Հավելումների արտադրությունը, որը նաև հայտնի է որպես 3D տպագրություն, շարունակել է զարգանալ մոտ 35 տարի՝ իր առևտրային օգտագործումից հետո:Ավիատիեզերական, ավտոմոբիլային, պաշտպանության, էներգետիկայի, տրանսպորտի, բժշկական, ատամնաբուժական և սպառողական արդյունաբերություններն օգտագործում են հավելանյութերի արտադրությունը կիրառությունների լայն շրջանակի համար:
Նման համատարած ընդունմամբ պարզ է, որ հավելումների արտադրությունը բոլորի համար հարմար լուծում չէ:Համաձայն ISO/ASTM 52900 տերմինաբանական ստանդարտի՝ գրեթե բոլոր կոմերցիոն հավելումների արտադրության համակարգերը դասվում են գործընթացի յոթ կատեգորիաներից մեկին:Դրանք ներառում են նյութերի արտամղում (MEX), լոգանքի ֆոտոպոլիմերացում (VPP), փոշու մահճակալի միաձուլում (PBF), կապակցման ցողում (BJT), նյութի ցողում (MJT), ուղղորդված էներգիայի նստեցում (DED) և թերթերի շերտավորում (SHL):Այստեղ դրանք դասավորված են ըստ ժողովրդականության՝ հիմնված միավորի վաճառքի վրա:
Արդյունաբերության մասնագետների աճող թվով, ներառյալ ինժեներները և մենեջերները, սովորում են, թե երբ հավելումների արտադրությունը կարող է օգնել բարելավել արտադրանքը կամ գործընթացը, և երբ այն չի կարող:Պատմականորեն հավելումների արտադրություն իրականացնելու հիմնական նախաձեռնությունները գալիս են տեխնոլոգիայի հետ փորձառու ինժեներներից:Ղեկավարությունը տեսնում է ավելի շատ օրինակներ, թե ինչպես հավելումների արտադրությունը կարող է բարելավել արտադրողականությունը, նվազեցնել ժամկետները և ստեղծել նոր բիզնես հնարավորություններ:AM-ը չի փոխարինի արտադրության ավանդական ձևերին, այլ կդառնա ձեռներեցների արտադրանքի մշակման և արտադրական կարողությունների զինանոցի մի մասը:
Հավելանյութերի արտադրությունն ունի կիրառությունների լայն շրջանակ՝ միկրոհեղուկից մինչև լայնածավալ շինարարություն:AM-ի առավելությունները տարբերվում են՝ կախված ոլորտից, կիրառությունից և պահանջվող կատարողականությունից:Կազմակերպությունները պետք է հիմնավոր պատճառներ ունենան AM-ն իրականացնելու համար՝ անկախ օգտագործման դեպքից:Առավել տարածված են կոնցեպտուալ մոդելավորումը, դիզայնի ստուգումը և համապատասխանության ու ֆունկցիոնալության ստուգումը:Ավելի ու ավելի շատ ընկերություններ օգտագործում են այն զանգվածային արտադրության գործիքներ և հավելվածներ ստեղծելու համար, ներառյալ հատուկ արտադրանքի մշակումը:
Օդատիեզերական կիրառությունների համար քաշը կարևոր գործոն է:ՆԱՍԱ-ի Մարշալի տիեզերական թռիչքների կենտրոնի տվյալներով՝ Երկրի ուղեծիր 0,45 կգ բեռնատար բեռ դնելը արժե մոտ 10 հազար դոլար:Արբանյակների քաշի նվազեցումը կարող է խնայել արձակման ծախսերը:Կցված պատկերը ցույց է տալիս Swissto12 մետաղական AM մաս, որը միավորում է մի քանի ալիքատարներ մեկ մասի մեջ:AM-ի դեպքում քաշը կրճատվում է մինչև 0,08 կգ-ից պակաս:
