3D басып шығару деп те аталатын аддитивті өндіріс коммерциялық қолданылғаннан бері шамамен 35 жыл бойы дами берді.Аэроғарыш, автомобиль, қорғаныс, энергетика, көлік, медициналық, стоматологиялық және тұтынушылық салалар қосымшалардың кең ауқымы үшін қосымша өндірісті пайдаланады.
Осындай кең тараған кезде аддитивті өндіріс бір өлшемді шешім емес екені анық.ISO/ASTM 52900 терминология стандартына сәйкес, барлық дерлік коммерциялық қоспаларды өндіру жүйелері жеті технологиялық санаттың біріне жатады.Оларға материалды экструзия (MEX), ванна фотополимерлеуі (VPP), ұнтақ қабатын біріктіру (PBF), байланыстырғышты бүрку (BJT), материалды шашырату (MJT), бағытталған энергияны тұндыру (DED) және парақты ламинациялау (SHL).Мұнда олар бірлік сатылымдары негізінде танымалдылығы бойынша сұрыпталады.
Инженерлер мен менеджерлерді қоса алғанда, сала мамандарының көбеюі қосымша өндіріс өнімді немесе процесті жақсартуға көмектесетінін және ол мүмкін болмаған кезде үйренуде.Тарихи тұрғыдан алғанда, аддитивті өндірісті енгізу бойынша негізгі бастамалар технологиямен тәжірибелі инженерлерден шыққан.Басшылық аддитивті өндірістің өнімділікті арттыруға, жеткізу уақытын қысқартуға және жаңа бизнес мүмкіндіктерін құруға болатыны туралы көбірек мысалдарды көреді.АМ көптеген дәстүрлі өндіріс нысандарын алмастырмайды, бірақ кәсіпкердің өнімді әзірлеу және өндірістік мүмкіндіктері арсеналының бір бөлігіне айналады.
Қосымша өндіріс микрофлюидтерден бастап ауқымды құрылысқа дейін кең ауқымды қолданбаларға ие.AM артықшылықтары салаға, қолданбаға және талап етілетін өнімділікке байланысты өзгереді.Ұйымдарда қолдану жағдайына қарамастан, AM енгізу үшін дәлелді себептер болуы керек.Ең кең таралғандары концептуалды модельдеу, дизайнды тексеру және жарамдылық пен функционалдылықты тексеру.Көптеген компаниялар оны жаппай өндіріске, соның ішінде тапсырыстық өнімді әзірлеуге арналған құралдар мен қосымшаларды жасау үшін пайдаланады.
Аэроғарыштық қолданбалар үшін салмақ негізгі фактор болып табылады.NASA Маршалл ғарыштық ұшу орталығының мәліметі бойынша, 0,45 кг пайдалы жүкті Жер орбитасына шығару шамамен 10 000 доллар тұрады.Спутниктердің салмағын азайту ұшыру шығындарын үнемдеуге мүмкіндік береді.Қосылған суретте бірнеше толқын өткізгіштерді бір бөлікке біріктіретін Swissto12 металл AM бөлігі көрсетілген.AM көмегімен салмақ 0,08 кг-нан азаяды.
Аддитивті өндіріс энергетикалық өнеркәсіпте барлық құн тізбегі бойынша қолданылады.Кейбір компаниялар үшін AM пайдаланудың іскерлік жағдайы ең қысқа уақыт ішінде ең жақсы өнімді жасау үшін жобаларды жылдам қайталау болып табылады.Мұнай және газ өнеркәсібінде бұзылған бөлшектер немесе жинақтар сағатына жоғалған өнімділік үшін мыңдаған доллар немесе одан да көп шығындарға әкелуі мүмкін.Әрекеттерді қалпына келтіру үшін AM пайдалану әсіресе тартымды болуы мүмкін.
DED жүйелерінің MX3D ірі өндірушісі құбырларды жөндеу құралының прототипін шығарды.Компанияның мәліметінше, зақымдалған құбыр күніне 100 000 еуро мен 1 000 000 еуро (113 157-1 131 570 доллар) аралығында болуы мүмкін.Келесі бетте көрсетілген арматура жақтау ретінде CNC бөлігін пайдаланады және құбырдың шеңберін дәнекерлеу үшін DED пайдаланады.AM ең аз қалдықпен жоғары тұндыру жылдамдығын қамтамасыз етеді, ал CNC қажетті дәлдікті қамтамасыз етеді.
