kurioje naudojami regeneruoti marmuriniai milteliai arba smėlis, kuris konsoliduojamas, įmaunant rišiklį į medžiagą. Dabar "D-Shape" gamina gana didelius (apie 5 milijonus aukštų) architektūros gaminius, tokius kaip pavėsinės, kioskai, parkų suolai ir baldai. Kitos mokslinių tyrimų grupės žiūri į mastelio 3D spausdinimą, kad būtų galima gaminti visą pastatą, bet manau, kad tai gali būti dešimtmetį ar du nuo realybės, jei iš viso.

Kokiu mastu rinkos tendencijos ir vartotojų lūkesčiai skatina 3D spausdinimą?

Šiuo metu tikrai yra didelis susidomėjimas ir hype apie 3DP. Viena vertus, tai yra geras dalykas. Tačiau, kita vertus, mes turime būti atsargūs, kad nepervertintume technologijų galimybių. Ši technologija buvo labai gera, kai reagavo į kai kurias rinkos tendencijas, pavyzdžiui, labiau stilistikos ir individualių mobiliųjų telefonų dangų rinką. Ši technologija taip pat reagavo į internetinių kompiuterinių lošimų ir socialinių tinklų augimą, leidžianti internetinių žaidimų simbolius ir vaizdus įgyvendinti realiais, bet individualizuotais produktais.

Tačiau vis dar yra apribojimų, susijusių su proceso ekonominiais ir materialiniais gebėjimais. Yra tikimasi, kad vieną dieną 3D spausdinimas galės spausdinti beveik viską, net namuose, iš puodų ir keptuvių, skaldytų skalbimo mašinų dalių, dušų ar televizoriaus nuotolinio valdymo pultelio. Tikrovė yra tai, kad mes esame metų nuo tokių sistemų. Tačiau mes jau turime santykinai pagrindines vartotojų rinkai skirtas sistemas, tinkančias gaminti pagrindinius žaislus, žaidimus ir pramogas.

Kokį 3D spausdinimą daro dizaino ir gamybos procesai?

Vienas iš svarbiausių 3D spausdinimo aspektų yra sugebėjimas gaminti sudėtingas geometriją su nedideliu ar nekompensuotu mokesčiu. Tiesą sakant, 3D spausdinimas dažnai naudojamas gaminant produktus, kurių neįmanoma pagaminti naudojant tradicinius procesus, pvz., Plastiko liejimo formas. Dizaineriai pasinaudoja šia geometrine lankstumu, sudarant sąlygas didesniam ir aukštesniam produktų diferenciacijos lygiui. Galų gale, "3DP" produktas niekada neturėtų būti tas pats.

Ši vienetinė partijos gamyba taip pat yra nepaprastai svarbi gamybos bendruomenei. Anksčiau gamybos ekonomika visada buvo grindžiama pakankamai komponentų gamyba, kad padengtų ilgalaikio turto išlaidas, pavyzdžiui, pelėsių įrankius. Tačiau kai jūs paimsite pelėsių įrankių poreikį, ekonominis modelis labai pasikeis.

3D spausdinimo procesas teikia tam tikras pranašumus tiekimo grandinės atžvilgiu. Ar galite paaiškinti šias išmokas?

3D spausdinimas yra ne tik sutrikdanti technologija, naudojama liejimui, liejimui ar apdirbimui pakeisti, o tai yra galimybė, leidžianti įmonėms skirtingai galvoti apie jų tiekimo grandines ir dar svarbiau vertės grandinę bei sąveiką su klientais jų versle. Šioje vertės grandinėje iš tikrųjų yra šešios pagrindinės naudos, atsirandančios įgyvendinant 3D spausdinimą.

• Skaitmeninė ir be įrankių gamyba, leidžianti padidinti produktų dispersiją ir mažesnę ekonominę serijų gamybą, siekiant remti konkrečias geografines, demografines ar socialines tendencijas
• Naudojimasis dizaino laisvėmis - leidžianti gaminti produktus, kurių geometrinis sudėtingumas yra vis didesnis, su nedideliu ar be jokių išlaidų
• Produkto individualizavimo įjungimas - mažos apimties produkcijos sujungimas su partijos dydžiais, turinčiais sudėtingą geometriją individualiems produktams realizuoti
• Siūloma nauja patirtis mažmeninėje prekyboje - į vartotoją įtraukiant gaminio projektavimo patirtį, naudojant internetinę ar parduotuvėje prieigą prie intuityvias programinės įrangos arba 3D skenavimo
• Kylančių rinkų sprendimai. Produktų individualizavimas su mažmeninės prekybos galimybėmis senstančiam ir besikeičiančiam gyventojui
• Ekologiškesnė tiekimo grandinė - mažina akcijų laikymą, mažina pakuočių atliekas, mažina logistiką ir sumažina gamybos CO2

Iš tiesų 3D spausdinimas gali visiškai perorientuoti tiekimo grandinę, nes vartotojas tiekia grandinės galą ir galą. Vartotojai gali dalyvauti pradiniame gaminio projekte arba gali užsisakyti pagal užsakymą, o gaminiai bus gaminami pasikeitus mokėjimui. 3D spausdinimas gali leisti tiek greitą ir labiau reaguojamą tiekimo grandinę, bet ir tą, kuri yra liesa - mes vadiname "legilą" gamybą.

Kokie yra 3D spausdinimo apribojimai ir kokia pažanga padaryta norint įveikti šiuos apribojimus?

Kaip jau minėjome, vis tiek turime esminių apribojimų. Kai kurie fiziniai, kai kurie yra ekonominiai, kai kurie yra estetiški, o kai kurie yra ekologiniai. 3D spausdinimo procesai vis dar stengiasi pasiekti mechanines savybes formuoti plastikų ar metalo dalių, apdirbtų iš kieto. Tačiau laboratorijose ir universitetuose visame pasaulyje vyksta daug darbo, siekiant išplėsti medžiagų spektrą ir tobulinti tai, ką jau turime.

Mes taip pat matome daugiau įmonių, kurios patenka į medžiagų tiekimo grandinę, o tai lemia žaliavų kainą, kuri, be abejo, daro įtaką galutinių gaminių dalių ekonomikai. Mes taip pat matome geresnę spalvų apibrėžtį ir skaidrumą, dalių estetikos gerinimą, kartu su tvaresnėmis medžiagomis, tokiomis kaip žalieji polimerai, tokie kaip "Nylon 11" ir PLA iš augalų, o ne aliejus. Mes dar turime daug nuveikti, bet mes greitai einame ir judame teisinga kryptimi.

Kokios pagrindinės kliūtys 3D spausdinimui tampa pagrindine technologija?

Kaip jau minėjome, medžiagos yra problema, tačiau tai gali būti šiek tiek sumažinta dėl produktų dizaino.Ekonomika taip pat yra problema, nes 3D spausdinimo mašinos ir medžiagos yra palyginti brangios ir santykinai lėtos, todėl jų gaminamos dalys atrodo brangesnės nei masinio gamybos metodai. Tačiau, kadangi medžiagų kainos mažėja ir našumas didėja, 3D spausdinimo ekonomika tampa labiau priimtina.

Kitas pagrindinis apribojimas yra žinios. Daugelis kompanijų paprasčiausiai nesupranta, kaip naudoti 3D spausdinimą ar kur jos poziciją savo vertės grandinėje. Jų dabartinė gamybos tiekimo grandinė jaučiasi pažeidžiama, jų produktų kūrėjai nesupranta, kaip išnaudoti geometrines pranašumus, o jų rinkodaros funkcijos stengiasi suprasti, kaip integruoti 3D spausdinimą į klientų vertės grandinę. Manau, kad ten mes įsitraukę į konsultacijas, padedančias įmonėms suprasti šias problemas, įvertinti technologijas, plėtoti verslo reikalus ir įgyvendinti vertybinių popierių srautą.

Su pigių nešiojamųjų stalinių 3D spausdinimo mašinų pasirodymu buvo kalbama, kad netrukus turėsime tai savo namuose. Kiek tikimasi šio scenarijaus?

Mano namuose turiu dvi spausdinimo mašinas, o mano vaikai juos mėgsta. Bet vėlgi, burtininkas greičiausiai turi dvigubo karsto garaže. Labai svarbu, kad per pastaruosius keletą metų domėjimasis 3D namų spausdinimu buvo nepaprastai įdomus, taip pat padidėjo bendrovių, kurios gamina mašinas, kad galėtų aptarnauti rinką. Paskutinį kartą mes skaičiuojame, kad radome maždaug 40 kompanijų visame pasaulyje, naudodamiesi žemos klasės, namų, vartotojų spausdintuvais. Dauguma jų yra pagrįstos tuo pačiu atvirojo šaltinio dizainu, kuriame išspaudžiamas išlydytas polimeras per purkštuką, tačiau kai kurie naudoja kitus metodus. Praėjusiais metais buvo parduota apie 15.000 namų spausdintuvų. Tikimės, kad šiais metais (ar net daugiau) šis skaičius bus arčiau 60 000. Taigi ne kiekvienas namas - tik dar.

Šiuo metu daugumą namų mašinų naudoja žmonės, kurie domisi technologija arba yra suinteresuoti gaminio dizainu. Mes matome, kad vis daugiau ir daugiau žmonių perka tada, kad palaikytų savo pomėgius, nesvarbu, ar tai daro nuotoliniu būdu valdomas orlaivių dalis, ar net pritaikyti žvejybos malonumus. Jie yra puikūs iš švietimo perspektyvos - pasiimkite 3D spausdintuvą, keletą košenilio maisto dažiklių, acto ir natrio bikarbonato, ir jūs turite geriausią "klasę laimėjusį" vulkano namų projektą.

Ką patarėte verslininkams, kurie nori ištirti 3D spausdinimą kaip potencialią verslo investiciją?

Jūs turite žinoti savo rinką, pažinti savo klientus ir sužinoti savo įgūdžius. Tiekimo grandinėje yra daug galimybių kurti 3D spausdintus gaminius, mažmeninę prekybą internetu ar gatvėje, programinės įrangos sąsajų kūrimą, kad kiti galėtų dalyvauti projektavimo procese, formuojant naujas medžiagas arba turinčius gilesnių kišenių, nustatant gamybos pajėgumus . Įmonėms svarbiausia suprasti klientų patirtį ir technologijos vertę. Kai kurioms įmonėms 3D spausdinimas yra tylus veiksnys, padedantis lengviau suprasti įmonių gyvenimus. Kalbant apie kitus, 3D spausdinimas yra "kabliukas", tai yra produkto esmė, diferencijavimas. Kai įmonės supras, kaip 3D spausdinimas gali suteikti pridėtinės vertės, tada jie turi suprasti, kaip jį naudoti ir kada jį naudoti, bet tai dar viena istorija.

Freshome norėtų padėkoti Dr Phil Reeves už jo ekspertų įžvalgą į 3D spausdinimo pasaulį. Visi paveikslėliai šiame straipsnyje pateikiami pagal Kūrimo laisvę