Էներգետիկ արդյունաբերության ողջ արժեքային շղթայում օգտագործվում է հավելումների արտադրություն:Որոշ ընկերությունների համար AM-ի օգտագործման բիզնես գործը նախագծերի արագ կրկնումն է՝ ամենակարճ ժամանակում հնարավոր լավագույն արտադրանքը ստեղծելու համար:Նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ վնասված մասերը կամ հավաքները կարող են արժենալ հազարավոր դոլարներ կամ ավելին մեկ ժամվա ընթացքում կորցրած արտադրողականության պատճառով:Գործողությունները վերականգնելու համար AM-ի օգտագործումը կարող է հատկապես գրավիչ լինել:
DED համակարգերի MX3D խոշոր արտադրողը թողարկել է խողովակների վերանորոգման նախատիպ գործիք:Վնասված խողովակաշարը կարող է արժենալ օրական 100,000 եվրոյից մինչև 1,000,000 եվրո (113,157-1,131,570 դոլար), ըստ ընկերության:Հաջորդ էջում ցուցադրված սարքը օգտագործում է CNC մաս որպես շրջանակ և օգտագործում է DED խողովակի շրջագիծը զոդելու համար:AM-ն ապահովում է նստեցման բարձր տեմպեր՝ նվազագույն թափոններով, մինչդեռ CNC-ն ապահովում է պահանջվող ճշգրտությունը:
2021 թվականին Հյուսիսային ծովում TotalEnergies նավթային հարթակում տեղադրվել է 3D տպագրված ջրի պատյան։Ջրային բաճկոնները կարևոր տարր են, որն օգտագործվում է կառուցվող հորերում ածխաջրածինների վերականգնումը վերահսկելու համար:Այս դեպքում հավելումների արտադրության օգուտները կրճատվում են սպասարկման ժամանակի և արտանետումների կրճատմամբ 45%-ով` համեմատած ավանդական դարբնոցային ջրի բաճկոնների հետ:
Հավելանյութերի արտադրության մեկ այլ բիզնես դեպք է թանկարժեք գործիքների կրճատումը:Phone Scope-ը մշակել է digiscoping adapters սարքերի համար, որոնք միացնում են ձեր հեռախոսի տեսախցիկը աստղադիտակին կամ մանրադիտակին:Ամեն տարի թողարկվում են նոր հեռախոսներ, որոնք ընկերություններից պահանջում են թողարկել ադապտերների նոր շարք:Օգտվելով AM-ից՝ ընկերությունը կարող է գումար խնայել թանկարժեք գործիքների վրա, որոնք պետք է փոխարինվեն նոր հեռախոսների թողարկման ժամանակ:
Ինչպես ցանկացած գործընթացի կամ տեխնոլոգիայի դեպքում, հավելումների արտադրությունը չպետք է օգտագործվի, քանի որ այն համարվում է նոր կամ տարբեր:Սա արտադրանքի մշակման և/կամ արտադրական գործընթացների բարելավման համար է:Այն պետք է ավելացնի արժեք:Բիզնեսի այլ դեպքերի օրինակները ներառում են հատուկ արտադրանքներ և զանգվածային հարմարեցում, բարդ ֆունկցիոնալություն, ինտեգրված մասեր, ավելի քիչ նյութ և քաշ և բարելավված կատարողականություն:
Որպեսզի AM-ն իրագործի իր աճի ներուժը, անհրաժեշտ է լուծել մարտահրավերները:Արտադրական ծրագրերի մեծ մասի համար գործընթացը պետք է լինի հուսալի և վերարտադրելի:Կօգնեն մասերի և հենարանների նյութի հեռացման ավտոմատացման և հետմշակման հետագա մեթոդները:Ավտոմատացումը նաև մեծացնում է արտադրողականությունը և նվազեցնում մեկ մասի արժեքը:
Ամենամեծ հետաքրքրություն ներկայացնող ոլորտներից մեկը հետմշակման ավտոմատացումն է, ինչպիսիք են փոշու հեռացումը և հարդարումը:Ավտոմատացնելով հավելվածների զանգվածային արտադրության գործընթացը՝ նույն տեխնոլոգիան կարող է կրկնվել հազարավոր անգամներ։Խնդիրն այն է, որ ավտոմատացման հատուկ մեթոդները կարող են տարբեր լինել՝ կախված մասի տեսակից, չափից, նյութից և գործընթացից:Օրինակ, ավտոմատացված ատամնաբուժական պսակների հետմշակումը խիստ տարբերվում է հրթիռային շարժիչի մասերի մշակումից, թեև երկուսն էլ կարող են մետաղից լինել:
