Mae gweithgynhyrchu ychwanegion, a elwir hefyd yn argraffu 3D, wedi parhau i esblygu ers bron i 35 mlynedd ers ei ddefnyddio'n fasnachol.Mae'r diwydiannau awyrofod, modurol, amddiffyn, ynni, cludiant, meddygol, deintyddol a defnyddwyr yn defnyddio gweithgynhyrchu ychwanegion ar gyfer ystod eang o gymwysiadau.
Gyda mabwysiadu mor eang, mae'n amlwg nad yw gweithgynhyrchu ychwanegion yn ateb un ateb i bawb.Yn ôl safon derminoleg ISO/ASTM 52900, mae bron pob system gweithgynhyrchu ychwanegion masnachol yn perthyn i un o saith categori proses.Mae'r rhain yn cynnwys allwthio deunydd (MEX), ffotopolymerization bath (VPP), ymasiad gwely powdr (PBF), chwistrellu rhwymwr (BJT), chwistrellu deunydd (MJT), dyddodiad ynni cyfeiriedig (DED), a lamineiddiad dalennau (SHL).Yma maent yn cael eu didoli yn ôl poblogrwydd yn seiliedig ar werthu unedau.
Mae nifer cynyddol o weithwyr proffesiynol y diwydiant, gan gynnwys peirianwyr a rheolwyr, yn dysgu pryd y gall gweithgynhyrchu ychwanegion helpu i wella cynnyrch neu broses a phryd na all wneud hynny.Yn hanesyddol, mae mentrau mawr i weithredu gweithgynhyrchu ychwanegion wedi dod gan beirianwyr sydd â phrofiad o'r dechnoleg.Mae rheolwyr yn gweld mwy o enghreifftiau o sut y gall gweithgynhyrchu ychwanegion wella cynhyrchiant, lleihau amseroedd arwain a chreu cyfleoedd busnes newydd.Ni fydd AM yn disodli'r rhan fwyaf o fathau traddodiadol o weithgynhyrchu, ond bydd yn dod yn rhan o arsenal yr entrepreneur o ddatblygu cynnyrch a galluoedd gweithgynhyrchu.
Mae gan weithgynhyrchu ychwanegion ystod eang o gymwysiadau, o ficro-hylifau i adeiladu ar raddfa fawr.Mae manteision AC yn amrywio yn ôl diwydiant, cymhwysiad, a pherfformiad gofynnol.Rhaid i sefydliadau gael rhesymau da dros weithredu AM, waeth beth fo'r achos defnydd.Y rhai mwyaf cyffredin yw modelu cysyniadol, dilysu dyluniad, a gwirio addasrwydd ac ymarferoldeb.Mae mwy a mwy o gwmnïau'n ei ddefnyddio i greu offer a chymwysiadau ar gyfer cynhyrchu màs, gan gynnwys datblygu cynnyrch wedi'i deilwra.
Ar gyfer cymwysiadau awyrofod, mae pwysau yn ffactor mawr.Mae'n costio tua $10,000 i roi llwyth tâl 0.45kg i orbit y Ddaear, yn ôl Canolfan Hedfan Ofod Marshall NASA.Gall lleihau pwysau lloerennau arbed costau lansio.Mae'r ddelwedd atodedig yn dangos rhan AM metel Swissto12 sy'n cyfuno sawl tonguides yn un rhan.Gydag AC, mae'r pwysau'n cael ei leihau i lai na 0.08 kg.
Defnyddir gweithgynhyrchu ychwanegion trwy gydol y gadwyn werth yn y diwydiant ynni.I rai cwmnïau, yr achos busnes dros ddefnyddio AM yw ailadrodd prosiectau’n gyflym i greu’r cynnyrch gorau posibl yn yr amser byrraf.Yn y diwydiant olew a nwy, gall rhannau neu gynulliadau sydd wedi'u difrodi gostio miloedd o ddoleri neu fwy mewn cynhyrchiant coll yr awr.Gall defnyddio AM i adfer gweithrediadau fod yn arbennig o ddeniadol.
Mae gwneuthurwr mawr o systemau DED MX3D wedi rhyddhau offeryn atgyweirio pibellau prototeip.Gall piblinell sydd wedi'i difrodi gostio rhwng € 100,000 a € 1,000,000 ($ 113,157- $ 1,131,570) y dydd, yn ôl y cwmni.Mae'r gosodiad a ddangosir ar y dudalen nesaf yn defnyddio rhan CNC fel ffrâm ac yn defnyddio DED i weldio cylchedd y bibell.Mae AM yn darparu cyfraddau dyddodiad uchel heb fawr o wastraff, tra bod CNC yn darparu'r manwl gywirdeb gofynnol.
