A fabricazione additiva, cunnisciuta ancu com'è stampa 3D, hà cuntinuatu à evoluzione per quasi 35 anni da u so usu cummerciale.L'industria aerospaziale, automobilistica, difesa, energia, trasportu, medica, dentale è di cunsumatori utilizanu a fabricazione additiva per una larga gamma di applicazioni.
Cù una adopzione cusì diffusa, hè chjaru chì a fabricazione additiva ùn hè micca una suluzione unica per tutti.Sicondu u standard di terminologia ISO / ASTM 52900, quasi tutti i sistemi di fabricazione additiva cummerciale sò in una di e sette categurie di prucessu.Questi includenu l'estrusione di materiale (MEX), a fotopolimerizazione di bagnu (VPP), a fusione di lettu in polvere (PBF), a spruzzatura di legante (BJT), a spruzzatura di materiale (MJT), a deposizione di energia diretta (DED) è a laminazione di fogli (SHL).Quì sò ordinati per popularità basatu nantu à a vendita di unità.
Un numeru crescente di prufessiunali di l'industria, cumpresi ingegneri è amministratori, amparanu quandu a fabricazione additiva pò aiutà à migliurà un pruduttu o prucessu è quandu ùn pò micca.Stòricamente, iniziative maiò per implementà a fabricazione additiva sò venute da ingegneri sperimentati cù a tecnulugia.A gestione vede più esempi di cumu a fabricazione additiva pò migliurà a produtividade, riduce i tempi di pruduzzione è crea novi opportunità di cummerciale.AM ùn rimpiazzà a maiò parte di e forme tradiziunali di fabricazione, ma diventerà parte di l'arsenale di l'imprenditore di sviluppu di produttu è capacità di fabricazione.
A fabricazione additiva hà una larga gamma di applicazioni, da a microfluidica à a custruzzione à grande scala.I benefici di l'AM varianu da l'industria, l'applicazione è u rendimentu necessariu.L'urganisazioni devenu avè boni motivi per implementà AM, indipendentemente da u casu d'usu.I più cumuni sò u modellu cuncettuale, a verificazione di u disignu, è a verificazione di l'idoneità è di e funziunalità.Sempre più cumpagnie l'utilizanu per creà strumenti è applicazioni per a produzzione di massa, cumpresu u sviluppu di prudutti persunalizati.
Per l'applicazioni aerospaziali, u pesu hè un fattore maiò.Custa circa $ 10,000 per mette una carica di 0,45 kg in l'orbita di a Terra, secondu u Marshall Space Flight Center di a NASA.A riduzione di u pesu di i satelliti pò risparmià i costi di lanciamentu.L'imaghjina attaccata mostra una parte di metallu Swissto12 AM chì combina parechje guide d'onda in una sola parte.Cù AM, u pesu hè ridutta à menu di 0,08 kg.
A fabricazione additiva hè aduprata in tutta a catena di valore in l'industria energetica.Per alcune cumpagnie, u casu cummerciale per aduprà AM hè di iterate rapidamente prughjetti per creà u megliu pruduttu pussibule in u più cortu tempu.In l'industria di u petroliu è di u gasu, i pezzi o l'assemblei danati ponu custà millaie di dollari o più in produtividade persa per ora.Utilizà AM per restaurà l'operazioni pò esse particularmente attraente.
Un grande fabricatore di sistemi DED MX3D hà liberatu un prototipu di strumentu di riparazione di tubi.Un pipeline dannatu pò custà trà € 100,000 è € 1,000,000 ($ 113,157-$ 1,131,570) à ghjornu, secondu a cumpagnia.L'attrezzatura mostrata nantu à a pagina dopu usa una parte CNC cum'è un quadru è usa DED per saldà a circunferenza di a pipa.L'AM furnisce tassi di depositu elevati cù scarti minimi, mentre chì CNC furnisce a precisione necessaria.
In u 2021, una carcassa d'acqua stampata in 3D hè stata installata nantu à una piattaforma petrolifera TotalEnergies in u Mari di u Nordu.E giacche d'acqua sò un elementu criticu utilizatu per cuntrullà a ricuperazione di l'idrocarburi in pozzi in custruzzione.In questu casu, i benefici di l'usu di a fabricazione additiva sò ridotti i tempi di consegna è emissioni ridotte di 45% paragunatu à i giacche d'acqua forgiate tradiziunali.
Un altru casu cummerciale per a fabricazione additiva hè a riduzzione di l'attrezzi caru.Phone Scope hà sviluppatu adattatori di digiscoping per i dispositi chì cunnettenu a camera di u vostru telefunu à un telescopiu o microscopiu.I telefoni novi sò liberati ogni annu, chì impone à e cumpagnie di liberà una nova linea di adattatori.Utilizendu l'AM, una cumpagnia pò risparmià soldi nantu à strumenti caru chì deve esse rimpiazzati quandu i novi telefoni sò liberati.
Cum'è cù qualsiasi prucessu o tecnulugia, a fabricazione additiva ùn deve esse usata perchè hè cunsiderata nova o diversa.Questu hè per migliurà u sviluppu di u produttu è / o i prucessi di fabricazione.Si deve aghjunghje valore.Esempii di altri casi di cummerciale includenu prudutti persunalizati è persunalizazione di massa, funziunalità cumplessu, parti integrate, menu materiale è pesu, è prestazioni migliorate.
Per chì AM rializeghja u so potenziale di crescita, i sfidi anu da esse indirizzati.Per a maiò parte di l'applicazioni di fabricazione, u prucessu deve esse affidabile è riproducibile.I metudi successivi di l'automatizazione di a rimozione di materiale di parti è supporti è di post-processamentu aiutanu.L'automatizazione aumenta ancu a produtividade è riduce u costu per parte.
Una di e zone di più interessu hè l'automatizazione post-processing, cum'è a rimozione di polveri è a finitura.Per automatizà u prucessu di pruduzzione in massa di applicazioni, a stessa tecnulugia pò esse ripetuta millaie di volte.U prublema hè chì i metudi d'automatizazione specifichi ponu varià per tipu di parte, dimensione, materiale è prucessu.Per esempiu, u post-processamentu di curoni dentali automatizati hè assai sfarente da u trasfurmazioni di e parti di u mutore di fucile, ancu s'è i dui ponu esse fatti di metallu.
Perchè e parti sò ottimizzati per AM, funzioni più avanzate è canali interni sò spessu aghjuntu.Per PBF, u scopu principale hè di sguassà 100% di u polu.Solukon produce sistemi automatici di rimozione di polveri.A cumpagnia hà sviluppatu una tecnulugia chjamata Smart Powder Recovery (SRP) chì rota è vibra parti metalliche chì sò sempre attaccati à a piastra di custruzzione.A rotazione è a vibrazione sò cuntrullati da u mudellu CAD di a parte.Movendu è scuzzulate cù precisione e parti, a polvera catturata scorri quasi cum'è un liquidu.Questa automatizazione reduce u travagliu manuale è pò migliurà l'affidabilità è a riproducibilità di a rimozione di u polu.
I prublemi è e limitazioni di a rimozione manuale di u polu pò limità a viabilità di utilizà AM per a produzzione di massa, ancu in quantità petite.I sistemi di rimozione di polveri metalliche Solukon ponu operare in una atmosfera inerte è raccoglie u polveru inutilizatu per a reutilizazione in macchine AM.Solukon hà realizatu un sondaghju di i clienti è hà publicatu un studiu in dicembre 2021 chì mostra chì e duie più grandi preoccupazioni sò a salute di u travagliu è a riproducibilità.
L'eliminazione manuale di polvere da strutture di resina PBF pò esse di tempu.Cumpagnia cum'è DyeMansion è PostProcess Technologies custruiscenu sistemi di post-processamentu per sguassà automaticamente a polvera.Parechje parti di fabricazione additiva pò esse caricate in un sistema chì inverte è ejects u mediu per sguassà l'excedente di u polu.HP hà u so propiu sistema chì si dice chì caccià a polvera da a camera di custruzzione di Jet Fusion 5200 in 20 minuti.U sistema emmagatzema u polveru senza fusione in un containeru separatu per riutilizà o riciclà per altre applicazioni.
L'imprese ponu prufittà di l'automatizazione si pò esse appiicata à a maiò parte di i passi di post-processamentu.DyeMansion offre sistemi per a rimozione di polvere, preparazione di superficia è pittura.U sistema PowerFuse S carica i pezzi, vaporizza e parti lisce è li scarica.A cumpagnia furnisce un rack d'acciaio inossidabile per i pezzi pendenti, chì hè fattu da a manu.U sistema PowerFuse S pò pruduce una superficia simile à un moldu di iniezione.
A più grande sfida chì affruntà l'industria hè di capisce e opportunità reali chì l'automatizazione hà da offre.Se ci vole à fà un milione di pezzi di polimeru, i prucessi tradiziunali di casting o molding pò esse a megliu suluzione, ancu s'ellu dipende di a parte.AM hè spessu dispunibule per a prima pruduzzione in a pruduzzione di l'utensili è a prova.Per mezu di u post-processamentu automatizatu, migghiara di pezzi ponu esse pruduciuti in modu affidabile è riproducibile cù AM, ma hè specificu per parte è pò esse bisognu di una soluzione persunalizata.
AM ùn hà nunda di fà cù l'industria.Parechje urganisazione presentanu risultati interessanti di ricerca è sviluppu chì ponu purtà à u funziunamentu propiu di i prudutti è servizii.In l'industria aerospaziale, Relativity Space produce unu di i più grandi sistemi di fabricazione di additivi di metalli chì utilizanu a tecnulugia DED patentata, chì a cumpagnia spera chì serà aduprata per fabricà a maiò parte di i so razzi.U so mistieru Terran 1 pò purtà una carica utile di 1.250 kg à l'orbita terrestre bassa.Relatività pensa à lancià un missile di prova à a mità di u 2022 è hè digià pianificatu un mistieru più grande è riutilizzabile chjamatu Terran R.
I razzi Terran 1 è R di Relatività Space sò un modu innovativu per reimaginà ciò chì puderia esse u futuru volu spaziale.U disignu è ottimisazione per a fabricazione additiva hà suscitatu interessu in questu sviluppu.A cumpagnia dichjara chì stu metudu reduce u nùmeru di pezzi da 100 volte in paragunà à i razzi tradiziunali.A cumpagnia dichjara ancu chì pò pruduce razzi da materie prime in 60 ghjorni.Questu hè un grande esempiu di cumminà parechje parte in una sola è simplificà assai a catena di supply.
In l'industria dentale, a fabricazione additiva hè aduprata per fà curone, ponti, mudelli di perforazione chirurgica, denture parziali è aligners.Align Technology è SmileDirectClub utilizanu stampa 3D per pruduce pezzi per termoformazione di allineatori di plastica trasparente.Align Technology, fabricatore di prudutti di marca Invisalign, usa parechji di i sistemi di fotopolimerizazione in i bagni 3D Systems.In u 2021, a cumpagnia hà dettu ch'ellu avia trattatu più di 10 miliuna di pazienti dapoi ch'ellu hà ricevutu appruvazioni FDA in 1998. Sè un trattamentu tipicu di u paziente hè custituitu da 10 aligners, chì hè una stima bassu, a cumpagnia hà pruduttu 100 milioni o più parti AM.I pezzi di FRP sò difficiuli di riciclà perchè sò termoset.SmileDirectClub usa u sistema HP Multi Jet Fusion (MJF) per pruduce parti termoplastiche chì ponu esse riciclate per altre applicazioni.
Stòricamente, VPP ùn hè micca statu capace di pruduce parti sottili è trasparenti cù proprietà di forza per l'usu cum'è apparecchi ortodontici.In u 2021, LuxCreo è Graphy anu liberatu una suluzione pussibule.Da ferraghju, Graphy hà appruvatu da a FDA per a stampa 3D diretta di l'apparecchi dentali.Se li stampate direttamente, u prucessu end-to-end hè cunsideratu più cortu, più faciule è potenzalmentu menu costu.
Un primu sviluppu chì hà ricivutu assai attenzione da i media era l'usu di stampa 3D per applicazioni di custruzzione à grande scala cum'è l'abitazione.Spessu i mura di a casa sò stampati per estrusione.Tutti l'altri parti di a casa sò stati fatti cù metudi è materiali tradiziunali, cumpresi pavimenti, tetti, tetti, scale, porte, finestri, apparecchi, armarii è countertops.I muri stampati in 3D ponu aumentà u costu di l'installazione di l'electricità, l'illuminazione, a fontaneria, i tubi, è i ventilatori per u riscaldamentu è l'aria condizionata.A finitura di l'internu è l'esterno di un muru di cimentu hè più difficiule chì cù un disignu di muru tradiziunale.A mudernizazione di una casa cù pareti stampati in 3D hè ancu una considerazione impurtante.
I ricercatori di u Laboratoriu Naziunale di Oak Ridge stanu studiendu cumu almacenà l'energia in i muri stampati in 3D.Inserendu tubi in u muru durante a custruzzione, l'acqua pò scorri per ellu per riscaldamentu è rinfrescante. Stu prughjettu di R&D hè interessante è innovativu, ma hè sempre in una prima fase di sviluppu. Stu prughjettu di R&D hè interessante è innovativu, ma hè sempre in una prima fase di sviluppu.Stu prughjettu di ricerca hè interessante è innovativu, ma hè sempre in i primi stadi di sviluppu.Stu prughjettu di ricerca hè interessante è innovativu, ma ancu in i primi stadi di sviluppu.
A maiò parte di noi ùn sò ancu familiarizati cù l'ecunumia di e parti di custruzzione di stampa 3D o altri oggetti grandi.A tecnulugia hè stata aduprata per pruduce ponti, tende, banchi di parchi è elementi decorattivi per l'edificazioni è l'ambienti esterni.Hè cresce chì i vantaghji di a fabricazione additiva à scala chjuca (da uni pochi centimetri à parechji metri) s'applicanu à a stampa 3D à grande scala.I vantaghji principali di l'usu di a fabricazione additiva includenu a creazione di forme è caratteristiche cumplessi, riducendu u numeru di pezzi, riducendu u materiale è u pesu, è cresce a produtividade.Se AM ùn aghjunghje micca valore, a so utilità deve esse interrugata.
In uttrovi 2021, Stratasys hà acquistatu u 55% restante in Xaar 3D, una filiale di u fabricatore britannicu di stampanti inkjet industriale Xaar.A tecnulugia di polimeru PBF di Stratasys, chjamata Selective Absorbion Fusion, hè basata nantu à teste di stampa inkjet Xaar.A macchina Stratasys H350 compete cù u sistema HP MJF.
A compra di Desktop Metal hè stata impressiunanti.In u ferraghju 2021, a cumpagnia hà acquistatu Envisiontec, un fabricatore di longu tempu di sistemi di fabricazione additiva industriale.In maghju 2021, a cumpagnia hà acquistatu Adaptive3D, un sviluppatore di polimeri VPP flessibili.In lugliu 2021, Desktop Metal hà acquistatu Aerosint, un sviluppatore di prucessi di rivestimentu in polvere multi-materiale.A più grande acquisizione hè ghjunta in Aostu quandu Desktop Metal hà compru u cuncurrente ExOne per $ 575 milioni.
L'acquistu di ExOne da Desktop Metal riunisce dui famosi produttori di sistemi BJT in metallo.In generale, a tecnulugia ùn hà ancu righjuntu u livellu chì parechji crede.L'imprese cuntinueghjanu à affruntà i prublemi cum'è a ripetibilità, l'affidabilità, è a capiscenu a causa radicali di i prublemi quandu si sviluppanu.Ancu cusì, se i prublemi sò risolti, ci hè sempre spaziu per a tecnulugia per ghjunghje à i mercati più grande.In lugliu 2021, 3DEO, un fornitore di servizii chì usa un sistema di stampa 3D proprietariu, hà dettu chì avia speditu un milionesimu à i clienti.
I sviluppatori di software è piattaforma cloud anu vistu una crescita significativa in l'industria di a fabricazione additiva.Questu hè soprattuttu veru per i sistemi di gestione di u rendiment (MES) chì traccianu a catena di valore AM.3D Systems accunsentì à acquistà Oqton in settembre 2021 per $ 180 milioni.Fundatu in 2017, Oqton furnisce soluzioni basate in nuvola per migliurà u flussu di travagliu è migliurà l'efficienza AM.Materialize hà acquistatu Link3D in nuvembre 2021 per $ 33,5 milioni.Cum'è Oqton, a piattaforma cloud di Link3D traccia u travagliu è simplifica u flussu di travagliu AM.
Una di l'ultime acquisizioni in 2021 hè l'acquisizione di Wohlers Associates da ASTM International.Inseme sò travagliendu per sfruttà a marca Wohlers per sustene l'adopzione più larga di AM in u mondu.Per mezu di u Centru di Eccellenza ASTM AM, Wohlers Associates continuarà à pruduce rapporti Wohlers è altre publicazioni, è ancu furnisce servizii di cunsigliu, analisi di mercatu è furmazione.
L'industria di a fabricazione additiva hè maturata è parechje industrii utilizanu a tecnulugia per una larga gamma di applicazioni.Ma a stampa 3D ùn rimpiazzà micca a maiò parte di l'altri forme di fabricazione.Invece, hè utilizatu per creà novi tipi di prudutti è mudelli di cummerciale.L'urganisazioni utilizanu AM per riduce u pesu di e parti, riduce i tempi di consegna è i costi di l'uttene, è migliurà a persunalizazione è u rendiment di u produttu.L'industria di a fabricazione additiva hè prevista di cuntinuà a so traiettoria di crescita cù novi cumpagnie, prudutti, servizii, applicazioni è casi d'usu emergenti, spessu à una velocità vertiginosa.