Нэмэлт үйлдвэрлэл буюу 3D хэвлэлт нь арилжааны зориулалтаар ашиглагдаж эхэлснээс хойш бараг 35 жилийн турш хөгжиж ирсэн.Сансар судлал, автомашин, батлан ​​хамгаалах, эрчим хүч, тээвэр, анагаах ухаан, шүдний эмчилгээ, хэрэглээний салбарууд нэмэлт үйлдвэрлэлийг өргөн хүрээний хэрэглээнд ашигладаг.
Ийм өргөн тархсанаар нэмэлт үйлдвэрлэл нь нэг удаагийн шийдэл биш гэдэг нь ойлгомжтой.ISO/ASTM 52900 нэр томъёоны стандартын дагуу бараг бүх арилжааны нэмэлт үйлдвэрлэлийн системүүд нь процессын долоон ангиллын аль нэгэнд багтдаг.Үүнд: материалын шахалт (MEX), ванны фотополимержилт (VPP), нунтаг давхарга хайлуулах (PBF), биндэр цацах (BJT), материалаар цацах (MJT), чиглэгдсэн эрчим хүчний хуримтлал (DED), хуудас ламинат (SHL).Энд тэдгээрийг нэгжийн борлуулалт дээр үндэслэн алдар нэрээр нь ангилдаг.
Нэмэлт үйлдвэрлэл нь бүтээгдэхүүн, үйл явцыг сайжруулахад тусалж, чадахгүй үед нь инженер, менежерүүд зэрэг салбарын мэргэжилтнүүдийн тоо нэмэгдэж байна.Түүхээс харахад нэмэлт үйлдвэрлэлийг хэрэгжүүлэх томоохон санаачлагууд нь технологийн туршлагатай инженерүүдээс гарч ирсэн.Удирдлага нь нэмэлт үйлдвэрлэл нь бүтээмжийг хэрхэн дээшлүүлж, нийлүүлэх хугацааг багасгаж, бизнесийн шинэ боломжийг бий болгож болох олон жишээг олж хардаг.AM нь ихэнх уламжлалт үйлдвэрлэлийн хэлбэрийг орлохгүй, харин бизнес эрхлэгчдийн бүтээгдэхүүн боловсруулах, үйлдвэрлэх чадавхийн арсеналын нэг хэсэг болно.
Нэмэлт үйлдвэрлэл нь бичил шингэнээс эхлээд том хэмжээний барилгын ажил хүртэл өргөн хүрээний хэрэглээтэй.AM-ийн ашиг тус нь салбар, хэрэглээ, шаардлагатай гүйцэтгэлээс хамаарч өөр өөр байдаг.Ашиглалтын тохиолдлоос үл хамааран байгууллагууд AM-ийг хэрэгжүүлэх сайн шалтгаантай байх ёстой.Хамгийн түгээмэл нь концепцийн загварчлал, дизайны баталгаажуулалт, тохирох байдал, үйл ажиллагааны баталгаажуулалт юм.Илүү олон компаниуд үүнийг масс үйлдвэрлэл, тэр дундаа захиалгат бүтээгдэхүүн боловсруулахад зориулсан хэрэгсэл, хэрэглээг бий болгоход ашиглаж байна.
Сансрын хэрэглээний хувьд жин нь гол хүчин зүйл юм.НАСА-гийн Маршаллын сансрын нислэгийн төвийн мэдээлснээр 0.45 кг жинтэй ачааг дэлхийн тойрог замд оруулахад ойролцоогоор 10,000 доллар шаардлагатай.Хиймэл дагуулын жинг бууруулснаар хөөргөх зардлыг хэмнэх боломжтой.Хавсаргасан зураг нь хэд хэдэн долгионы хөтлүүрийг нэг хэсэг болгон нэгтгэсэн Swissto12 металл AM хэсгийг харуулж байна.AM-ийн тусламжтайгаар жин нь 0.08 кг-аас бага болж буурдаг.
Нэмэлт үйлдвэрлэлийг эрчим хүчний салбарт нэмүү өртгийн сүлжээнд ашигладаг.Зарим компаниудын хувьд AM ашиглах бизнесийн нөхцөл бол хамгийн богино хугацаанд хамгийн сайн бүтээгдэхүүнийг бий болгох төслүүдийг хурдан давтах явдал юм.Газрын тос, байгалийн хийн салбарт эвдэрсэн эд анги, угсралт нь цагт хэдэн мянган доллар ба түүнээс дээш бүтээмж алддаг.Үйл ажиллагааг сэргээхийн тулд AM ашиглах нь ялангуяа сонирхол татахуйц байж болно.
DED системийн томоохон үйлдвэрлэгч MX3D хоолойн засварын эх загварыг гаргажээ.Гэмтсэн хоолой нь өдөрт 100,000-1,000,000 еврогийн (113,157-1,131,570 доллар) үнэтэй байдаг гэж тус компанийн мэдээлж байна.Дараагийн хуудсанд үзүүлсэн бэхэлгээ нь CNC хэсгийг хүрээ болгон ашигладаг бөгөөд хоолойн тойргийг гагнахын тулд DED ашигладаг.AM нь хог хаягдал багатай өндөр хуримтлалыг хангадаг бол CNC нь шаардлагатай нарийвчлалыг хангадаг.
2021 онд Хойд тэнгис дэх TotalEnergies газрын тосны цооног дээр 3D хэвлэсэн усны яндан суурилуулсан.Усан хүрэм нь баригдаж буй худгийн нүүрсустөрөгчийн нөхөн сэргэлтийг хянах чухал элемент юм.Энэ тохиолдолд нэмэлт үйлдвэрлэлийг ашиглахын давуу тал нь уламжлалт хуурамч усны хүрэмтэй харьцуулахад үйлдвэрлэх хугацааг багасгаж, ялгаруулалтыг 45% -иар бууруулдаг.
Нэмэлт үйлдвэрлэлийн өөр нэг бизнесийн тохиолдол бол үнэтэй багаж хэрэгслийг багасгах явдал юм.Phone Scope нь таны утасны камерыг телескоп эсвэл микроскоптой холбодог төхөөрөмжүүдэд зориулсан дижископ адаптеруудыг боловсруулсан.Жил бүр шинэ утаснууд гарч ирдэг тул компаниуд шинэ адаптеруудыг гаргахыг шаарддаг.AM-г ашигласнаар компани шинэ утас гарах үед солих шаардлагатай үнэтэй хэрэгсэлд мөнгө хэмнэж чадна.
Аливаа процесс, технологийн нэгэн адил нэмэлт үйлдвэрлэлийг шинэ эсвэл өөр гэж үздэг тул ашиглах ёсгүй.Энэ нь бүтээгдэхүүний хөгжүүлэлт ба/эсвэл үйлдвэрлэлийн үйл явцыг сайжруулах явдал юм.Энэ нь үнэ цэнийг нэмэх ёстой.Бизнесийн бусад тохиолдлуудын жишээнд захиалгат бүтээгдэхүүн, массын тохируулга, нарийн төвөгтэй ажиллагаа, нэгдсэн эд анги, бага материал, жин, сайжруулсан гүйцэтгэл орно.
AM өсөлтийн боломжоо хэрэгжүүлэхийн тулд сорилтуудыг шийдвэрлэх шаардлагатай.Ихэнх үйлдвэрлэлийн хэрэглээний хувьд процесс нь найдвартай, дахин давтагдах боломжтой байх ёстой.Эд анги, тулгуурын материалыг зайлуулах, дараах боловсруулалтыг автоматжуулах дараагийн аргууд нь туслах болно.Мөн автоматжуулалт нь бүтээмжийг нэмэгдүүлж, нэг хэсгийн өртгийг бууруулдаг.
Хамгийн их сонирхдог салбаруудын нэг бол нунтаг зайлуулах, өнгөлгөө хийх гэх мэт боловсруулалтын дараах автоматжуулалт юм.Хэрэглээний масс үйлдвэрлэх процессыг автоматжуулснаар ижил технологийг хэдэн мянган удаа давтаж болно.Асуудал нь автоматжуулалтын тодорхой аргууд нь эд ангиудын төрөл, хэмжээ, материал, процессоос хамаарч өөр өөр байж болно.Жишээлбэл, автомат шүдний титмийн дараах боловсруулалт нь пуужингийн хөдөлгүүрийн эд ангиудын боловсруулалтаас эрс ялгаатай боловч хоёуланг нь металлаар хийж болно.
Эд ангиудыг AM-д зориулж оновчтой болгосон тул илүү дэвшилтэт функцууд болон дотоод сувгуудыг ихэвчлэн нэмдэг.PBF-ийн хувьд гол зорилго нь нунтагыг 100% зайлуулах явдал юм.Solukon нь нунтаг зайлуулах автомат системийг үйлдвэрлэдэг.Тус компани нь угсралтын хавтанд наалдсан металл эд ангиудыг эргүүлж, чичиргээ хийдэг Smart Powder Recovery (SRP) хэмээх технологийг бүтээжээ.Эргэлтийн болон чичиргээг тухайн хэсгийн CAD загвараар удирддаг.Хэсэг хэсгүүдийг нарийн хөдөлгөж, сэгсэрснээр баригдсан нунтаг бараг шингэн шиг урсдаг.Энэхүү автоматжуулалт нь гарын авлагын хөдөлмөрийг багасгаж, нунтаг арилгах найдвартай байдал, давтагдах чадварыг сайжруулж чадна.
Нунтаг гар аргаар зайлуулахтай холбоотой асуудал, хязгаарлалтууд нь бага хэмжээгээр ч гэсэн бөөнөөр үйлдвэрлэхэд AM ашиглах боломжийг хязгаарлаж болно.Solukon металл нунтаг зайлуулах систем нь идэвхгүй орчинд ажиллаж, ашиглагдаагүй нунтаг цуглуулж, AM машинд дахин ашиглах боломжтой.Solukon үйлчлүүлэгчдийн санал асуулга явуулж, 2021 оны 12-р сард хамгийн их санаа зовдог хоёр асуудал бол хөдөлмөрийн эрүүл мэнд, нөхөн үржихүйн байдал гэдгийг харуулсан судалгааг нийтэлжээ.
PBF давирхайн бүтцээс нунтагыг гараар зайлуулах нь цаг хугацаа их шаарддаг.DyeMansion, PostProcess Technologies зэрэг компаниуд нунтагыг автоматаар арилгахын тулд дараах боловсруулалтын системийг барьж байна.Илүүдэл нунтагыг арилгахын тулд орчинг эргүүлж, гадагшлуулдаг системд олон нэмэлт үйлдвэрлэлийн хэсгүүдийг ачаалж болно.HP нь Jet Fusion 5200-ийн бүтээх танхимаас 20 минутын дотор нунтаг арилгах өөрийн гэсэн системтэй.Уг систем нь хайлуулж амжаагүй нунтагыг тусад нь саванд хийж, дахин ашиглах юм уу бусад хэрэглээнд зориулж дахин боловсруулдаг.
Хэрэв автоматжуулалтыг боловсруулалтын дараах ихэнх үе шатанд ашиглаж чадвал компаниуд ашиг тус хүртэх боломжтой.DyeMansion нь нунтаг арилгах, гадаргууг бэлтгэх, будах системийг санал болгодог.PowerFuse S систем нь эд ангиудыг ачиж, гөлгөр хэсгүүдийг уураар жигнэж, буулгаж өгдөг.Тус компани нь эд ангиудыг өлгөх зориулалттай зэвэрдэггүй ган тавиураар хангадаг бөгөөд үүнийг гараар хийдэг.PowerFuse S систем нь тарилгын хэвтэй төстэй гадаргууг гаргаж авах боломжтой.
Салбарт тулгарч буй хамгийн том сорилт бол автоматжуулалтын санал болгож буй бодит боломжуудыг ойлгох явдал юм.Сая сая полимер эд анги хийх шаардлагатай бол уламжлалт цутгах эсвэл хэвлэх процесс нь хамгийн сайн шийдэл байж болох ч энэ нь тухайн хэсгээс хамаарна.AM нь ихэвчлэн багажийн үйлдвэрлэл, туршилтын анхны үйлдвэрлэлд зориулагдсан байдаг.Автоматжуулсан дараах боловсруулалтаар дамжуулан AM ашиглан олон мянган эд ангиудыг найдвартай, хуулбарлах боломжтой, гэхдээ энэ нь тодорхой хэсэг бөгөөд тусгай шийдэл шаарддаг.
AM үйлдвэртэй ямар ч холбоогүй.Олон байгууллага бүтээгдэхүүн, үйлчилгээний зөв үйл ажиллагаанд хүргэж болох сонирхолтой судалгаа, хөгжлийн үр дүнг танилцуулдаг.Сансар огторгуйн салбарт Харьцангуй орон зай нь хувийн DED технологийг ашиглан металл нэмэлт үйлдвэрлэх хамгийн том системийн нэгийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд тус компани пуужингуудынхаа ихэнх хэсгийг үйлдвэрлэхэд ашиглах болно гэж найдаж байна.Түүний Terran 1 пуужин нь 1250 кг жинтэй ачааг дэлхийн доод тойрог замд хүргэх чадвартай.Харьцангуй байдал нь 2022 оны дундуур туршилтын пуужин хөөргөхөөр төлөвлөж байгаа бөгөөд Terran R нэртэй илүү том, дахин ашиглах боломжтой пуужинг хийхээр төлөвлөж байна.
Харьцангуй сансрын Terran 1 болон R пуужингууд нь ирээдүйн сансрын нислэгийг хэрхэн төсөөлөхөд туслах шинэлэг арга юм.Нэмэлт үйлдвэрлэлийн дизайн, оновчлол нь энэхүү бүтээн байгуулалтын сонирхлыг төрүүлэв.Энэ арга нь уламжлалт пуужинтай харьцуулахад эд ангиудын тоог 100 дахин багасгадаг гэж тус компани мэдэгджээ.Мөн тус компани 60 хоногийн дотор түүхий эдээс пуужин үйлдвэрлэх боломжтой гэж мэдэгджээ.Энэ бол олон хэсгүүдийг нэг болгон нэгтгэж, нийлүүлэлтийн сүлжээг ихээхэн хялбаршуулсан гайхалтай жишээ юм.
Шүдний салбарт нэмэлт үйлдвэрлэлийг титэм, гүүр, мэс заслын өрөмдлөгийн загвар, хэсэгчилсэн хиймэл шүд, тэгшлэгч хийхэд ашигладаг.Align Technology болон SmileDirectClub нь тунгалаг хуванцар тэгшлэгчийг термоформжуулах эд ангиудыг үйлдвэрлэхийн тулд 3D хэвлэлтийг ашигладаг.Invisalign брэндийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэгч Align Technology нь 3D Systems ваннд фотополимержих олон системийг ашигладаг.2021 онд тус компани 1998 онд FDA-ийн зөвшөөрлийг авснаас хойш 10 сая гаруй өвчтөнийг эмчилсэн гэж мэдэгдэв. Хэрэв ердийн өвчтөний эмчилгээ нь 10 холбогчоос бүрддэг бол энэ нь бага тооцоо юм бол компани 100 сая ба түүнээс дээш AM эд анги үйлдвэрлэсэн байна.FRP хэсгүүд нь термостат учраас дахин боловсруулахад хэцүү байдаг.SmileDirectClub нь HP Multi Jet Fusion (MJF) системийг ашиглан бусад хэрэглээний зориулалтаар дахин боловсруулж болох термопластик эд ангиудыг үйлдвэрлэдэг.
Түүхийн хувьд VPP нь гажиг заслын аппарат болгон ашиглах бат бөх шинж чанартай нимгэн, тунгалаг эд ангиудыг үйлдвэрлэж чадаагүй юм.2021 онд LuxCreo болон Graphy нар боломжит шийдлийг гаргасан.2-р сарын байдлаар Graphy нь шүдний хэрэгслийг шууд 3D хэвлэх FDA-аас зөвшөөрөл авсан.Хэрэв та тэдгээрийг шууд хэвлэх юм бол төгсгөл хүртэлх үйл явц нь богино, хялбар, зардал багатай гэж тооцогддог.
Хэвлэл мэдээллийн хэрэгслийн анхаарлыг ихэд татсан анхны хөгжил бол орон сууц гэх мэт томоохон хэмжээний барилгын ажилд 3D хэвлэлтийг ашиглах явдал байв.Ихэнхдээ байшингийн ханыг шахмал аргаар хэвлэдэг.Байшингийн бусад бүх хэсгийг шал, тааз, дээвэр, шат, хаалга, цонх, цахилгаан хэрэгсэл, шүүгээ, ширээний тавцан зэрэг уламжлалт арга, материалыг ашиглан хийсэн.3D хэвлэмэл хана нь цахилгаан, гэрэлтүүлэг, сантехник, суваг, халаалт, агааржуулалтын нүхийг суурилуулах зардлыг нэмэгдүүлдэг.Бетон хананы дотор болон гадна талыг дуусгах нь уламжлалт хананы дизайнтай харьцуулахад илүү хэцүү байдаг.3D хэвлэмэл хана бүхий байшинг орчин үеийн болгох нь бас чухал зүйл юм.
Oak Ridge үндэсний лабораторийн судлаачид 3D хэвлэсэн хананд эрчим хүчийг хэрхэн хадгалах талаар судалж байна.Барилга угсралтын явцад хананд хоолойг оруулснаар халаах, хөргөх зорилгоор ус урсаж болно. Энэхүү R&D төсөл нь сонирхолтой бөгөөд шинэлэг боловч хөгжлийн эхний шатандаа явж байна. Энэхүү R&D төсөл нь сонирхолтой бөгөөд шинэлэг боловч хөгжлийн эхний шатандаа явж байна.Энэхүү судалгааны төсөл нь сонирхолтой, шинэлэг боловч хөгжлийн эхний шатандаа явж байна.Энэхүү судалгааны төсөл нь сонирхолтой, шинэлэг боловч хөгжлийн эхний шатандаа явж байна.
Бидний ихэнх нь барилгын эд анги эсвэл бусад том объектуудыг 3D хэвлэх эдийн засгийн талаар хараахан сайн мэдэхгүй байна.Энэхүү технологийг зарим гүүр, саравч, цэцэрлэгт хүрээлэнгийн вандан сандал, барилга байгууламж, гаднах орчны гоёл чимэглэлийн элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигласан.Жижиг хэмжээтэй (хэдэн см-ээс хэдэн метр хүртэл) нэмэлт үйлдвэрлэлийн давуу тал нь том хэмжээний 3D хэвлэлтэд хамаатай гэж үздэг.Нэмэлт үйлдвэрлэлийг ашиглахын гол давуу тал нь нарийн төвөгтэй хэлбэр, шинж чанарыг бий болгох, эд ангиудын тоог багасгах, материал, жинг багасгах, бүтээмжийг нэмэгдүүлэх явдал юм.Хэрэв AM нь үнэ цэнийг нэмдэггүй бол түүний ашиг тустай эсэх талаар эргэлзэх хэрэгтэй.
2021 оны 10-р сард Stratasys нь Британийн аж үйлдвэрийн бэхэн принтер үйлдвэрлэгч Xaar компанийн охин компани болох Xaar 3D-ийн үлдсэн 55%-ийг худалдаж авсан.Stratasys-ийн "Selective Absorbion Fusion" хэмээх полимер PBF технологи нь Xaar бэхэн хэвлэх толгой дээр суурилдаг.Stratasys H350 машин нь HP MJF системтэй өрсөлддөг.
Ширээний металл худалдаж авах нь гайхалтай байсан.2021 оны 2-р сард тус компани олон жилийн турш үйлдвэрлэлийн нэмэлт үйлдвэрлэлийн систем үйлдвэрлэгч Envisiontec-ийг худалдаж авсан.2021 оны 5-р сард тус компани уян хатан VPP полимер үйлдвэрлэгч Adaptive3D-ийг худалдаж авсан.2021 оны 7-р сард Desktop Metal нь олон төрлийн нунтаг бүрэх процессыг хөгжүүлэгч Aerosint-ийг худалдаж авсан.8-р сард Desktop Metal өрсөлдөгч ExOne-ийг 575 сая доллараар худалдаж авснаар хамгийн том худалдан авалт болжээ.
Desktop Metal компани ExOne-ийг худалдаж авснаар металл BJT системийн нэр хүндтэй хоёр үйлдвэрлэгчийг нэгтгэж байна.Ер нь техник технологи нь олны итгэж буй хэмжээнд хараахан хүрээгүй байна.Компаниуд давтагдах чадвар, найдвартай байдал, асуудлын үндсэн шалтгааныг олж мэдэх зэрэг асуудлуудыг шийдсээр байна.Гэсэн хэдий ч хэрэв асуудлууд шийдэгдвэл технологи нь илүү том зах зээлд хүрэх боломжтой хэвээр байна.2021 оны 7-р сард хувийн 3D хэвлэх системийг ашигладаг үйлчилгээ үзүүлэгч 3DEO сая дахь хувийг хэрэглэгчиддээ хүргэсэн гэж мэдэгдэв.
Програм хангамж болон үүлэн платформ хөгжүүлэгчид нэмэлт үйлдвэрлэлийн салбарт мэдэгдэхүйц өсөлтийг харуулсан.Энэ нь AM үнэ цэнийн сүлжээг хянадаг гүйцэтгэлийн удирдлагын системд (MES) ялангуяа үнэн юм.3D Systems 2021 оны есдүгээр сард Октоныг 180 сая доллараар авахаар тохиролцсон.2017 онд үүсгэн байгуулагдсан Октон нь ажлын урсгалыг сайжруулж, AM-ийн үр ашгийг дээшлүүлэх зорилгоор үүлд суурилсан шийдлүүдийг санал болгодог.Materialize нь Link3D-г 2021 оны 11-р сард 33.5 сая доллараар худалдаж авсан.Oqton-ийн нэгэн адил Link3D-ийн үүлэн платформ нь ажлыг хянаж, AM ажлын урсгалыг хялбаршуулдаг.
2021 онд хийсэн хамгийн сүүлийн үеийн худалдан авалтуудын нэг бол ASTM International Wohlers Associates компанийг худалдан авсан явдал юм.Тэд хамтдаа Wohlers брэндийг ашиглан AM-г дэлхий даяар өргөн нэвтрүүлэхийг дэмжихээр ажиллаж байна.Wohlers Associates нь ASTM AM Excellence төвөөр дамжуулан Wohlers тайлан болон бусад хэвлэлийг үргэлжлүүлэн гаргахаас гадна зөвлөх үйлчилгээ, зах зээлийн шинжилгээ, сургалтыг үзүүлэх болно.
Нэмэлт үйлдвэрлэлийн салбар төлөвшсөн бөгөөд олон салбар энэ технологийг өргөн хүрээний хэрэглээнд ашиглаж байна.Гэхдээ 3D хэвлэх нь бусад ихэнх үйлдвэрлэлийн хэлбэрийг орлохгүй.Харин шинэ төрлийн бүтээгдэхүүн, бизнесийн загварыг бий болгоход ашигладаг.Байгууллагууд AM-ийг эд ангиудын жинг багасгах, хүргэх хугацаа, багаж хэрэгслийн зардлыг бууруулах, бүтээгдэхүүний хувийн тохиргоо, гүйцэтгэлийг сайжруулах зорилгоор ашигладаг.Нэмэлт үйлдвэрлэлийн салбар нь ихэвчлэн хурдацтай хөгжиж буй шинэ компаниуд, бүтээгдэхүүн, үйлчилгээ, хэрэглээ, хэрэглээний тохиолдлуудаар өсөлтийн замналаа үргэлжлүүлэх төлөвтэй байна.