Yn 2021, gosodwyd casin dŵr printiedig 3D ar rig olew TotalEnergies ym Môr y Gogledd.Mae siacedi dŵr yn elfen hanfodol a ddefnyddir i reoli adferiad hydrocarbon mewn ffynhonnau sy'n cael eu hadeiladu.Yn yr achos hwn, manteision defnyddio gweithgynhyrchu ychwanegion yw lleihau amseroedd arwain a lleihau allyriadau 45% o gymharu â siacedi dŵr ffug traddodiadol.
Achos busnes arall ar gyfer gweithgynhyrchu ychwanegion yw lleihau offer drud.Mae Phone Scope wedi datblygu addaswyr cloddio ar gyfer dyfeisiau sy'n cysylltu camera eich ffôn â thelesgop neu ficrosgop.Mae ffonau newydd yn cael eu rhyddhau bob blwyddyn, gan ei gwneud yn ofynnol i gwmnïau ryddhau llinell newydd o addaswyr.Trwy ddefnyddio AM, gall cwmni arbed arian ar offer drud y mae angen eu disodli pan fydd ffonau newydd yn cael eu rhyddhau.
Fel gydag unrhyw broses neu dechnoleg, ni ddylid defnyddio gweithgynhyrchu ychwanegion gan ei fod yn cael ei ystyried yn newydd neu'n wahanol.Mae hyn er mwyn gwella datblygiad cynnyrch a/neu brosesau gweithgynhyrchu.Dylai ychwanegu gwerth.Mae enghreifftiau o achosion busnes eraill yn cynnwys cynhyrchion wedi'u teilwra ac addasu màs, ymarferoldeb cymhleth, rhannau integredig, llai o ddeunydd a phwysau, a pherfformiad gwell.
Er mwyn i AC wireddu ei botensial twf, mae angen mynd i'r afael â heriau.Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau gweithgynhyrchu, rhaid i'r broses fod yn ddibynadwy ac yn atgynhyrchadwy.Bydd y dulliau dilynol o awtomeiddio tynnu deunydd o rannau a chynhalwyr ac ôl-brosesu yn helpu.Mae awtomeiddio hefyd yn cynyddu cynhyrchiant ac yn lleihau'r gost fesul rhan.
Un o'r meysydd o ddiddordeb mwyaf yw awtomeiddio ôl-brosesu fel tynnu a gorffen powdr.Trwy awtomeiddio'r broses o gynhyrchu màs o geisiadau, gellir ailadrodd yr un dechnoleg filoedd o weithiau.Y broblem yw y gall dulliau awtomeiddio penodol amrywio yn ôl math o ran, maint, deunydd a phroses.Er enghraifft, mae ôl-brosesu coronau deintyddol awtomataidd yn wahanol iawn i brosesu rhannau injan roced, er y gellir gwneud y ddau o fetel.
Oherwydd bod rhannau wedi'u optimeiddio ar gyfer AM, mae nodweddion mwy datblygedig a sianeli mewnol yn aml yn cael eu hychwanegu.Ar gyfer PBF, y prif nod yw tynnu 100% o'r powdr.Mae Solukon yn cynhyrchu systemau tynnu powdr awtomatig.Mae'r cwmni wedi datblygu technoleg o'r enw Smart Powder Recovery (SRP) sy'n cylchdroi ac yn dirgrynu rhannau metel sy'n dal i fod ynghlwm wrth y plât adeiladu.Mae cylchdroi a dirgryniad yn cael eu rheoli gan fodel CAD y rhan.Trwy symud ac ysgwyd y rhannau yn union, mae'r powdr wedi'i ddal yn llifo bron fel hylif.Mae'r awtomeiddio hwn yn lleihau llafur llaw a gall wella dibynadwyedd ac atgynhyrchedd tynnu powdr.
