Bykomende vervaardiging, ook bekend as 3D-drukwerk, het vir byna 35 jaar voortgegaan om te ontwikkel sedert die kommersiële gebruik daarvan.Die lugvaart-, motor-, verdedigings-, energie-, vervoer-, mediese, tandheelkundige en verbruikersnywerhede gebruik bykomende vervaardiging vir 'n wye reeks toepassings.
Met so wydverspreide aanvaarding is dit duidelik dat bykomende vervaardiging nie 'n een-grootte-pas-almal-oplossing is nie.Volgens die ISO/ASTM 52900-terminologiestandaard val byna alle kommersiële bymiddelvervaardigingstelsels in een van sewe proseskategorieë.Dit sluit in materiaalekstrudering (MEX), badfotopolimerisasie (VPP), poeierbedsamesmelting (PBF), bindmiddelbespuiting (BJT), materiaalbespuiting (MJT), gerigte energieneerlegging (DED) en vellaminering (SHL).Hier word hulle volgens gewildheid gesorteer op grond van eenheidsverkope.
'n Groeiende aantal professionele persone in die industrie, insluitend ingenieurs en bestuurders, leer wanneer bykomende vervaardiging 'n produk of proses kan help verbeter en wanneer dit nie kan nie.Histories het groot inisiatiewe om bykomende vervaardiging te implementeer gekom van ingenieurs wat met die tegnologie ervaar is.Bestuur sien meer voorbeelde van hoe bykomende vervaardiging produktiwiteit kan verbeter, deurlooptye kan verminder en nuwe sakegeleenthede kan skep.AM sal nie die meeste tradisionele vorme van vervaardiging vervang nie, maar sal deel word van die entrepreneur se arsenaal van produkontwikkeling en vervaardigingsvermoëns.
Additiewe vervaardiging het 'n wye reeks toepassings, van mikrofluidika tot grootskaalse konstruksie.Die voordele van AM verskil volgens bedryf, toepassing en vereiste prestasie.Organisasies moet goeie redes hê om AM te implementeer, ongeag die gebruiksgeval.Die algemeenste is konseptuele modellering, ontwerpverifikasie, en geskiktheids- en funksionaliteitsverifikasie.Meer en meer maatskappye gebruik dit om gereedskap en toepassings vir massaproduksie te skep, insluitend pasgemaakte produkontwikkeling.
Vir lugvaarttoepassings is gewig 'n belangrike faktor.Dit kos sowat $10 000 om 'n loonvrag van 0,45 kg in 'n baan om die aarde te plaas, volgens NASA se Marshall Space Flight Centre.Die vermindering van die gewig van satelliete kan op lanseringskoste bespaar.Die aangehegte prent toon 'n Swissto12 metaal AM-deel wat verskeie golfleiers in een deel kombineer.Met AM word die gewig tot minder as 0,08 kg verminder.
Bykomende vervaardiging word regdeur die waardeketting in die energiebedryf gebruik.Vir sommige maatskappye is die sakesaak vir die gebruik van AM om projekte vinnig te herhaal om die beste moontlike produk in die kortste tyd te skep.In die olie- en gasbedryf kan beskadigde onderdele of samestellings duisende dollars of meer in verlore produktiwiteit per uur kos.Die gebruik van AM om bedrywighede te herstel kan veral aantreklik wees.
'n Groot vervaardiger van DED-stelsels MX3D het 'n prototipe pypherstelwerktuig vrygestel.’n Beskadigde pypleiding kan volgens die maatskappy tussen €100,000 en €1,000,000 ($113,157-$1,131,570) per dag kos.Die armatuur wat op die volgende bladsy gewys word, gebruik 'n CNC-deel as 'n raam en gebruik DED om die omtrek van die pyp te sweis.AM bied hoë afsettingskoerse met minimale vermorsing, terwyl CNC die vereiste akkuraatheid verskaf.
In 2021 is 'n 3D-gedrukte wateromhulsel op 'n TotalEnergies-olieboor in die Noordsee geïnstalleer.Waterbaadjies is 'n kritieke element wat gebruik word om koolwaterstofherwinning in boorgate in aanbou te beheer.In hierdie geval is die voordele van die gebruik van bykomende vervaardiging verminderde deurlooptye en verminderde emissies met 45% in vergelyking met tradisionele vervalste waterbaadjies.