Քանի որ մասերը օպտիմիզացված են AM-ի համար, հաճախ ավելացվում են ավելի առաջադեմ գործառույթներ և ներքին ալիքներ:PBF-ի համար հիմնական նպատակը փոշու 100%-ով հեռացնելն է:Solukon-ն արտադրում է փոշու հեռացման ավտոմատ համակարգեր:Ընկերությունը մշակել է Smart Powder Recovery (SRP) կոչվող տեխնոլոգիա, որը պտտում և թրթռում է մետաղական մասերը, որոնք դեռ ամրացված են շինարարական ափսեին:Պտույտը և թրթռումը վերահսկվում են մասի CAD մոդելով:Ճշգրիտ շարժելով և թափահարելով մասերը՝ գրավված փոշին հոսում է գրեթե հեղուկի նման։Այս ավտոմատացումը նվազեցնում է ձեռքի աշխատանքը և կարող է բարելավել փոշու հեռացման հուսալիությունն ու վերարտադրելիությունը:
Փոշի ձեռքով հեռացման խնդիրներն ու սահմանափակումները կարող են սահմանափակել զանգվածային արտադրության համար AM-ի օգտագործման կենսունակությունը, նույնիսկ փոքր քանակությամբ:Solukon մետաղի փոշու հեռացման համակարգերը կարող են գործել իներտ մթնոլորտում և հավաքել չօգտագործված փոշի՝ AM մեքենաներում նորից օգտագործելու համար:Solukon-ն իրականացրել է հաճախորդների հարցում և հրապարակել է ուսումնասիրություն 2021 թվականի դեկտեմբերին, որը ցույց է տալիս, որ երկու ամենամեծ մտահոգությունները մասնագիտական ​​առողջությունն ու վերարտադրելիությունն են:
Փոշու ձեռքով հեռացումը PBF խեժի կառուցվածքներից կարող է ժամանակատար լինել:Ընկերությունները, ինչպիսիք են DyeMansion-ը և PostProcess Technologies-ը, կառուցում են հետմշակման համակարգեր՝ փոշին ինքնաբերաբար հեռացնելու համար:Հավելանյութերի արտադրության շատ մասեր կարող են բեռնվել համակարգում, որը շրջում և դուրս է մղում միջավայրը՝ ավելորդ փոշին հեռացնելու համար:HP-ն ունի իր սեփական համակարգը, որն ասում են, որ փոշին հեռացնում է Jet Fusion 5200-ի կառուցման խցիկից 20 րոպեում:Համակարգը պահում է չհալված փոշին առանձին տարայի մեջ՝ վերաօգտագործման կամ այլ կիրառությունների համար վերամշակման համար:
Ընկերությունները կարող են օգտվել ավտոմատացումից, եթե այն կարող է կիրառվել հետմշակման քայլերի մեծ մասում:DyeMansion-ն առաջարկում է փոշի հեռացման, մակերեսի պատրաստման և ներկման համակարգեր:PowerFuse S համակարգը բեռնում է մասերը, գոլորշիացնում հարթ մասերը և բեռնաթափում:Ընկերությունը տրամադրում է չժանգոտվող պողպատից դարակ կախովի մասերի համար, որը կատարվում է ձեռքով։PowerFuse S համակարգը կարող է ստեղծել ներարկման կաղապարի նման մակերես:
Արդյունաբերության առջև ծառացած ամենամեծ մարտահրավերը հասկանալն է այն իրական հնարավորությունները, որոնք առաջարկում է ավտոմատացումը:Եթե ​​մեկ միլիոն պոլիմերային մասեր պետք է պատրաստվեն, ավանդական ձուլման կամ ձուլման գործընթացները կարող են լավագույն լուծումը լինել, թեև դա կախված է մասից:AM-ը հաճախ հասանելի է գործիքների արտադրության և փորձարկման առաջին արտադրության համար:Ավտոմատացված հետմշակման միջոցով հազարավոր դետալներ կարող են արժանահավատորեն և վերարտադրելիորեն արտադրվել AM-ի միջոցով, բայց դա մասնակի է և կարող է պահանջել հատուկ լուծում:
AM-ը կապ չունի արդյունաբերության հետ.Շատ կազմակերպություններ ներկայացնում են հետազոտության և զարգացման հետաքրքիր արդյունքներ, որոնք կարող են հանգեցնել ապրանքների և ծառայությունների պատշաճ գործունեությանը:Ավիատիեզերական արդյունաբերության մեջ Relativity Space-ը արտադրում է մետաղական հավելումների արտադրության ամենամեծ համակարգերից մեկը՝ օգտագործելով հատուկ DED տեխնոլոգիա, որը ընկերությունը հուսով է, որ կօգտագործվի իր հրթիռների մեծ մասի արտադրության համար:Նրա Terran 1 հրթիռը կարող է 1250 կգ ծանրաբեռնվածություն հասցնել Երկրի ցածր ուղեծիր:Հարաբերականությունը նախատեսում է փորձնական հրթիռ արձակել 2022 թվականի կեսերին և արդեն պլանավորում է ավելի մեծ, բազմակի օգտագործման հրթիռ, որը կոչվում է Terran R:
Relativity Space-ի Terran 1 և R հրթիռները նորարարական միջոց են պատկերացնելու ապագա տիեզերական թռիչքները:Դիզայնը և հավելումների արտադրության համար օպտիմալացումը հետաքրքրություն առաջացրեց այս զարգացման նկատմամբ:Ընկերությունը պնդում է, որ այս մեթոդը ավանդական հրթիռների համեմատ 100 անգամ նվազեցնում է մասերի քանակը։Ընկերությունը նաև պնդում է, որ կարող է 60 օրվա ընթացքում հումքից հրթիռներ արտադրել:Սա շատ մասեր մեկում միավորելու և մատակարարման շղթան մեծապես պարզեցնելու հիանալի օրինակ է:
Ատամնաբուժական արդյունաբերության մեջ հավելումների արտադրությունն օգտագործվում է պսակների, կամուրջների, վիրաբուժական հորատման կաղապարների, մասնակի ատամնաշարերի և հարթեցնող սարքերի պատրաստման համար:Align Technology-ը և SmileDirectClub-ը օգտագործում են 3D տպագրություն՝ թափանցիկ պլաստիկ հարթեցնող սարքերի ջերմաֆորմացման համար մասեր արտադրելու համար:Align Technology, Invisalign ապրանքանիշի արտադրանք արտադրող, օգտագործում է ֆոտոպոլիմերացման համակարգերից շատերը 3D Systems լոգարաններում:2021 թվականին ընկերությունն ասաց, որ բուժել է ավելի քան 10 միլիոն հիվանդի, քանի որ ստացել է FDA-ի հավանությունը 1998 թվականին: Եթե սովորական հիվանդի բուժումը բաղկացած է 10 համադրիչներից, ինչը ցածր գնահատական ​​է, ընկերությունը արտադրել է 100 միլիոն կամ ավելի AM մասեր:FRP մասերը դժվար է վերամշակել, քանի որ դրանք ջերմակայուն են:SmileDirectClub-ն օգտագործում է HP Multi Jet Fusion (MJF) համակարգը ջերմապլաստիկ մասեր արտադրելու համար, որոնք կարող են վերամշակվել այլ ծրագրերի համար:
Պատմականորեն VPP-ն չի կարողացել արտադրել բարակ, թափանցիկ մասեր, որոնք ունեն ամրության հատկություններ՝ որպես օրթոդոնտիկ սարքեր օգտագործելու համար:2021 թվականին LuxCreo-ն և Graphy-ն թողարկեցին հնարավոր լուծումը։Փետրվարի դրությամբ Graphy-ն ստացել է FDA-ի հավանությունը ատամնաբուժական սարքերի ուղղակի 3D տպագրության համար:Եթե ​​դրանք ուղղակիորեն տպում եք, վերջից մինչև վերջ գործընթացը համարվում է ավելի կարճ, հեշտ և պոտենցիալ ավելի քիչ ծախսատար:
Վաղ զարգացումը, որը արժանացավ ԶԼՄ-ների մեծ ուշադրությանը, 3D տպագրության օգտագործումն էր լայնածավալ շինարարական ծրագրերի համար, ինչպիսիք են բնակարանային շինարարությունը:Հաճախ տան պատերը տպագրվում են արտամղման միջոցով:Տան մյուս բոլոր մասերը կառուցվել են ավանդական մեթոդներով և նյութերով, այդ թվում՝ հատակներ, առաստաղներ, տանիքներ, աստիճաններ, դռներ, պատուհաններ, տեխնիկա, պահարաններ և սալիկներ:3D տպագրված պատերը կարող են մեծացնել էլեկտրաէներգիայի, լուսավորության, սանտեխնիկայի, խողովակաշարերի և ջեռուցման և օդորակման համար օդափոխիչների տեղադրման ծախսերը:Բետոնե պատի ներքին և արտաքին հարդարումը ավելի դժվար է, քան ավանդական պատի ձևավորումը:3D տպագրված պատերով տան արդիականացումը նույնպես կարևոր նկատառում է:
Oak Ridge National Laboratory-ի հետազոտողները ուսումնասիրում են, թե ինչպես պահպանել էներգիան 3D տպագրված պատերում:Շինարարության ընթացքում պատի մեջ խողովակներ մտցնելով, ջուրը կարող է հոսել դրա միջով ջեռուցման և հովացման համար: Այս R&D նախագիծը հետաքրքիր է և նորարարական, բայց այն դեռ զարգացման վաղ փուլում է: Այս R&D նախագիծը հետաքրքիր է և նորարարական, բայց այն դեռ զարգացման վաղ փուլում է:Հետազոտական ​​այս նախագիծը հետաքրքիր և նորարարական է, բայց դեռ գտնվում է զարգացման սկզբնական փուլում:Հետազոտական ​​այս նախագիծը հետաքրքիր և նորարարական է, բայց դեռևս զարգացման սկզբնական փուլում է:
Մեզանից շատերը դեռ ծանոթ չեն շենքի մասերի կամ այլ խոշոր օբյեկտների 3D տպագրության տնտեսությանը:Տեխնոլոգիան օգտագործվել է որոշ կամուրջներ, հովանոցներ, զբոսայգիների նստարաններ և դեկորատիվ տարրեր շենքերի և արտաքին միջավայրի համար:Ենթադրվում է, որ փոքր մասշտաբներով (մի քանի սանտիմետրից մինչև մի քանի մետր) հավելումների արտադրության առավելությունները վերաբերում են լայնածավալ 3D տպագրությանը:Հավելումների արտադրության օգտագործման հիմնական առավելությունները ներառում են բարդ ձևերի և առանձնահատկությունների ստեղծում, մասերի քանակի կրճատում, նյութի և քաշի կրճատում և արտադրողականության բարձրացում:Եթե ​​AM-ը արժեք չի ավելացնում, ապա դրա օգտակարությունը պետք է կասկածի տակ դրվի:
2021 թվականի հոկտեմբերին Stratasys-ը ձեռք բերեց Xaar 3D-ի բաժնետոմսերի մնացած 55%-ը, որը բրիտանական արդյունաբերական թանաքային տպիչներ արտադրող Xaar դուստր ձեռնարկություն է:Stratasys-ի պոլիմերային PBF տեխնոլոգիան, որը կոչվում է Selective Absorbion Fusion, հիմնված է Xaar inkjet տպիչի գլխիկների վրա:Stratasys H350 մեքենան մրցում է HP MJF համակարգի հետ։