Gall problemau a chyfyngiadau tynnu powdr â llaw gyfyngu ar ymarferoldeb defnyddio AM ar gyfer cynhyrchu màs, hyd yn oed mewn symiau bach.Gall systemau tynnu powdr metel Solukon weithredu mewn awyrgylch anadweithiol a chasglu powdr heb ei ddefnyddio i'w ailddefnyddio mewn peiriannau AM.Cynhaliodd Solukon arolwg cwsmeriaid a chyhoeddodd astudiaeth ym mis Rhagfyr 2021 yn dangos mai'r ddau bryder mwyaf yw iechyd galwedigaethol ac atgynhyrchu.
Gall tynnu powdr â llaw o strwythurau resin PBF gymryd llawer o amser.Mae cwmnïau fel DyeMansion a PostProcess Technologies yn adeiladu systemau ôl-brosesu i dynnu powdr yn awtomatig.Gellir llwytho llawer o rannau gweithgynhyrchu ychwanegion i mewn i system sy'n gwrthdroi ac yn taflu'r cyfrwng i gael gwared â gormod o bowdr.Mae gan HP ei system ei hun y dywedir ei fod yn tynnu powdr o siambr adeiladu Jet Fusion 5200 mewn 20 munud.Mae'r system yn storio powdr heb ei doddi mewn cynhwysydd ar wahân i'w ailddefnyddio neu ei ailgylchu ar gyfer cymwysiadau eraill.
Gall cwmnïau elwa o awtomeiddio os gellir ei gymhwyso i'r rhan fwyaf o'r camau ôl-brosesu.Mae DyeMansion yn cynnig systemau ar gyfer tynnu powdr, paratoi arwynebau a phaentio.Mae system PowerFuse S yn llwytho'r rhannau, yn stemio'r rhannau llyfn ac yn eu dadlwytho.Mae'r cwmni'n darparu rac dur di-staen ar gyfer hongian rhannau, sy'n cael ei wneud â llaw.Gall system PowerFuse S gynhyrchu arwyneb tebyg i fowld chwistrellu.
Yr her fwyaf sy'n wynebu'r diwydiant yw deall y cyfleoedd gwirioneddol sydd gan awtomeiddio i'w cynnig.Os oes angen gwneud miliwn o rannau polymer, efallai mai prosesau castio neu fowldio traddodiadol yw'r ateb gorau, er bod hyn yn dibynnu ar y rhan.Mae AM ar gael yn aml ar gyfer y rhediad cynhyrchu cyntaf mewn cynhyrchu a phrofi offer.Trwy ôl-brosesu awtomataidd, gellir cynhyrchu miloedd o rannau yn ddibynadwy ac yn atgynhyrchadwy gan ddefnyddio AM, ond mae'n rhan-benodol ac efallai y bydd angen datrysiad wedi'i deilwra.
Nid oes gan AC ddim i'w wneud â diwydiant.Mae llawer o sefydliadau yn cyflwyno canlyniadau ymchwil a datblygu diddorol a all arwain at weithrediad priodol cynhyrchion a gwasanaethau.Yn y diwydiant awyrofod, mae Relativity Space yn cynhyrchu un o'r systemau gweithgynhyrchu ychwanegion metel mwyaf gan ddefnyddio technoleg DED perchnogol, y mae'r cwmni'n gobeithio y bydd yn cael ei ddefnyddio i gynhyrchu'r mwyafrif o'i rocedi.Gall ei roced Terran 1 gyflenwi llwyth tâl o 1,250 kg i orbit isel y Ddaear.Mae perthnasedd yn bwriadu lansio roced brawf yng nghanol 2022 ac mae eisoes yn cynllunio roced fwy y gellir ei hailddefnyddio o'r enw Terran R.
Mae rocedi Terran 1 ac R gan Relativity Space yn ffordd arloesol o ail-ddychmygu sut olwg fydd ar hediad gofod yn y dyfodol.Sbardunodd dylunio ac optimeiddio gweithgynhyrchu ychwanegion ddiddordeb yn y datblygiad hwn.Mae'r cwmni'n honni bod y dull hwn yn lleihau nifer y rhannau 100 gwaith o'i gymharu â rocedi traddodiadol.Mae'r cwmni hefyd yn honni y gall gynhyrchu rocedi o ddeunyddiau crai o fewn 60 diwrnod.Mae hon yn enghraifft wych o gyfuno llawer o rannau yn un a symleiddio'r gadwyn gyflenwi yn fawr.
Yn y diwydiant deintyddol, defnyddir gweithgynhyrchu ychwanegion i wneud coronau, pontydd, templedi drilio llawfeddygol, dannedd gosod rhannol ac alinwyr.Mae Alinio Technology a SmileDirectClub yn defnyddio argraffu 3D i gynhyrchu rhannau ar gyfer thermoformio alinwyr plastig clir.Mae Align Technology, gwneuthurwr cynhyrchion brand Invisalign, yn defnyddio llawer o'r systemau ffotopolymereiddio mewn baddonau Systemau 3D.Yn 2021, dywedodd y cwmni ei fod wedi trin dros 10 miliwn o gleifion ers iddo dderbyn cymeradwyaeth FDA ym 1998. Os yw triniaeth claf nodweddiadol yn cynnwys 10 aliniwr, sy'n amcangyfrif isel, mae'r cwmni wedi cynhyrchu 100 miliwn neu fwy o rannau AC.Mae rhannau FRP yn anodd eu hailgylchu oherwydd eu bod yn thermoset.Mae SmileDirectClub yn defnyddio system HP Multi Jet Fusion (MJF) i gynhyrchu rhannau thermoplastig y gellir eu hailgylchu ar gyfer cymwysiadau eraill.
Yn hanesyddol, nid yw VPP wedi gallu cynhyrchu rhannau tenau, tryloyw gyda phriodweddau cryfder i'w defnyddio fel offer orthodontig.Yn 2021, rhyddhaodd LuxCreo a Graphy ateb posibl.Ym mis Chwefror, mae gan Graphy gymeradwyaeth FDA ar gyfer argraffu 3D uniongyrchol o offer deintyddol.Os ydych chi'n eu hargraffu'n uniongyrchol, ystyrir bod y broses o'r dechrau i'r diwedd yn fyrrach, yn haws, ac o bosibl yn llai costus.
Datblygiad cynnar a gafodd lawer o sylw yn y cyfryngau oedd y defnydd o argraffu 3D ar gyfer ceisiadau adeiladu ar raddfa fawr megis tai.Yn aml mae waliau'r tŷ yn cael eu hargraffu trwy allwthio.Gwnaed pob rhan arall o'r tŷ gan ddefnyddio dulliau a deunyddiau traddodiadol, gan gynnwys lloriau, nenfydau, toeau, grisiau, drysau, ffenestri, offer, cypyrddau a countertops.Gall waliau printiedig 3D gynyddu cost gosod trydan, goleuadau, plymio, gwaith dwythell, ac fentiau ar gyfer gwresogi a thymheru.Mae gorffen y tu mewn a'r tu allan i wal goncrid yn fwy anodd na gyda dyluniad wal traddodiadol.Mae moderneiddio cartref gyda waliau printiedig 3D hefyd yn ystyriaeth bwysig.
Mae ymchwilwyr yn Labordy Cenedlaethol Oak Ridge yn astudio sut i storio ynni mewn waliau printiedig 3D.Trwy fewnosod pibellau yn y wal yn ystod y gwaith adeiladu, gall dŵr lifo trwyddo ar gyfer gwresogi ac oeri. Mae'r prosiect Ymchwil a Datblygu hwn yn ddiddorol ac yn arloesol, ond mae'n dal i fod mewn cyfnod cynnar o ddatblygiad. Mae'r prosiect Ymchwil a Datblygu hwn yn ddiddorol ac yn arloesol, ond mae'n dal i fod mewn cyfnod cynnar o ddatblygiad.Mae'r prosiect ymchwil hwn yn ddiddorol ac arloesol, ond mae'n dal i fod yn ei gamau datblygu cynnar.Mae'r prosiect ymchwil hwn yn ddiddorol ac yn arloesol, ond yn ei gamau datblygu cynnar o hyd.
Nid yw'r rhan fwyaf ohonom yn gyfarwydd eto ag economeg argraffu 3D rhannau adeiladu neu wrthrychau mawr eraill.Defnyddiwyd y dechnoleg i gynhyrchu rhai pontydd, adlenni, meinciau parc, ac elfennau addurnol ar gyfer adeiladau a'r amgylchedd awyr agored.Credir bod manteision gweithgynhyrchu ychwanegion ar raddfeydd bach (o ychydig gentimetrau i sawl metr) yn berthnasol i argraffu 3D ar raddfa fawr.Mae prif fanteision defnyddio gweithgynhyrchu ychwanegion yn cynnwys creu siapiau a nodweddion cymhleth, lleihau nifer y rhannau, lleihau deunydd a phwysau, a chynyddu cynhyrchiant.Os nad yw AM yn ychwanegu gwerth, dylid amau ​​ei ddefnyddioldeb.
Ym mis Hydref 2021, prynodd Stratasys y gyfran o 55% a oedd yn weddill yn Xaar 3D, is-gwmni i wneuthurwr argraffwyr inkjet diwydiannol Prydain Xaar.Mae technoleg PBF polymer Stratasys, a elwir yn Selective Absorbion Fusion, yn seiliedig ar bennau print inkjet Xaar.Mae peiriant Stratasys H350 yn cystadlu â system HP MJF.
Roedd prynu Desktop Metal yn drawiadol.Ym mis Chwefror 2021, prynodd y cwmni Envisiontec, gwneuthurwr hirhoedlog o systemau gweithgynhyrchu ychwanegion diwydiannol.Ym mis Mai 2021, prynodd y cwmni Adaptive3D, datblygwr polymerau VPP hyblyg.Ym mis Gorffennaf 2021, prynodd Desktop Metal Aerosint, datblygwr prosesau ail-orchuddio cotio powdr aml-ddeunydd.Daeth y caffaeliad mwyaf ym mis Awst pan brynodd Desktop Metal y cystadleuydd ExOne am $575 miliwn.
Mae caffael ExOne gan Desktop Metal yn dod â dau wneuthurwr enwog o systemau BJT metel ynghyd.Yn gyffredinol, nid yw'r dechnoleg wedi cyrraedd y lefel y mae llawer yn credu eto.Mae cwmnïau'n parhau i fynd i'r afael â materion fel ailadroddadwyedd, dibynadwyedd, a deall achos sylfaenol problemau wrth iddynt godi.Serch hynny, os caiff y problemau eu datrys, mae lle o hyd i'r dechnoleg gyrraedd marchnadoedd mwy.Ym mis Gorffennaf 2021, dywedodd 3DEO, darparwr gwasanaeth sy'n defnyddio system argraffu 3D perchnogol, ei fod wedi cludo un filiwn i gwsmeriaid.
Mae datblygwyr meddalwedd a llwyfannau cwmwl wedi gweld twf sylweddol yn y diwydiant gweithgynhyrchu ychwanegion.Mae hyn yn arbennig o wir ar gyfer systemau rheoli perfformiad (MES) sy'n olrhain y gadwyn gwerth AM.Cytunodd 3D Systems i gaffael Oqton ym mis Medi 2021 am $180 miliwn.Wedi'i sefydlu yn 2017, mae Oqton yn darparu atebion sy'n seiliedig ar gymylau i wella llif gwaith a gwella effeithlonrwydd AM.Caffaelodd Materialize Link3D ym mis Tachwedd 2021 am $33.5 miliwn.Fel Oqton, mae platfform cwmwl Link3D yn olrhain gwaith ac yn symleiddio llif gwaith AM.
Un o'r caffaeliadau diweddaraf yn 2021 yw caffaeliad ASTM International o Wohlers Associates.Gyda'i gilydd maent yn gweithio i drosoli brand Wohlers i gefnogi mabwysiadu AC yn ehangach ledled y byd.Trwy Ganolfan Ragoriaeth ASTM AM, bydd Wohlers Associates yn parhau i gynhyrchu adroddiadau Wohlers a chyhoeddiadau eraill, yn ogystal â darparu gwasanaethau cynghori, dadansoddi'r farchnad a hyfforddiant.
Mae'r diwydiant gweithgynhyrchu ychwanegion wedi aeddfedu ac mae llawer o ddiwydiannau'n defnyddio'r dechnoleg ar gyfer ystod eang o gymwysiadau.Ond ni fydd argraffu 3D yn disodli'r rhan fwyaf o fathau eraill o weithgynhyrchu.Yn lle hynny, fe'i defnyddir i greu mathau newydd o gynhyrchion a modelau busnes.Mae sefydliadau'n defnyddio AM i leihau pwysau rhannau, lleihau amseroedd arwain a chostau offer, a gwella personoli a pherfformiad cynnyrch.Disgwylir i'r diwydiant gweithgynhyrchu ychwanegion barhau â'i drywydd twf gyda chwmnïau, cynhyrchion, gwasanaethau, cymwysiadau ac achosion defnydd newydd yn dod i'r amlwg, yn aml ar gyflymder torri.