Nog 'n saak vir bykomende vervaardiging is die vermindering van duur gereedskap.Phone Scope het digiscoping-adapters ontwikkel vir toestelle wat jou foon se kamera aan 'n teleskoop of mikroskoop koppel.Nuwe fone word elke jaar vrygestel, wat vereis dat maatskappye 'n nuwe reeks adapters vrystel.Deur AM te gebruik, kan 'n maatskappy geld spaar op duur gereedskap wat vervang moet word wanneer nuwe fone vrygestel word.
Soos met enige proses of tegnologie, moet bykomende vervaardiging nie gebruik word nie, aangesien dit as nuut of anders beskou word.Dit is om produkontwikkeling en/of vervaardigingsprosesse te verbeter.Dit behoort waarde toe te voeg.Voorbeelde van ander sakegevalle sluit in pasgemaakte produkte en massa-aanpassing, komplekse funksionaliteit, geïntegreerde onderdele, minder materiaal en gewig, en verbeterde werkverrigting.
Vir AM om sy groeipotensiaal te verwesenlik, moet uitdagings aangespreek word.Vir die meeste vervaardigingstoepassings moet die proses betroubaar en reproduceerbaar wees.Die daaropvolgende metodes om die verwydering van materiaal van onderdele en ondersteunings en naverwerking te outomatiseer, sal help.Outomatisering verhoog ook produktiwiteit en verminder die koste per onderdeel.
Een van die areas van die grootste belang is na-verwerking outomatisering soos poeier verwydering en afwerking.Deur die proses van massaproduksie van toepassings te outomatiseer, kan dieselfde tegnologie duisende kere herhaal word.Die probleem is dat spesifieke outomatiseringsmetodes kan verskil volgens deeltipe, grootte, materiaal en proses.Byvoorbeeld, die na-verwerking van outomatiese tandheelkundige krone verskil baie van die verwerking van vuurpyl-enjinonderdele, hoewel albei van metaal gemaak kan word.
Omdat onderdele vir AM geoptimaliseer is, word meer gevorderde kenmerke en interne kanale dikwels bygevoeg.Vir PBF is die hoofdoel om 100% van die poeier te verwyder.Solukon vervaardig outomatiese poeierverwyderingstelsels.Die maatskappy het 'n tegnologie genaamd Smart Powder Recovery (SRP) ontwikkel wat metaalonderdele wat nog aan die bouplaat vas is, roteer en vibreer.Rotasie en vibrasie word beheer deur die CAD-model van die onderdeel.Deur die dele presies te beweeg en te skud, vloei die gevange poeier amper soos 'n vloeistof.Hierdie outomatisering verminder handearbeid en kan die betroubaarheid en reproduseerbaarheid van poeierverwydering verbeter.
Die probleme en beperkings van manuele poeierverwydering kan die lewensvatbaarheid van die gebruik van AM vir massaproduksie beperk, selfs in klein hoeveelhede.Solukon-metaalpoeierverwyderingstelsels kan in 'n inerte atmosfeer werk en ongebruikte poeier versamel vir hergebruik in AM-masjiene.Solukon het 'n klantopname gedoen en 'n studie in Desember 2021 gepubliseer wat toon dat die twee grootste bekommernisse beroepsgesondheid en reproduceerbaarheid is.
Handmatige verwydering van poeier uit PBF-harsstrukture kan tydrowend wees.Maatskappye soos DyeMansion en PostProcess Technologies bou naverwerkingstelsels om poeier outomaties te verwyder.Baie bykomende vervaardigingsonderdele kan in 'n stelsel gelaai word wat die medium omkeer en uitstoot om oortollige poeier te verwyder.HP het sy eie stelsel wat na bewering poeier uit die Jet Fusion 5200 se boukamer in 20 minute sal verwyder.Die stelsel stoor ongesmelte poeier in 'n aparte houer vir hergebruik of herwinning vir ander toepassings.
Maatskappye kan baat vind by outomatisering as dit op die meeste van die naverwerkingstappe toegepas kan word.DyeMansion bied stelsels vir poeierverwydering, oppervlakvoorbereiding en verf.Die PowerFuse S-stelsel laai die onderdele, stoom die gladde dele en laai dit af.Die maatskappy verskaf ’n vlekvrye staalrak om onderdele op te hang, wat met die hand gedoen word.Die PowerFuse S-stelsel kan 'n oppervlak soortgelyk aan 'n spuitvorm produseer.
Die grootste uitdaging wat die bedryf in die gesig staar, is om die werklike geleenthede wat outomatisering bied, te verstaan.As 'n miljoen polimeeronderdele gemaak moet word, kan tradisionele giet- of gietprosesse die beste oplossing wees, hoewel dit van die onderdeel afhang.AM is dikwels beskikbaar vir die eerste produksielopie in gereedskapproduksie en -toetsing.Deur geoutomatiseerde naverwerking kan duisende onderdele betroubaar en reproduseerbaar geproduseer word deur AM te gebruik, maar dit is deelspesifiek en kan 'n pasgemaakte oplossing vereis.