Desktop Metal գնելը տպավորիչ էր:2021 թվականի փետրվարին ընկերությունը ձեռք բերեց Envisiontec-ը՝ արդյունաբերական հավելումների արտադրության համակարգերի երկարամյա արտադրողը:2021 թվականի մայիսին ընկերությունը ձեռք բերեց Adaptive3D-ը՝ ճկուն VPP պոլիմերների մշակող:2021թ.-ի հուլիսին Desktop Metal-ը ձեռք բերեց Aerosint-ը, որը բազմաֆունկցիոնալ փոշի ծածկույթի վերամշակման գործընթացների մշակողն է:Ամենամեծ ձեռքբերումը տեղի ունեցավ օգոստոսին, երբ Desktop Metal-ը գնեց մրցակից ExOne-ին 575 միլիոն դոլարով:
ExOne-ի ձեռքբերումը Desktop Metal-ի կողմից միավորում է մետաղական BJT համակարգերի երկու հայտնի արտադրողների:Ընդհանուր առմամբ, տեխնոլոգիան դեռ չի հասել այն մակարդակին, որին շատերը հավատում են։Ընկերությունները շարունակում են անդրադառնալ այնպիսի խնդիրների, ինչպիսիք են կրկնելիությունը, հուսալիությունը և խնդիրների բուն պատճառը հասկանալը, երբ դրանք առաջանում են:Չնայած դրան, եթե խնդիրները լուծվեն, դեռ տեղ կա տեխնոլոգիայի համար ավելի մեծ շուկաներ հասնելու համար:2021 թվականի հուլիսին 3DEO-ն՝ ծառայություններ մատուցող, որն օգտագործում է սեփական 3D տպագրության համակարգ, ասաց, որ առաքել է մեկ միլիոներորդը հաճախորդներին:
Ծրագրային ապահովման և ամպային հարթակի մշակողները զգալի աճ են գրանցել հավելումների արտադրության ոլորտում:Սա հատկապես ճիշտ է արդյունավետության կառավարման համակարգերի (MES) համար, որոնք հետևում են AM արժեքային շղթային:3D Systems-ը համաձայնել է ձեռք բերել Oqton-ը 2021 թվականի սեպտեմբերին 180 միլիոն դոլարով։2017 թվականին հիմնադրված Oqton-ը տրամադրում է ամպի վրա հիմնված լուծումներ՝ բարելավելու աշխատանքային հոսքը և բարելավելու AM արդյունավետությունը:Materialize-ը ձեռք է բերել Link3D-ը 2021 թվականի նոյեմբերին 33,5 միլիոն դոլարով:Ինչպես Oqton-ը, այնպես էլ Link3D-ի ամպային հարթակը հետևում է աշխատանքին և հեշտացնում է AM աշխատանքային հոսքը:
2021 թվականի վերջին ձեռքբերումներից մեկը ASTM International-ի կողմից Wohlers Associates-ի ձեռքբերումն է:Նրանք միասին աշխատում են օգտագործել Wohlers ապրանքանիշը՝ աջակցելու AM-ի ավելի լայն ընդունմանը ամբողջ աշխարհում:ASTM AM Գերազանցության Կենտրոնի միջոցով Wohlers Associates-ը կշարունակի պատրաստել Wohlers-ի հաշվետվություններ և այլ հրապարակումներ, ինչպես նաև տրամադրել խորհրդատվական ծառայություններ, շուկայի վերլուծություն և ուսուցում:
Հավելանյութերի արտադրության արդյունաբերությունը հասունացել է, և շատ արդյունաբերություններ օգտագործում են տեխնոլոգիան կիրառությունների լայն շրջանակի համար:Սակայն 3D տպագրությունը չի փոխարինի արտադրության այլ ձևերին:Փոխարենը, այն օգտագործվում է նոր տեսակի ապրանքների և բիզնես մոդելների ստեղծման համար:Կազմակերպություններն օգտագործում են AM՝ մասերի քաշը նվազեցնելու, սպասարկման ժամկետները և գործիքների ծախսերը նվազեցնելու և արտադրանքի անհատականացումն ու կատարումը բարելավելու համար:Ակնկալվում է, որ հավելումների արտադրության արդյունաբերությունը կշարունակի իր աճի հետագիծը նոր ընկերությունների, ապրանքների, ծառայությունների, հավելվածների և օգտագործման դեպքերի ի հայտ գալով, հաճախ ահռելի արագությամբ: