Prodhimi i aditivëve, i njohur gjithashtu si printimi 3D, ka vazhduar të evoluojë për gati 35 vjet që nga përdorimi i tij komercial.Industritë e hapësirës ajrore, automobilave, mbrojtjes, energjisë, transportit, mjekësore, dentare dhe konsumatore përdorin prodhimin e aditivëve për një gamë të gjerë aplikimesh.
Me një adoptim kaq të përhapur, është e qartë se prodhimi i aditivëve nuk është një zgjidhje e vetme që i përshtatet të gjithëve.Sipas standardit të terminologjisë ISO/ASTM 52900, pothuajse të gjitha sistemet komerciale të prodhimit të aditivëve bien në një nga shtatë kategoritë e proceseve.Këto përfshijnë nxjerrjen e materialit (MEX), fotopolimerizimin e banjës (VPP), shkrirjen e shtratit pluhur (PBF), spërkatjen e lidhësit (BJT), spërkatjen e materialit (MJT), depozitimin e energjisë së drejtuar (DED) dhe petëzimin e fletëve (SHL).Këtu ato renditen sipas popullaritetit bazuar në shitjet e njësive.
Një numër në rritje i profesionistëve të industrisë, duke përfshirë inxhinierët dhe menaxherët, po mësojnë kur prodhimi i aditivëve mund të ndihmojë në përmirësimin e një produkti ose procesi dhe kur jo.Historikisht, iniciativat kryesore për zbatimin e prodhimit të aditivëve kanë ardhur nga inxhinierë me përvojë në teknologji.Menaxhmenti sheh më shumë shembuj se si prodhimi i aditivëve mund të përmirësojë produktivitetin, të zvogëlojë kohën e prodhimit dhe të krijojë mundësi të reja biznesi.AM nuk do të zëvendësojë shumicën e formave tradicionale të prodhimit, por do të bëhet pjesë e arsenalit të sipërmarrësit të zhvillimit të produktit dhe aftësive prodhuese.
Prodhimi i aditivëve ka një gamë të gjerë aplikimesh, nga mikrofluidikë deri tek ndërtimet në shkallë të gjerë.Përfitimet e AM ndryshojnë sipas industrisë, aplikimit dhe performancës së kërkuar.Organizatat duhet të kenë arsye të mira për zbatimin e AM, pavarësisht nga rasti i përdorimit.Më të zakonshmet janë modelimi konceptual, verifikimi i dizajnit dhe verifikimi i përshtatshmërisë dhe funksionalitetit.Gjithnjë e më shumë kompani po e përdorin atë për të krijuar mjete dhe aplikacione për prodhim masiv, duke përfshirë zhvillimin e produkteve me porosi.
Për aplikimet e hapësirës ajrore, pesha është një faktor kryesor.Kushton rreth 10,000 dollarë për të vendosur një ngarkesë prej 0.45 kg në orbitën e Tokës, sipas Qendrës së Fluturimit Hapësinor të NASA-s Marshall.Reduktimi i peshës së satelitëve mund të kursejë kostot e nisjes.Imazhi i bashkangjitur tregon një pjesë metalike AM Swissto12 që kombinon disa përcjellës valësh në një pjesë.Me AM, pesha zvogëlohet në më pak se 0.08 kg.
Prodhimi i aditivëve përdoret në të gjithë zinxhirin e vlerës në industrinë e energjisë.Për disa kompani, rasti i biznesit për përdorimin e AM është të përsëriten shpejt projektet për të krijuar produktin më të mirë të mundshëm në një kohë sa më të shkurtër.Në industrinë e naftës dhe gazit, pjesët ose montimet e dëmtuara mund të kushtojnë mijëra dollarë ose më shumë në produktivitet të humbur në orë.Përdorimi i AM për të rivendosur operacionet mund të jetë veçanërisht tërheqës.
Një prodhues i madh i sistemeve DED MX3D ka lëshuar një mjet prototip për riparimin e tubave.Sipas kompanisë, një tubacion i dëmtuar mund të kushtojë midis 100,000 dhe 1,000,000 euro (113,157-1,131,570 dollarë) në ditë.Pajisja e treguar në faqen tjetër përdor një pjesë CNC si kornizë dhe përdor DED për të bashkuar perimetrin e tubit.AM siguron nivele të larta depozitimi me mbetje minimale, ndërsa CNC siguron saktësinë e kërkuar.
Në vitin 2021, një shtresë uji e printuar 3D u instalua në një platformë nafte TotalEnergies në Detin e Veriut.Xhaketat e ujit janë një element kritik që përdoret për të kontrolluar rikuperimin e hidrokarbureve në puset në ndërtim.Në këtë rast, përfitimet e përdorimit të prodhimit të aditivëve janë reduktimi i kohës së prodhimit dhe zvogëlimi i emetimeve me 45% në krahasim me xhaketat tradicionale të falsifikuara të ujit.
Një rast tjetër biznesi për prodhimin e aditivëve është reduktimi i mjeteve të shtrenjta.Phone Scope ka zhvilluar adaptorë digjiskopikësh për pajisjet që lidhin kamerën e telefonit tuaj me një teleskop ose mikroskop.Telefonat e rinj lëshohen çdo vit, duke u kërkuar kompanive të lëshojnë një linjë të re adaptuesish.Duke përdorur AM, një kompani mund të kursejë para për mjete të shtrenjta që duhet të zëvendësohen kur të lëshohen telefonat e rinj.
Ashtu si me çdo proces ose teknologji, prodhimi i aditivëve nuk duhet të përdoret pasi konsiderohet i ri ose i ndryshëm.Kjo është për të përmirësuar zhvillimin e produktit dhe/ose proceset e prodhimit.Duhet të shtojë vlerë.Shembuj të rasteve të tjera të biznesit përfshijnë produkte me porosi dhe personalizim masiv, funksionalitet kompleks, pjesë të integruara, më pak material dhe peshë dhe performancë të përmirësuar.
Që AM të realizojë potencialin e saj të rritjes, sfidat duhet të adresohen.Për shumicën e aplikacioneve të prodhimit, procesi duhet të jetë i besueshëm dhe i riprodhueshëm.Metodat e mëvonshme të automatizimit të heqjes së materialit të pjesëve dhe mbështetësve dhe përpunimit pasues do të ndihmojnë.Automatizimi gjithashtu rrit produktivitetin dhe zvogëlon koston për pjesë.
Një nga fushat me interes më të madh është automatizimi pas përpunimit, si heqja e pluhurit dhe përfundimi.Duke automatizuar procesin e prodhimit masiv të aplikacioneve, e njëjta teknologji mund të përsëritet mijëra herë.Problemi është se metodat specifike të automatizimit mund të ndryshojnë sipas llojit të pjesës, madhësisë, materialit dhe procesit.Për shembull, pas-përpunimi i kurorave të automatizuara dentare është shumë i ndryshëm nga përpunimi i pjesëve të motorit të raketave, megjithëse të dyja mund të bëhen prej metali.
Për shkak se pjesët janë optimizuar për AM, shpesh shtohen veçori më të avancuara dhe kanale të brendshme.Për PBF, qëllimi kryesor është heqja 100% e pluhurit.Solukon prodhon sisteme automatike të heqjes së pluhurit.Kompania ka zhvilluar një teknologji të quajtur Smart Powder Recovery (SRP) që rrotullon dhe vibron pjesët metalike që janë ende të ngjitura në pllakën e ndërtimit.Rrotullimi dhe dridhja kontrollohen nga modeli CAD i pjesës.Duke lëvizur dhe tundur saktësisht pjesët, pluhuri i kapur rrjedh pothuajse si një lëng.Ky automatizim redukton punën manuale dhe mund të përmirësojë besueshmërinë dhe riprodhueshmërinë e heqjes së pluhurit.
Problemet dhe kufizimet e heqjes manuale të pluhurit mund të kufizojnë qëndrueshmërinë e përdorimit të AM për prodhim masiv, madje edhe në sasi të vogla.Sistemet e heqjes së pluhurit metalik Solukon mund të funksionojnë në një atmosferë inerte dhe të mbledhin pluhur të papërdorur për ripërdorim në makinat AM.Solukon kreu një anketë me klientët dhe publikoi një studim në dhjetor 2021 që tregon se dy shqetësimet më të mëdha janë shëndeti në punë dhe riprodhueshmëria.
Heqja manuale e pluhurit nga strukturat e rrëshirës PBF mund të marrë kohë.Kompani të tilla si DyeMansion dhe PostProcess Technologies po ndërtojnë sisteme të pas-përpunimit për të hequr automatikisht pluhurin.Shumë pjesë të prodhimit të aditivëve mund të ngarkohen në një sistem që përmbys dhe nxjerr mediumin për të hequr pluhurin e tepërt.HP ka sistemin e vet që thuhet se heq pluhurin nga dhoma e ndërtimit të Jet Fusion 5200 në 20 minuta.Sistemi ruan pluhurin e pashkrirë në një enë të veçantë për ripërdorim ose riciklim për aplikime të tjera.
Kompanitë mund të përfitojnë nga automatizimi nëse ai mund të zbatohet në shumicën e hapave të pas-përpunimit.DyeMansion ofron sisteme për heqjen e pluhurit, përgatitjen e sipërfaqes dhe lyerjen.Sistemi PowerFuse S ngarkon pjesët, avullon pjesët e lëmuara dhe i shkarkon ato.Kompania ofron një raft inox për varjen e pjesëve, i cili bëhet me dorë.Sistemi PowerFuse S mund të prodhojë një sipërfaqe të ngjashme me një kallëp injeksioni.
Sfida më e madhe me të cilën përballet industria është të kuptuarit e mundësive reale që automatizimi ofron.Nëse duhen bërë një milion pjesë polimer, proceset tradicionale të derdhjes ose formimit mund të jenë zgjidhja më e mirë, megjithëse kjo varet nga pjesa.AM është shpesh i disponueshëm për ekzekutimin e parë të prodhimit në prodhimin dhe testimin e veglave.Përmes përpunimit të automatizuar pas përpunimit, mijëra pjesë mund të prodhohen në mënyrë të besueshme dhe të riprodhueshme duke përdorur AM, por është pjesë specifike dhe mund të kërkojë një zgjidhje të personalizuar.
AM nuk ka asnjë lidhje me industrinë.Shumë organizata paraqesin rezultate interesante të kërkimit dhe zhvillimit që mund të çojnë në funksionimin e duhur të produkteve dhe shërbimeve.Në industrinë e hapësirës ajrore, Relativiteti Space prodhon një nga sistemet më të mëdha të prodhimit të aditivëve metalikë duke përdorur teknologjinë e pronarit DED, e cila kompania shpreson se do të përdoret për të prodhuar shumicën e raketave të saj.Raketa e saj Terran 1 mund të dërgojë një ngarkesë prej 1250 kg në orbitën e ulët të Tokës.Relativiteti planifikon të lëshojë një raketë provë në mesin e vitit 2022 dhe tashmë po planifikon një raketë më të madhe dhe të ripërdorshme të quajtur Terran R.
Raketat Terran 1 dhe R të Relativitetit Space janë një mënyrë inovative për të riimagjinuar se si mund të duken fluturimet hapësinore në të ardhmen.Dizajni dhe optimizimi për prodhimin e aditivëve ngjalli interes për këtë zhvillim.Kompania pretendon se kjo metodë zvogëlon numrin e pjesëve me 100 herë në krahasim me raketat tradicionale.Kompania gjithashtu pretendon se mund të prodhojë raketa nga lëndët e para brenda 60 ditëve.Ky është një shembull i shkëlqyer i kombinimit të shumë pjesëve në një dhe thjeshtimit të madh të zinxhirit të furnizimit.
Në industrinë dentare, prodhimi i aditivëve përdoret për të bërë kurora, ura, shabllone për shpime kirurgjikale, proteza të pjesshme dhe rreshtues.Align Technology dhe SmileDirectClub përdorin printimin 3D për të prodhuar pjesë për termoformimin e rreshtuesve plastikë të pastër.Align Technology, prodhuesi i produkteve të markës Invisalign, përdor shumë nga sistemet e fotopolimerizimit në banjot 3D Systems.Në vitin 2021, kompania tha se kishte trajtuar mbi 10 milionë pacientë që kur mori miratimin e FDA në 1998. Nëse trajtimi i një pacienti tipik përbëhet nga 10 rreshtues, që është një vlerësim i ulët, kompania ka prodhuar 100 milionë ose më shumë pjesë AM.Pjesët FRP janë të vështira për t'u ricikluar sepse ato janë termoset.SmileDirectClub përdor sistemin HP Multi Jet Fusion (MJF) për të prodhuar pjesë termoplastike që mund të riciklohen për aplikime të tjera.
Historikisht, VPP nuk ka qenë në gjendje të prodhojë pjesë të holla, transparente me karakteristika të forta për t'u përdorur si pajisje ortodontike.Në vitin 2021, LuxCreo dhe Graphy lëshuan një zgjidhje të mundshme.Që nga shkurti, Graphy ka miratimin e FDA për printimin e drejtpërdrejtë 3D të pajisjeve dentare.Nëse i printoni drejtpërdrejt, procesi nga fundi në fund konsiderohet më i shkurtër, më i lehtë dhe potencialisht më pak i kushtueshëm.
Një zhvillim i hershëm që mori shumë vëmendje mediatike ishte përdorimi i printimit 3D për aplikime ndërtimi në shkallë të gjerë si banesat.Shpesh muret e shtëpisë shtypen me nxjerrje.Të gjitha pjesët e tjera të shtëpisë janë bërë duke përdorur metoda dhe materiale tradicionale, duke përfshirë dyshemetë, tavanet, çatitë, shkallët, dyert, dritaret, pajisjet, dollapët dhe tavanet.Muret e printuara 3D mund të rrisin koston e instalimit të energjisë elektrike, ndriçimit, hidraulikut, kanaleve dhe ventilimit për ngrohjen dhe klimatizimin.Mbarimi i brendshëm dhe i jashtëm i një muri betoni është më i vështirë sesa me një dizajn tradicional të murit.Modernizimi i një shtëpie me mure të printuara 3D është gjithashtu një konsideratë e rëndësishme.
Studiuesit në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge po studiojnë se si të ruajnë energjinë në muret e printuara 3D.Duke futur tubacione në mur gjatë ndërtimit, uji mund të rrjedhë përmes tij për ngrohje dhe ftohje. Ky projekt R&D është interesant dhe inovativ, por është ende në një fazë të hershme zhvillimi. Ky projekt R&D është interesant dhe inovativ, por është ende në një fazë të hershme zhvillimi.Ky projekt kërkimor është interesant dhe inovativ, por është ende në fazat e hershme të zhvillimit.Ky projekt kërkimor është interesant dhe inovativ, por ende në fazat e hershme të zhvillimit.
Shumica prej nesh nuk janë ende të njohur me ekonominë e printimit 3D të pjesëve të ndërtesave ose objekteve të tjera të mëdha.Teknologjia është përdorur për të prodhuar disa ura, tenda, stola parku dhe elemente dekorative për ndërtesat dhe mjedisin e jashtëm.Besohet se avantazhet e prodhimit të aditivëve në shkallë të vogla (nga disa centimetra në disa metra) vlejnë për printimin 3D në shkallë të gjerë.Përfitimet kryesore të përdorimit të prodhimit të aditivëve përfshijnë krijimin e formave dhe veçorive komplekse, zvogëlimin e numrit të pjesëve, reduktimin e materialit dhe peshës dhe rritjen e produktivitetit.Nëse AM nuk shton vlerë, dobia e tij duhet të vihet në dyshim.
Në tetor 2021, Stratasys fitoi 55% të aksioneve të mbetura në Xaar 3D, një degë e prodhuesit britanik të printerëve industrialë me bojë Xaar.Teknologjia polimer PBF e Stratasys, e quajtur Selektiv Absorbion Fusion, bazohet në kokat e printimit me bojë Xaar.Makina Stratasys H350 konkurron me sistemin HP MJF.
Blerja e Desktop Metal ishte mbresëlënëse.Në shkurt 2021, kompania bleu Envisiontec, një prodhues prej kohësh i sistemeve të prodhimit të aditivëve industrialë.Në maj 2021, kompania bleu Adaptive3D, një zhvillues i polimereve fleksibël VPP.Në korrik 2021, Desktop Metal bleu Aerosint, një zhvillues i proceseve të rilyerjes së pluhurit me shumë materiale.Blerja më e madhe erdhi në gusht kur Desktop Metal bleu konkurrentin ExOne për 575 milionë dollarë.
Blerja e ExOne nga Desktop Metal bashkon dy prodhues të njohur të sistemeve metalike BJT.Në përgjithësi, teknologjia nuk ka arritur ende nivelin që shumë besojnë.Kompanitë vazhdojnë të trajtojnë çështje të tilla si përsëritshmëria, besueshmëria dhe të kuptuarit e shkakut rrënjësor të problemeve kur ato lindin.Megjithatë, nëse problemet zgjidhen, ka ende hapësirë ​​që teknologjia të arrijë në tregje më të mëdha.Në korrik 2021, 3DEO, një ofrues shërbimi që përdor një sistem të pronarit të printimit 3D, tha se kishte dërguar një të miliontën te klientët.
Zhvilluesit e softuerëve dhe platformave cloud kanë parë rritje të konsiderueshme në industrinë e prodhimit të aditivëve.Kjo është veçanërisht e vërtetë për sistemet e menaxhimit të performancës (MES) që ndjekin zinxhirin e vlerës AM.3D Systems ra dakord të blejë Oqton në shtator 2021 për 180 milionë dollarë.E themeluar në vitin 2017, Oqton ofron zgjidhje të bazuara në cloud për të përmirësuar rrjedhën e punës dhe për të përmirësuar efikasitetin AM.Materialize bleu Link3D në nëntor 2021 për 33.5 milionë dollarë.Ashtu si Oqton, platforma cloud e Link3D ndjek punën dhe thjeshton rrjedhën e punës AM.
Një nga blerjet më të fundit në 2021 është blerja e Wohlers Associates nga ASTM International.Së bashku ata po punojnë për të shfrytëzuar markën Wohlers për të mbështetur adoptimin më të gjerë të AM në mbarë botën.Nëpërmjet Qendrës së Ekselencës ASTM AM, Wohlers Associates do të vazhdojë të prodhojë raporte të Wohlers dhe publikime të tjera, si dhe të ofrojë shërbime këshillimore, analiza tregu dhe trajnime.
Industria e prodhimit të aditivëve është pjekur dhe shumë industri po përdorin teknologjinë për një gamë të gjerë aplikimesh.Por printimi 3D nuk do të zëvendësojë shumicën e formave të tjera të prodhimit.Në vend të kësaj, përdoret për të krijuar lloje të reja produktesh dhe modelesh biznesi.Organizatat përdorin AM për të reduktuar peshën e pjesëve, për të zvogëluar kohën e prodhimit dhe kostot e veglave dhe për të përmirësuar personalizimin dhe performancën e produktit.Industria e prodhimit të aditivëve pritet të vazhdojë trajektoren e saj të rritjes me kompani të reja, produkte, shërbime, aplikacione dhe raste përdorimi që shfaqen, shpesh me shpejtësi marramendëse.