AM het niks met industrie te doen nie.Baie organisasies bied interessante navorsings- en ontwikkelingsresultate aan wat kan lei tot die behoorlike funksionering van produkte en dienste.In die lugvaartbedryf vervaardig Relativity Space een van die grootste metaaltoevoegingsvervaardigingstelsels deur gebruik te maak van eie DED-tegnologie, wat die maatskappy hoop gebruik sal word om die meerderheid van sy vuurpyle te vervaardig.Sy Terran 1-vuurpyl kan 'n loonvrag van 1 250 kg na 'n lae Aarde-baan lewer.Relativity beplan om middel 2022 'n toetsvuurpyl te lanseer en beplan reeds 'n groter, herbruikbare vuurpyl genaamd die Terran R.
Relativity Space se Terran 1- en R-vuurpyle is 'n innoverende manier om te herdenk hoe toekomstige ruimtevlug kan lyk.Ontwerp en optimalisering vir bykomende vervaardiging het belangstelling in hierdie ontwikkeling aangewakker.Die maatskappy beweer dat hierdie metode die aantal onderdele met 100 keer verminder in vergelyking met tradisionele vuurpyle.Die maatskappy beweer ook hy kan binne 60 dae vuurpyle uit grondstowwe vervaardig.Dit is 'n goeie voorbeeld om baie dele in een te kombineer en die voorsieningsketting aansienlik te vereenvoudig.
In die tandheelkundige industrie word bykomende vervaardiging gebruik om krone, brûe, chirurgiese boor sjablone, gedeeltelike kunsgebitte en aligners te maak.Align Technology en SmileDirectClub gebruik 3D-drukwerk om onderdele te vervaardig vir die termovorming van duidelike plastiekbelynings.Align Technology, vervaardiger van Invisalign-handelsmerkprodukte, gebruik baie van die fotopolimerisasiestelsels in 3D Systems-baddens.In 2021 het die maatskappy gesê dat hy meer as 10 miljoen pasiënte behandel het sedert dit FDA-goedkeuring in 1998 ontvang het. As 'n tipiese pasiënt se behandeling uit 10 aligners bestaan, wat 'n lae skatting is, het die maatskappy 100 miljoen of meer AM-onderdele vervaardig.FRP-onderdele is moeilik om te herwin omdat hulle termohard is.SmileDirectClub gebruik die HP Multi Jet Fusion (MJF)-stelsel om termoplastiese onderdele te vervaardig wat vir ander toepassings herwin kan word.
Histories was VPP nie in staat om dun, deursigtige dele met sterkte-eienskappe vir gebruik as ortodontiese toestelle te produseer nie.In 2021 het LuxCreo en Graphy 'n moontlike oplossing vrygestel.Vanaf Februarie het Graphy FDA-goedkeuring vir direkte 3D-druk van tandheelkundige toestelle.As jy dit direk druk, word die end-tot-end-proses as korter, makliker en moontlik minder duur beskou.
’n Vroeë ontwikkeling wat baie media-aandag gekry het, was die gebruik van 3D-drukwerk vir grootskaalse konstruksietoepassings soos behuising.Dikwels word die mure van die huis deur ekstrusie gedruk.Alle ander dele van die huis is gemaak met tradisionele metodes en materiale, insluitend vloere, plafonne, dakke, trappe, deure, vensters, toestelle, kaste en toonbanke.3D-gedrukte mure kan die koste van die installering van elektrisiteit, beligting, loodgieterswerk, kanaalwerk en vents vir verwarming en lugversorging verhoog.Om die binne- en buitekant van 'n betonmuur af te rond is moeiliker as met 'n tradisionele muurontwerp.Die modernisering van 'n huis met 3D-gedrukte mure is ook 'n belangrike oorweging.
Navorsers by Oak Ridge National Laboratory bestudeer hoe om energie in 3D-gedrukte mure te stoor.Deur pype tydens konstruksie in die muur in te steek, kan water daardeur vloei vir verhitting en verkoeling. Hierdie R&D-projek is interessant en innoverend, maar dit is nog in 'n vroeë stadium van ontwikkeling. Hierdie R&D-projek is interessant en innoverend, maar dit is nog in 'n vroeë stadium van ontwikkeling.Hierdie navorsingsprojek is interessant en innoverend, maar dit is nog in die vroeë stadiums van ontwikkeling.Hierdie navorsingsprojek is interessant en innoverend, maar nog in die vroeë stadiums van ontwikkeling.
Die meeste van ons is nog nie vertroud met die ekonomie van 3D-druk van bouonderdele of ander groot voorwerpe nie.Die tegnologie is gebruik om sommige brûe, afdakke, parkbanke en dekoratiewe elemente vir geboue en die buitelug-omgewing te vervaardig.Daar word geglo dat die voordele van bykomende vervaardiging op klein skale (van 'n paar sentimeter tot 'n paar meter) van toepassing is op grootskaalse 3D-drukwerk.Die belangrikste voordele van die gebruik van bykomende vervaardiging sluit in die skep van komplekse vorms en kenmerke, die vermindering van die aantal onderdele, die vermindering van materiaal en gewig, en die verhoging van produktiwiteit.As AM nie waarde toevoeg nie, moet die bruikbaarheid daarvan bevraagteken word.
In Oktober 2021 het Stratasys die oorblywende 55%-belang in Xaar 3D, 'n filiaal van die Britse industriële inkjet-drukkervervaardiger Xaar, verkry.Stratasys se polimeer PBF-tegnologie, genaamd Selective Absorbion Fusion, is gebaseer op Xaar inkjet-drukkoppe.Die Stratasys H350-masjien ding mee met die HP MJF-stelsel.
Die aankoop van Desktop Metal was indrukwekkend.In Februarie 2021 het die maatskappy Envisiontec, 'n jarelange vervaardiger van industriële bymiddelvervaardigingstelsels, verkry.In Mei 2021 het die maatskappy Adaptive3D, 'n ontwikkelaar van buigsame VPP-polimere, verkry.In Julie 2021 het Desktop Metal Aerosint, 'n ontwikkelaar van multi-materiaal poeierbedekking hercoating prosesse, verkry.Die grootste verkryging het in Augustus plaasgevind toe Desktop Metal mededinger ExOne vir $575 miljoen gekoop het.
Die verkryging van ExOne deur Desktop Metal bring twee bekende vervaardigers van metaal BJT-stelsels bymekaar.Oor die algemeen het die tegnologie nog nie die vlak bereik wat baie glo nie.Maatskappye gaan voort om kwessies aan te spreek soos herhaalbaarheid, betroubaarheid en begrip van die hoofoorsaak van probleme soos dit opduik.Desondanks, as die probleme opgelos word, is daar nog ruimte vir die tegnologie om groter markte te bereik.In Julie 2021 het 3DEO, 'n diensverskaffer wat 'n eie 3D-drukstelsel gebruik, gesê dit het 'n miljoenste aan kliënte gestuur.
Sagteware- en wolkplatformontwikkelaars het aansienlike groei in die bymiddelvervaardigingsbedryf gesien.Dit is veral waar vir prestasiebestuurstelsels (MES) wat die AM-waardeketting volg.3D Systems het ingestem om Oqton in September 2021 vir $180 miljoen te verkry.Oqton, wat in 2017 gestig is, bied wolkgebaseerde oplossings om werkvloei te verbeter en AM-doeltreffendheid te verbeter.Materialize het Link3D in November 2021 vir $33,5 miljoen verkry.Soos Oqton, volg Link3D se wolkplatform werk en vereenvoudig die AM-werkvloei.
Een van die jongste verkrygings in 2021 is ASTM International se verkryging van Wohlers Associates.Saam werk hulle daaraan om die Wohlers-handelsmerk te benut om die wyer aanvaarding van AM wêreldwyd te ondersteun.Deur die ASTM AM Sentrum van Uitnemendheid sal Wohlers Associates voortgaan om Wohlers-verslae en ander publikasies te produseer, asook adviesdienste, markontleding en opleiding te verskaf.
Die bymiddelvervaardigingsbedryf het volwasse geword en baie nywerhede gebruik die tegnologie vir 'n wye reeks toepassings.Maar 3D-drukwerk sal nie die meeste ander vorme van vervaardiging vervang nie.In plaas daarvan word dit gebruik om nuwe soorte produkte en sakemodelle te skep.Organisasies gebruik AM om die gewig van onderdele te verminder, leitye en gereedskapkoste te verminder en produkverpersoonliking en werkverrigting te verbeter.Daar word verwag dat die bymiddelvervaardigingsbedryf sy groeitrajek sal voortsit met nuwe maatskappye, produkte, dienste, toepassings en gebruiksgevalle wat opduik, dikwels teen 'n yslike spoed.