Адитивна производња, позната и као 3Д штампа, наставила је да се развија скоро 35 година од комерцијалне употребе.Ваздухопловна, аутомобилска, одбрамбена, енергетска, транспортна, медицинска, стоматолошка и потрошачка индустрија користе адитивну производњу за широк спектар примена.
Са тако раширеним усвајањем, јасно је да адитивна производња није решење за све.Према стандарду за терминологију ИСО/АСТМ 52900, скоро сви комерцијални системи за производњу адитива спадају у једну од седам категорија процеса.То укључује екструзију материјала (МЕКС), фотополимеризацију у купатилу (ВПП), фузију слоја праха (ПБФ), прскање везива (БЈТ), прскање материјала (МЈТ), усмерено таложење енергије (ДЕД) и ламинацију листова (СХЛ).Овде су сортирани по популарности на основу продаје јединица.
Све већи број професионалаца у индустрији, укључујући инжењере и менаџере, учи када адитивна производња може помоћи у побољшању производа или процеса, а када не.Историјски гледано, главне иницијативе за имплементацију адитивне производње долазиле су од инжењера са искуством у овој технологији.Менаџмент види више примера како адитивна производња може побољшати продуктивност, смањити време испоруке и створити нове пословне прилике.АМ неће заменити већину традиционалних облика производње, али ће постати део предузетничког арсенала развоја производа и производних способности.
Адитивна производња има широк спектар примена, од микрофлуидике до изградње великих размера.Предности АМ варирају у зависности од индустрије, примене и захтеваних перформанси.Организације морају имати добре разлоге за имплементацију АМ, без обзира на случај употребе.Најчешћи су концептуално моделовање, верификација дизајна и провера подобности и функционалности.Све више компанија га користи за креирање алата и апликација за масовну производњу, укључујући развој производа по мери.
За апликације у ваздухопловству, тежина је главни фактор.Постављање терета од 0,45 кг у Земљину орбиту кошта око 10.000 долара, према НАСА-ином центру за свемирске летове Марсхалл.Смањење тежине сателита може уштедети на трошковима лансирања.Приложена слика приказује метални АМ део Свиссто12 који комбинује неколико таласовода у један део.Са АМ, тежина се смањује на мање од 0,08 кг.
Адитивна производња се користи у целом ланцу вредности у енергетској индустрији.За неке компаније, пословни случај коришћења АМ је брзо понављање пројеката како би се створио најбољи могући производ у најкраћем времену.У индустрији нафте и гаса, оштећени делови или склопови могу коштати хиљаде долара или више због изгубљене продуктивности по сату.Коришћење АМ за враћање операција може бити посебно атрактивно.
Велики произвођач ДЕД система МКС3Д објавио је прототип алата за поправку цеви.Оштећени цевовод може коштати између 100.000 и 1.000.000 евра (113.157-1.131.570 долара) дневно, према компанији.Уређај приказан на следећој страници користи ЦНЦ део као оквир и користи ДЕД за заваривање обима цеви.АМ обезбеђује високе стопе таложења са минималним отпадом, док ЦНЦ обезбеђује потребну прецизност.
Године 2021. 3Д штампано кућиште за воду инсталирано је на нафтној платформи ТоталЕнергиес у Северном мору.Водени омотачи су критични елемент који се користи за контролу поврата угљоводоника у бушотинама у изградњи.У овом случају, предности коришћења адитивне производње су скраћено време испоруке и смањене емисије за 45% у поређењу са традиционалним кованим воденим јакнама.
Још један пословни случај за адитивну производњу је смањење скупих алата.Пхоне Сцопе је развио адаптере за дигитализацију за уређаје који повезују камеру вашег телефона са телескопом или микроскопом.Нови телефони се објављују сваке године, што захтева од компанија да издају нову линију адаптера.Коришћењем АМ-а, компанија може уштедети новац на скупим алатима које треба заменити када се нови телефони пусте у продају.
Као и код било ког процеса или технологије, адитивна производња не би требало да се користи јер се сматра новим или другачијим.Ово је за побољшање развоја производа и/или производних процеса.Требало би да дода вредност.Примери других пословних случајева укључују прилагођене производе и масовно прилагођавање, сложену функционалност, интегрисане делове, мање материјала и тежине и побољшане перформансе.
Да би АМ остварио свој потенцијал раста, потребно је ријешити изазове.За већину производних апликација, процес мора бити поуздан и поновљив.Следеће методе аутоматизације уклањања материјала делова и носача и накнадна обрада ће помоћи.Аутоматизација такође повећава продуктивност и смањује цену по делу.
Једна од области највећег интересовања је аутоматизација накнадне обраде као што је уклањање праха и завршна обрада.Аутоматизацијом процеса масовне производње апликација, иста технологија се може поновити хиљаде пута.Проблем је у томе што специфичне методе аутоматизације могу да варирају у зависности од типа дела, величине, материјала и процеса.На пример, накнадна обрада аутоматизованих зубних круница се веома разликује од обраде делова ракетног мотора, иако се оба могу направити од метала.
Пошто су делови оптимизовани за АМ, често се додају напредније функције и интерни канали.За ПБФ, главни циљ је уклањање 100% праха.Солукон производи аутоматске системе за уклањање праха.Компанија је развила технологију под називом Смарт Повдер Рецовери (СРП) која ротира и вибрира металне делове који су још увек причвршћени за плочу.Ротацију и вибрације контролише ЦАД модел дела.Прецизним померањем и протресањем делова, ухваћени прах тече скоро као течност.Ова аутоматизација смањује ручни рад и може побољшати поузданост и поновљивост уклањања праха.
Проблеми и ограничења ручног уклањања праха могу ограничити одрживост употребе АМ за масовну производњу, чак и у малим количинама.Солукон системи за уклањање металног праха могу да раде у инертној атмосфери и сакупљају неискоришћени прах за поновну употребу у АМ машинама.Солукон је спровео анкету купаца и објавио студију у децембру 2021. која показује да су две највеће бриге здравље на раду и поновљивост.
Ручно уклањање праха из структура ПБФ смоле може бити дуготрајно.Компаније као што су ДиеМансион и ПостПроцесс Тецхнологиес граде системе за накнадну обраду за аутоматско уклањање праха.Многи делови за производњу адитива могу се убацити у систем који инвертује и избацује медијум да би се уклонио вишак праха.ХП има сопствени систем за који се каже да уклања прах из коморе за изградњу Јет Фусион 5200 за 20 минута.Систем складишти неотопљени прах у посебном контејнеру за поновну употребу или рециклирање за друге примене.
Компаније могу имати користи од аутоматизације ако се може применити на већину корака накнадне обраде.ДиеМансион нуди системе за уклањање праха, припрему површине и фарбање.ПоверФусе С систем учитава делове, пари глатке делове и истоварује их.Компанија обезбеђује сталак од нерђајућег челика за висеће делове, који се ради ручно.ПоверФусе С систем може да произведе површину сличну калупу за ињектирање.
Највећи изазов са којим се индустрија суочава је разумевање стварних могућности које аутоматизација нуди.Ако је потребно направити милион делова од полимера, традиционални процеси ливења или калупа могу бити најбоље решење, иако то зависи од дела.АМ је често доступан за прву производњу у производњи и тестирању алата.Кроз аутоматизовану накнадну обраду, хиљаде делова се могу произвести поуздано и поновљиво користећи АМ, али је то специфично за део и може захтевати прилагођено решење.
АМ нема везе са индустријом.Многе организације представљају занимљиве резултате истраживања и развоја који могу довести до правилног функционисања производа и услуга.У ваздухопловној индустрији, Релативити Спаце производи један од највећих система за производњу металних адитива користећи власничку ДЕД технологију, за коју се компанија нада да ће се користити за производњу већине њених ракета.Њена ракета Терран 1 може да испоручи терет од 1.250 кг у ниску Земљину орбиту.Релативност планира да лансира пробну ракету средином 2022. и већ планира већу ракету за вишекратну употребу под називом Терран Р.
Релативити Спаце ракете Терран 1 и Р су иновативан начин да се поново замисли како би будући свемирски летови могли изгледати.Дизајн и оптимизација за адитивну производњу изазвали су интересовање за овај развој.Компанија тврди да овај метод смањује број делова за 100 пута у поређењу са традиционалним ракетама.Компанија такође тврди да може да произведе ракете од сировина у року од 60 дана.Ово је одличан пример комбиновања многих делова у један и увелико поједностављивања ланца снабдевања.
У стоматолошкој индустрији, адитивна производња се користи за израду круница, мостова, шаблона за хируршко бушење, делимичних протеза и алигнера.Алигн Тецхнологи и СмилеДирецтЦлуб користе 3Д штампање за производњу делова за термоформирање прозирних пластичних поравнава.Алигн Тецхнологи, произвођач производа са брендом Инвисалигн, користи многе системе фотополимеризације у кадама 3Д Системс.Компанија је 2021. године рекла да је лечила преко 10 милиона пацијената од када је добила одобрење ФДА 1998. Ако се третман типичног пацијента састоји од 10 алајнера, што је ниска процена, компанија је произвела 100 милиона или више АМ делова.ФРП делове је тешко рециклирати јер су термореактивни.СмилеДирецтЦлуб користи ХП Мулти Јет Фусион (МЈФ) систем за производњу термопластичних делова који се могу рециклирати за друге примене.
Историјски гледано, ВПП није био у стању да произведе танке, провидне делове са својствима чврстоће за употребу као ортодонтски апарати.У 2021, ЛукЦрео и Грапхи су објавили могуће решење.Од фебруара, Грапхи има одобрење ФДА за директно 3Д штампање зубних апарата.Ако их штампате директно, процес од краја до краја се сматра краћим, лакшим и потенцијално јефтинијим.
Рани развој који је добио велику пажњу медија била је употреба 3Д штампања за велике грађевинске апликације као што је становање.Често се зидови куће штампају екструзијом.Сви остали делови куће су направљени коришћењем традиционалних метода и материјала, укључујући подове, плафоне, кровове, степенице, врата, прозоре, уређаје, ормаре и радне плоче.3Д штампани зидови могу повећати трошкове инсталације струје, осветљења, водовода, канализације и вентилационих отвора за грејање и климатизацију.Завршна обрада унутрашњости и екстеријера бетонског зида је тежа него код традиционалног дизајна зида.Модернизација куће са 3Д штампаним зидовима је такође важно разматрање.
Истраживачи у Националној лабораторији Оак Риџ проучавају како да складиште енергију у 3Д штампаним зидовима.Убацивањем цеви у зид током изградње, кроз њега може да протиче вода за грејање и хлађење. Овај Р&Д пројекат је занимљив и иновативан, али је још увек у раној фази развоја. Овај Р&Д пројекат је занимљив и иновативан, али је још увек у раној фази развоја.Овај истраживачки пројекат је занимљив и иновативан, али је још увек у раној фази развоја.Овај истраживачки пројекат је занимљив и иновативан, али је још увек у раној фази развоја.
Већина нас још није упозната са економиком 3Д штампања грађевинских делова или других великих објеката.Технологија је коришћена за израду неких мостова, тенди, парковских клупа и декоративних елемената за зграде и спољашње окружење.Верује се да се предности адитивне производње у малим размерама (од неколико центиметара до неколико метара) односе на 3Д штампање великих размера.Главне предности коришћења адитивне производње укључују стварање сложених облика и карактеристика, смањење броја делова, смањење материјала и тежине и повећање продуктивности.Ако АМ не додаје вредност, треба довести у питање његову корисност.
У октобру 2021. Стратасис је купио преосталих 55% удела у компанији Ксаар 3Д, подружници британског произвођача индустријских инкјет штампача Ксаар.Стратасис-ова полимерна ПБФ технологија, названа Селецтиве Абсорбион Фусион, заснована је на Ксаар инкјет главама за штампање.Машина Стратасис Х350 се такмичи са ХП МЈФ системом.
Куповина Десктоп Метала била је импресивна.У фебруару 2021. компанија је купила Енвисионтец, дугогодишњег произвођача индустријских система за производњу адитива.У мају 2021. компанија је купила Адаптиве3Д, произвођача флексибилних ВПП полимера.У јулу 2021., Десктоп Метал је купио Аеросинт, програмера процеса превлачења у праху од више материјала.Највећа аквизиција догодила се у августу када је Десктоп Метал купио конкурента ЕкОне за 575 милиона долара.
Преузимање ЕкОне-а од стране Десктоп Метал-а окупља два реномирана произвођача металних БЈТ система.Генерално, технологија још није достигла ниво у који многи верују.Компаније настављају да се баве питањима као што су поновљивост, поузданост и разумевање основног узрока проблема када се појаве.Чак и тако, ако се проблеми реше, још увек има простора да технологија досегне већа тржишта.У јулу 2021, 3ДЕО, добављач услуга који користи власнички систем 3Д штампања, рекао је да је испоручио милионити део купцима.
Програмери софтвера и платформи у облаку су забележили значајан раст у индустрији адитивне производње.Ово посебно важи за системе управљања учинком (МЕС) који прате АМ ланац вредности.3Д Системс је пристао да купи Октон у септембру 2021. за 180 милиона долара.Основан 2017. године, Октон пружа решења заснована на облаку за побољшање тока посла и побољшање АМ ефикасности.Материализе је купио Линк3Д у новембру 2021. за 33,5 милиона долара.Као и Октон, Линк3Д платформа у облаку прати рад и поједностављује АМ радни ток.
Једна од најновијих аквизиција у 2021. је аквизиција компаније Вохлерс Ассоциатес од стране АСТМ Интернатионал.Заједно раде на искоришћењу бренда Вохлерс како би подржали шире усвајање АМ-а широм света.Преко АСТМ АМ центра изврсности, Вохлерс Ассоциатес ће наставити да производи Вохлерс извештаје и друге публикације, као и да пружа саветодавне услуге, анализу тржишта и обуку.
Индустрија адитивне производње је сазрела и многе индустрије користе технологију за широк спектар примена.Али 3Д штампа неће заменити већину других облика производње.Уместо тога, користи се за креирање нових врста производа и пословних модела.Организације користе АМ да смање тежину делова, смање време испоруке и трошкове алата и побољшају персонализацију производа и перформансе.Очекује се да ће индустрија адитивне производње наставити своју путању раста са новим компанијама, производима, услугама, апликацијама и случајевима коришћења који се појављују, често вртоглавом брзином.