2021 жылы Солтүстік теңіздегі TotalEnergies мұнай бұрғылау қондырғысына 3D басып шығарылған су корпусы орнатылды.Су торлары салынып жатқан ұңғымаларда көмірсутектерді алуды бақылау үшін қолданылатын маңызды элемент болып табылады.Бұл жағдайда аддитивті өндірісті қолданудың артықшылығы дәстүрлі жалған суға арналған күртелермен салыстырғанда өндіріс уақытын қысқартады және шығарындыларды 45%-ға азайтады.
Қосымша өндірістің тағы бір іскерлік жағдайы қымбат құрал-саймандарды азайту болып табылады.Phone Scope телефоныңыздың камерасын телескопқа немесе микроскопқа қосатын құрылғыларға арналған дижископтық адаптерлерді әзірледі.Жыл сайын жаңа телефондар шығарылады, бұл компаниялардан адаптерлердің жаңа желісін шығаруды талап етеді.AM пайдалану арқылы компания жаңа телефондар шыққан кезде ауыстыруды қажет ететін қымбат құралдарға ақша үнемдей алады.
Кез келген процесс немесе технология сияқты, қосымша өндірісті қолдануға болмайды, өйткені ол жаңа немесе әртүрлі болып саналады.Бұл өнімді әзірлеуді және/немесе өндірістік процестерді жақсарту.Ол құндылықты қосуы керек.Басқа бизнес жағдайларының мысалдары реттелетін өнімдер мен жаппай теңшеу, күрделі функционалдылық, біріктірілген бөлшектер, аз материал мен салмақ және жақсартылған өнімділікті қамтиды.
AM өзінің өсу әлеуетін жүзеге асыру үшін қиындықтарды шешу қажет.Көптеген өндірістік қолданбалар үшін процесс сенімді және қайталанатын болуы керек.Бөлшектер мен тіректердің материалын алып тастауды және кейінгі өңдеуді автоматтандырудың келесі әдістері көмектеседі.Автоматтандыру сонымен қатар өнімділікті арттырады және бөлшек құнын төмендетеді.
Ең үлкен қызығушылық тудыратын салалардың бірі - ұнтақты кетіру және өңдеу сияқты өңдеуден кейінгі автоматтандыру.Қолданбаларды жаппай өндіру процесін автоматтандыру арқылы бір технологияны мыңдаған рет қайталауға болады.Мәселе мынада, нақты автоматтандыру әдістері бөлік түріне, өлшеміне, материалына және процесіне байланысты өзгеруі мүмкін.Мысалы, автоматтандырылған стоматологиялық крондарды кейінгі өңдеу зымыран қозғалтқышының бөлшектерін өңдеуден айтарлықтай ерекшеленеді, бірақ екеуі де металдан жасалуы мүмкін.
Бөлшектер AM үшін оңтайландырылғандықтан, кеңейтілген мүмкіндіктер мен ішкі арналар жиі қосылады.ҚКҚ үшін негізгі мақсат ұнтақты 100% жою болып табылады.Solukon ұнтақты автоматты түрде кетіру жүйелерін шығарады.Компания әлі күнге дейін конструкция тақтасына бекітілген металл бөлшектерді айналдыратын және дірілдететін Smart Powder Recovery (SRP) деп аталатын технологияны әзірледі.Айналу мен діріл бөліктің CAD үлгісімен басқарылады.Бөлшектерді дәл жылжыту және шайқау арқылы алынған ұнтақ сұйықтық сияқты дерлік ағады.Бұл автоматтандыру қол еңбегін азайтады және ұнтақты кетірудің сенімділігі мен қайталануын жақсарта алады.
Ұнтақты қолмен кетірудің проблемалары мен шектеулері AM-ны аз мөлшерде болса да жаппай өндіру үшін пайдаланудың өміршеңдігін шектей алады.Solukon металл ұнтағын кетіру жүйелері инертті атмосферада жұмыс істей алады және пайдаланылмаған ұнтақты AM машиналарында қайта пайдалану үшін жинай алады.Солукон тұтынушылар арасында сауалнама жүргізіп, 2021 жылдың желтоқсанында зерттеу жариялады, онда ең үлкен екі мәселе - кәсіби денсаулық және қайталану мүмкіндігі.
ҚКЖ шайыр құрылымдарынан ұнтақты қолмен алып тастау көп уақытты қажет етеді.DyeMansion және PostProcess Technologies сияқты компаниялар ұнтақты автоматты түрде кетіру үшін кейінгі өңдеу жүйелерін құруда.Көптеген қоспаларды өндіру бөлшектерін артық ұнтақты кетіру үшін ортаны төңкеретін және шығаратын жүйеге жүктеуге болады.HP компаниясының Jet Fusion 5200 құрастыру камерасынан 20 минут ішінде ұнтақты кетіретін өз жүйесі бар.Жүйе ерімеген ұнтақты басқа қолданбалар үшін қайта пайдалану немесе қайта өңдеу үшін бөлек контейнерде сақтайды.
Автоматтандыруды өңдеуден кейінгі қадамдардың көпшілігінде қолдануға болатын болса, компаниялар пайда көре алады.DyeMansion ұнтақты кетіруге, бетті дайындауға және бояуға арналған жүйелерді ұсынады.PowerFuse S жүйесі бөлшектерді жүктейді, тегіс бөлшектерді булайды және оларды түсіреді.Компания бөлшектерді ілу үшін тот баспайтын болаттан жасалған сөрені ұсынады, ол қолмен жасалады.PowerFuse S жүйесі инъекциялық қалыпқа ұқсас бетті жасай алады.
Өнеркәсіптің алдында тұрған ең үлкен мәселе - автоматтандыру ұсынатын нақты мүмкіндіктерді түсіну.Егер миллиондаған полимер бөлшектерін жасау қажет болса, дәстүрлі құю немесе қалыптау процестері ең жақсы шешім болуы мүмкін, бірақ бұл бөлікке байланысты.AM көбінесе құралды өндіруде және сынауда алғашқы өндіріске қол жетімді.Автоматтандырылған кейінгі өңдеу арқылы мыңдаған бөлшектерді AM көмегімен сенімді және қайталанатын етіп жасауға болады, бірақ ол бір бөлікке тән және реттелетін шешімді қажет етуі мүмкін.
AM өнеркәсіпке ешқандай қатысы жоқ.Көптеген ұйымдар өнімдер мен қызметтердің дұрыс жұмыс істеуіне әкелетін қызықты зерттеулер мен әзірлемелердің нәтижелерін ұсынады.Аэроғарыш өнеркәсібінде Relativity Space компаниясы меншікті DED технологиясын қолдана отырып, металл қоспаларын өндірудің ең ірі жүйелерінің бірін шығарады, бұл компания зымырандарының көпшілігін жасау үшін пайдаланылады деп үміттенеді.Оның Terran 1 зымыраны 1250 кг пайдалы жүкті Жердің төменгі орбитасына жеткізе алады.Салыстырмалылық 2022 жылдың ортасында сынақ зымыранын ұшыруды жоспарлап отыр және қазірдің өзінде Terran R деп аталатын үлкенірек, қайта пайдалануға болатын зымыранды жоспарлап отыр.
Салыстырмалылық кеңістігінің Terran 1 және R зымырандары болашақ ғарышқа ұшудың қандай болуы мүмкін екенін қайта елестетудің инновациялық тәсілі болып табылады.Қосымша өндірісті жобалау және оңтайландыру осы дамуға қызығушылық тудырды.Компания бұл әдіс дәстүрлі зымырандармен салыстырғанда бөлшектердің санын 100 есе азайтады деп мәлімдейді.Компания сонымен қатар 60 күн ішінде шикізаттан зымыран шығара алатынын мәлімдейді.Бұл көптеген бөліктерді бір бөлікке біріктірудің және жеткізу тізбегін айтарлықтай жеңілдетудің тамаша мысалы.
Стоматология өнеркәсібінде аддитивті өндіріс тәждерді, көпірлерді, хирургиялық бұрғылау шаблондарын, ішінара протездерді және тегістеуіштерді жасау үшін қолданылады.Align Technology және SmileDirectClub мөлдір пластиктен түзеткіштерді термоформалауға арналған бөлшектерді шығару үшін 3D басып шығаруды пайдаланады.Invisalign брендтік өнімдерін өндіруші Align Technology компаниясы 3D Systems ванналарында көптеген фотополимерлеу жүйелерін пайдаланады.2021 жылы компания 1998 жылы FDA мақұлдауын алғаннан бері 10 миллионнан астам науқасты емдегенін айтты. Егер әдеттегі емделушіні емдеу 10 туралауыштан тұрса, бұл төмен баға болса, компания 100 миллион немесе одан да көп AM бөлшектерін шығарды.FRP бөлшектерін қайта өңдеу қиын, себебі олар термостат.SmileDirectClub басқа қолданбалар үшін қайта өңдеуге болатын термопластикалық бөлшектерді шығару үшін HP Multi Jet Fusion (MJF) жүйесін пайдаланады.
Тарихи түрде VPP ортодонтиялық құрылғылар ретінде пайдалану үшін беріктік қасиеттері бар жұқа, мөлдір бөлшектерді шығара алмады.2021 жылы LuxCreo және Graphy ықтимал шешімді шығарды.Ақпан айындағы жағдай бойынша Graphy стоматологиялық құрылғыларды тікелей 3D басып шығару үшін FDA мақұлдауына ие болды.Оларды тікелей басып шығарсаңыз, ақырғы процесс қысқарақ, оңайырақ және ықтимал аз шығынды болып саналады.
Бұқаралық ақпарат құралдарының көп көңіл бөлген ерте дамуы тұрғын үй сияқты ауқымды құрылыс қосымшалары үшін 3D басып шығаруды пайдалану болды.Жиі үйдің қабырғалары экструзия арқылы басылады.Үйдің барлық басқа бөліктері дәстүрлі әдістер мен материалдарды, соның ішінде едендерді, төбелерді, шатырларды, баспалдақтарды, есіктерді, терезелерді, тұрмыстық техниканы, шкафтарды және үстелшелерді пайдалана отырып жасалған.3D басып шығарылған қабырғалар электр қуатын, жарықтандыруды, сантехниканы, құбырларды және жылыту мен ауаны баптау үшін желдеткіштерді орнату құнын арттырады.Бетон қабырғасының ішкі және сыртқы әрлеуі дәстүрлі қабырға дизайнымен салыстырғанда қиынырақ.3D басып шығарылған қабырғалары бар үйді модернизациялау да маңызды мәселе болып табылады.
Oak Ridge ұлттық зертханасының зерттеушілері 3D басып шығарылған қабырғаларда энергияны қалай сақтау керектігін зерттеп жатыр.Құрылыс кезінде қабырғаға құбырларды салу арқылы су оны жылыту және салқындату үшін ағып кетуі мүмкін. Бұл ҒЗТКЖ жобасы қызықты және инновациялық, бірақ ол әлі дамудың бастапқы кезеңінде. Бұл ҒЗТКЖ жобасы қызықты және инновациялық, бірақ ол әлі дамудың бастапқы кезеңінде.Бұл ғылыми жоба қызықты және жаңашыл, бірақ ол әлі де дамудың бастапқы кезеңінде.Бұл ғылыми жоба қызықты және жаңашыл, бірақ әлі де дамудың бастапқы кезеңінде.
Біздің көпшілігіміз 3D басып шығару құрылыс бөліктерінің немесе басқа үлкен нысандардың экономикасымен әлі таныс емеспіз.Технология кейбір көпірлерді, тенттерді, саябақ орындықтарын және ғимараттар мен сыртқы орта үшін сәндік элементтерді өндіру үшін пайдаланылды.Кішігірім масштабта (бірнеше сантиметрден бірнеше метрге дейін) аддитивті өндірістің артықшылықтары кең ауқымды 3D басып шығаруға қатысты деп саналады.Қосымша өндірісті қолданудың негізгі артықшылықтары күрделі пішіндер мен мүмкіндіктерді жасауды, бөлшектердің санын азайтуды, материалды және салмақты азайтуды және өнімділікті арттыруды қамтиды.Егер AM құндылық қоспаса, оның пайдалылығына күмәндану керек.
2021 жылдың қазан айында Stratasys британдық өнеркәсіптік сиялы принтер өндірушісі Xaar компаниясының еншілес кәсіпорны Xaar 3D компаниясының қалған 55% үлесін сатып алды.Stratasys компаниясының Selective Absorbion Fusion деп аталатын полимерлі PBF технологиясы Xaar сиялы басып шығару механизмдеріне негізделген.Stratasys H350 құрылғысы HP MJF жүйесімен бәсекелеседі.
Desktop Metal сатып алу өте әсерлі болды.2021 жылдың ақпан айында компания өнеркәсіптік қоспаларды өндіру жүйелерін ұзақ уақыт бойы өндіруші Envisiontec компаниясын сатып алды.2021 жылдың мамыр айында компания икемді VPP полимерлерін жасаушы Adaptive3D-ті сатып алды.2021 жылдың шілдесінде Desktop Metal көп материалды ұнтақты жабынды қайта жабу процестерін әзірлеуші ​​Aerosint компаниясын сатып алды.Ең үлкен сатып алу тамыз айында Desktop Metal бәсекелес ExOne 575 миллион долларға сатып алған кезде болды.
Desktop Metal компаниясының ExOne сатып алуы металл BJT жүйелерінің екі атақты өндірушілерін біріктіреді.Жалпы, технология әлі көпшілік сенетін деңгейге жеткен жоқ.Компаниялар қайталану, сенімділік және туындаған проблемалардың түпкі себебін түсіну сияқты мәселелерді шешуді жалғастыруда.Осыған қарамастан, егер проблемалар шешілсе, технологияның үлкен нарықтарға шығуы үшін әлі де орын бар.2021 жылдың шілдесінде меншікті 3D басып шығару жүйесін пайдаланатын қызмет провайдері 3DEO миллионнан бірін тұтынушыларға жөнелткенін айтты.
Бағдарламалық жасақтама мен бұлттық платформаны әзірлеушілер аддитивтер өндірісінде айтарлықтай өсуді байқады.Бұл әсіресе AM құн тізбегін бақылайтын өнімділікті басқару жүйелеріне (MES) қатысты.3D Systems Oqton-ды 2021 жылдың қыркүйегінде 180 миллион долларға сатып алуға келісті.2017 жылы негізі қаланған Oqton жұмыс процесін жақсарту және AM тиімділігін арттыру үшін бұлтқа негізделген шешімдерді ұсынады.Materialize Link3D-ті 2021 жылдың қарашасында 33,5 миллион долларға сатып алды.Oqton сияқты, Link3D бұлттық платформасы жұмысты бақылайды және AM жұмыс процесін жеңілдетеді.
2021 жылғы соңғы сатып алулардың бірі - ASTM International компаниясының Wohlers Associates компаниясын сатып алуы.Олар бірге Wohlers брендін бүкіл әлемде AM кеңірек қабылдауға қолдау көрсету үшін жұмыс істейді.ASTM AM шеберлік орталығы арқылы Wohlers Associates Wohlers есептерін және басқа жарияланымдарды шығаруды жалғастырады, сонымен қатар кеңес беру қызметтерін, нарықты талдау және оқытуды қамтамасыз етеді.
Қоспаларды өндіру өнеркәсібі жетілді және көптеген салалар технологияны қолданудың кең ауқымы үшін пайдалануда.Бірақ 3D басып шығару өндірістің көптеген басқа түрлерін алмастырмайды.Оның орнына ол өнімдердің жаңа түрлерін және бизнес үлгілерін жасау үшін қолданылады.Ұйымдар бөлшектердің салмағын азайту, жеткізу уақытын және құрал шығындарын азайту және өнімді жекелендіру мен өнімділікті жақсарту үшін AM пайдаланады.Қоспаларды өндіру өнеркәсібі өзінің өсу траекториясын жаңа компаниялармен, өнімдермен, қызметтермен, қолданбалармен және жиі пайда болатын пайдалану жағдайларымен жалғастырады деп күтілуде.