Manufaktur aditif, ogé katelah percetakan 3D, geus terus mekar pikeun ampir 35 taun saprak pamakéan komérsial na.Industri aerospace, otomotif, pertahanan, tanaga, transportasi, médis, dental, sareng konsumen nganggo manufaktur aditif pikeun rupa-rupa aplikasi.
Kalayan nyoko nyebar sapertos kitu, écés yén manufaktur aditif sanés solusi hiji-ukuran-sadayana.Numutkeun standar terminologi ISO / ASTM 52900, ampir sadaya sistem manufaktur aditif komérsial digolongkeun kana salah sahiji tina tujuh kategori prosés.Ieu kaasup extrusion material (MEX), photopolymerization mandi (VPP), powder bed fusion (PBF), binder spraying (BJT), material spraying (MJT), directed energy deposition (DED), jeung sheet lamination (SHL).Di dieu aranjeunna diurutkeun dumasar popularitas dumasar kana penjualan unit.
Seueur jumlah profésional industri, kalebet insinyur sareng manajer, diajar nalika manufaktur aditif tiasa ngabantosan ningkatkeun produk atanapi prosés sareng nalika henteu tiasa.Dina sajarahna, inisiatif utama pikeun nerapkeun manufaktur aditif asalna ti insinyur anu ngalaman téknologi.Manajemén ningali langkung seueur conto kumaha manufaktur aditif tiasa ningkatkeun produktivitas, ngirangan waktos kalungguhan sareng nyiptakeun kasempetan bisnis énggal.AM moal ngagentos kalolobaan bentuk manufaktur tradisional, tapi bakal janten bagian tina arsenal pangusaha pikeun ngembangkeun produk sareng kamampuan manufaktur.
Manufaktur aditif boga rupa-rupa aplikasi, ti microfluidics ka konstruksi skala badag.Mangpaat AM rupa-rupa dumasar industri, aplikasi, jeung kinerja diperlukeun.Organisasi kedah gaduh alesan anu saé pikeun ngalaksanakeun AM, henteu paduli kasus pamakean.Anu paling umum nyaéta modél konsép, verifikasi desain, sareng kasesuaian sareng verifikasi fungsionalitas.Beuki seueur perusahaan anu ngagunakeun éta pikeun nyiptakeun alat sareng aplikasi pikeun produksi masal, kalebet pamekaran produk khusus.
Pikeun aplikasi aerospace, beurat mangrupikeun faktor utama.Hargana sakitar $10,000 pikeun nempatkeun muatan 0.45kg kana orbit Bumi, numutkeun Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA.Ngurangan beurat satelit tiasa ngahemat biaya peluncuran.Gambar napel nembongkeun bagian AM logam Swissto12 nu ngagabungkeun sababaraha waveguides kana hiji bagian.Kalayan AM, beuratna diréduksi jadi kirang ti 0,08 kg.
Pabrikan aditif dianggo sapanjang ranté nilai dina industri énergi.Kanggo sababaraha perusahaan, pasualan bisnis pikeun ngagunakeun AM nyaéta gancang-gancang ngulang proyék pikeun nyiptakeun produk anu pangsaéna dina waktos anu paling pondok.Dina industri minyak jeung gas, bagian ruksak atawa rakitan bisa ngarugikeun rébuan dollar atawa leuwih dina leungit produktivitas per jam.Ngagunakeun AM pikeun mulangkeun operasi tiasa utamana pikaresepeun.
Pabrikan utama sistem DED MX3D parantos ngarilis alat perbaikan pipa prototipe.Pipa anu ruksak tiasa ngarugikeun antara € 100,000 sareng € 1,000,000 ($ 113,157- $ 1,131,570) sadinten, numutkeun perusahaan.The fixture ditémbongkeun dina kaca hareup ngagunakeun bagian CNC salaku pigura sarta ngagunakeun DED ka las kuriling pipa.AM nyadiakeun ongkos déposisi tinggi jeung runtah minimal, bari CNC nyadiakeun precision diperlukeun.
Taun 2021, casing cai anu dicitak 3D dipasang dina rig minyak TotalEnergies di Laut Kalér.Jaket cai mangrupikeun unsur kritis anu dianggo pikeun ngontrol pamulihan hidrokarbon dina sumur anu didamel.Dina hal ieu, pedah ngagunakeun manufaktur aditif dikirangan waktos kalungguhan sareng ngirangan émisi ku 45% dibandingkeun sareng jaket cai palsu tradisional.
Kasus bisnis séjén pikeun manufaktur aditif nyaéta pangurangan alat anu mahal.Phone Scope parantos ngembangkeun adaptor digiscoping pikeun alat anu nyambungkeun kaméra telepon anjeun ka teleskop atanapi mikroskop.Telepon anyar dileupaskeun unggal taun, meryogikeun perusahaan ngaleupaskeun jalur adaptor anyar.Ku ngagunakeun AM, hiji pausahaan bisa nyimpen duit dina alat mahal nu kudu diganti lamun telepon anyar dileupaskeun.
Sapertos prosés atanapi téknologi, manufaktur aditif henteu kedah dianggo sabab dianggap énggal atanapi béda.Ieu pikeun ngaronjatkeun ngembangkeun produk jeung / atawa prosés manufaktur.Éta kedah nambihan nilai.Conto kasus bisnis anu sanés kalebet produk khusus sareng kustomisasi massal, fungsionalitas kompleks, bagian terpadu, kirang bahan sareng beurat, sareng kinerja ningkat.
Pikeun AM ngawujudkeun poténsi tumuwuhna, tantangan perlu kajawab.Kanggo sabagéan ageung aplikasi manufaktur, prosésna kedah tiasa dipercaya sareng tiasa diulang.Métode saterasna pikeun ngajadikeun otomatis ngaleupaskeun bahan bagian sareng dukungan sareng pemrosesan pos bakal ngabantosan.Automasi ogé ningkatkeun produktivitas sareng ngirangan biaya per bagian.
Salah sahiji daérah anu paling dipikaresep nyaéta otomatisasi pos-processing sapertos panyabutan bubuk sareng pagawean.Ku cara ngajadikeun otomatis prosés produksi masal aplikasi, téknologi anu sami tiasa diulang rébuan kali.Masalahna nyaéta yén métode otomatisasi khusus tiasa bénten-béda dumasar kana jinis bagian, ukuran, bahan, sareng prosés.Contona, pos-processing crowns dental otomatis pisan béda ti ngolah bagian mesin rokét, sanajan duanana bisa dijieun tina logam.
Kusabab bagian anu dioptimalkeun pikeun AM, fitur leuwih canggih tur saluran internal mindeng ditambahkeun.Pikeun PBF, tujuan utama nyaéta ngaleupaskeun 100% bubuk.Solukon ngahasilkeun sistem panyabutan bubuk otomatis.Pausahaan geus ngembangkeun hiji téhnologi disebut Smart Bubuk Pamulihan (SRP) nu rotates na ngageter bagian logam anu masih napel na piring ngawangun.Rotasi sareng geter dikawasa ku modél CAD bagian éta.Ku cara ngagerakkeun sareng ngoyagkeun bagian-bagianna, bubuk anu direbut ngalir ampir sapertos cairan.Automasi ieu ngirangan tenaga kerja manual sareng tiasa ningkatkeun reliabilitas sareng reproducibility tina panyabutan bubuk.
Masalah sareng keterbatasan panyabutan bubuk manual tiasa ngabatesan viability ngagunakeun AM pikeun produksi masal, sanajan dina jumlah leutik.Sistem panyabutan bubuk logam Solukon tiasa beroperasi dina atmosfir inert sareng ngumpulkeun bubuk anu henteu kapake pikeun dianggo deui dina mesin AM.Solukon ngalaksanakeun survey palanggan sareng nyebarkeun panilitian dina bulan Désémber 2021 nunjukkeun yén dua masalah anu paling ageung nyaéta kaséhatan padamelan sareng réproduktifitas.
Ngaleungitkeun bubuk sacara manual tina struktur résin PBF tiasa nyéépkeun waktos.Pausahaan sapertos DyeMansion sareng PostProcess Technologies ngawangun sistem pamrosésan pikeun otomatis ngahapus bubuk.Seueur bagian manufaktur aditif tiasa dimuat kana sistem anu ngabalikeun sareng ngaluarkeun médium pikeun ngaleungitkeun kaleuwihan bubuk.HP boga sistem sorangan nu cenah bisa miceun bubuk tina Jet Fusion 5200's ngawangun chamber dina 20 menit.Sistim nu nyimpen bubuk unmelted dina wadah misah pikeun dipake deui atawa didaur ulang pikeun aplikasi sejenna.
Perusahaan tiasa nyandak kauntungan tina otomatisasi upami éta tiasa diterapkeun kana kalolobaan léngkah-léngkah pamrosésan.DyeMansion nawiskeun sistem pikeun ngaleupaskeun bubuk, persiapan permukaan sareng lukisan.Sistem PowerFuse S ngamuat bagian-bagianna, nguap bagian-bagian anu mulus sareng ngabongkar.Pausahaan nyadiakeun rak stainless steel pikeun nongkrong bagian, nu dipigawé ku leungeun.Sistem PowerFuse S tiasa ngahasilkeun permukaan anu sami sareng kapang suntik.
Tantangan pangbadagna anu disanghareupan ku industri nyaéta ngartos kasempetan nyata anu ditawarkeun otomatis.Upami sajuta bagian polimér kedah dilakukeun, prosés tuang atanapi cetakan tradisional tiasa janten solusi anu pangsaéna, sanaos ieu gumantung kana bagian éta.AM sering sayogi pikeun produksi munggaran dina produksi alat sareng uji.Ngaliwatan pos-processing otomatis, rébuan bagian bisa dihasilkeun reliably tur reproducibly maké AM, tapi éta bagian-spésifik sarta bisa merlukeun solusi custom.
AM teu aya hubunganana sareng industri.Seueur organisasi nampilkeun hasil panalungtikan sareng pamekaran anu pikaresepeun anu tiasa nyababkeun fungsi produk sareng jasa anu leres.Dina industri aerospace, Relativitas Spasi ngahasilkeun salah sahiji sistem manufaktur aditif logam panggedena ngagunakeun téhnologi DED proprietary, nu parusahaan ngaharepkeun bakal dipaké pikeun ngahasilkeun mayoritas rokét na.Rokét Terran 1 na tiasa nganteurkeun muatan 1.250 kg ka orbit Bumi anu handap.Rélativitas ngarencanakeun pikeun ngaluncurkeun rokét tés dina pertengahan 2022 sareng parantos ngarencanakeun rokét anu langkung ageung, tiasa dianggo deui anu disebut Terran R.
Rokét Terran 1 sareng R Rokét Relativitas Spasi mangrupikeun cara anu inovatif pikeun ngabayangkeun deui kumaha sigana penerbangan luar angkasa ka hareup.Desain sareng optimasi pikeun manufaktur aditif nyababkeun minat kana pamekaran ieu.Pausahaan ngaklaim yén métode ieu ngurangan jumlah bagian ku 100 kali dibandingkeun rokét tradisional.Perusahaan ogé nyatakeun yén éta tiasa ngahasilkeun rokét tina bahan baku dina 60 dinten.Ieu mangrupikeun conto anu saé pikeun ngagabungkeun seueur bagian janten hiji sareng nyederhanakeun ranté suplai.
Dina industri dental, manufaktur aditif dipaké pikeun nyieun crowns, sasak, template pangeboran bedah, dentures parsial jeung aligners.Align Technology and SmileDirectClub ngagunakeun percetakan 3D pikeun ngahasilkeun bagian pikeun thermoforming aligners plastik jelas.Align Téhnologi, produsén produk branded Invisalign, ngagunakeun loba sistem photopolymerization dina mandi 3D Systems.Taun 2021, perusahaan nyarios yén éta parantos ngarawat langkung ti 10 juta pasien ti saprak nampi persetujuan FDA di 1998. Upami perawatan pasien anu biasa diwangun ku 10 aligner, anu mangrupikeun perkiraan anu rendah, perusahaan parantos ngahasilkeun 100 juta atanapi langkung bagian AM.Bagian FRP hese didaur ulang sabab térmosét.SmileDirectClub ngagunakeun sistem HP Multi Jet Fusion (MJF) pikeun ngahasilkeun bagian termoplastik anu tiasa didaur ulang pikeun aplikasi anu sanés.
Dina sajarahna, VPP teu acan tiasa ngahasilkeun bagian anu ipis sareng transparan kalayan sipat kakuatan pikeun dianggo salaku alat ortodontik.Dina 2021, LuxCreo sareng Graphy ngaluarkeun solusi anu mungkin.Dina Pébruari, Graphy ngagaduhan persetujuan FDA pikeun percetakan 3D langsung alat-alat dental.Upami anjeun langsung nyitak, prosés tungtung-ka-tungtung dianggap langkung pondok, langkung gampang, sareng berpotensi langkung murah.
Pangwangunan awal anu nampi seueur perhatian média nyaéta panggunaan percetakan 3D pikeun aplikasi konstruksi skala ageung sapertos perumahan.Sering tembok imah dicitak ku ékstrusi.Kabéh bagian séjén imah dijieun maké métode tradisional jeung bahan, kaasup floors, ceilings, roofs, tangga, panto, jandéla, panerapan, cabinets na countertops.Tembok anu dicitak 3D tiasa ningkatkeun biaya masang listrik, pencahayaan, pipa ledeng, saluran saluran, sareng ventilasi pikeun pemanasan sareng AC.Ngabéréskeun interior sareng luar témbok beton langkung sesah tibatan desain témbok tradisional.Modérnisasi bumi kalayan témbok dicitak 3D ogé mangrupikeun pertimbangan anu penting.
Peneliti di Oak Ridge National Laboratory keur diajar kumaha nyimpen énergi dina témbok 3D dicitak.Ku inserting pipa kana témbok salila konstruksi, cai bisa ngalir ngaliwatan eta pikeun pemanasan sarta cooling. Proyék R&D ieu pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pangwangunan. Proyék R&D ieu pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pangwangunan.proyék panalungtikan ieu metot sarta inovatif, tapi masih dina tahap awal pangwangunan.proyék panalungtikan ieu metot jeung inovatif, tapi masih dina tahap awal pangwangunan.
Kalolobaan urang teu acan wawuh jeung ékonomi bagian wangunan percetakan 3D atawa objék badag lianna.Téknologi parantos dianggo pikeun ngahasilkeun sababaraha sasak, kere, bangku taman, sareng elemen hiasan pikeun gedong sareng lingkungan luar.Hal ieu dipercaya yén kaunggulan manufaktur aditif dina skala leutik (ti sababaraha séntiméter ka sababaraha méter) lumaku pikeun percetakan 3D skala badag.Kauntungan utama tina ngagunakeun manufaktur aditif diantarana nyiptakeun bentuk sareng fitur anu kompleks, ngirangan jumlah bagian, ngirangan bahan sareng beurat, sareng ningkatkeun produktivitas.Upami AM henteu nambihan nilai, mangpaatna kedah ditaroskeun.
Dina Oktober 2021, Stratasys ngagaduhan sésa 55% saham Xaar 3D, anak perusahaan ti produsén printer inkjet industri Inggris Xaar.Téknologi PBF polimér Stratasys, disebut Selective Absorbion Fusion, dumasar kana printheads inkjet Xaar.Mesin Stratasys H350 bersaing jeung sistem HP MJF.
Meuli Desktop Metal éta impressive.Dina Pébruari 2021, perusahaan ngagaduhan Envisiontec, produsén sistem manufaktur aditif industri anu lami.Dina Méi 2021, perusahaan ngagaduhan Adaptive3D, pamekar polimér VPP anu fleksibel.Dina Juli 2021, Desktop Metal kaala Aerosint, pamekar prosés palapis bubuk multi-bahan.Akuisisi panggedéna sumping dina bulan Agustus nalika Desktop Metal ngagaleuh pesaing ExOne pikeun $ 575 juta.
Akuisisi ExOne ku Desktop Metal ngahijikeun dua produsén sistem BJT logam anu kasohor.Sacara umum, téknologi henteu acan ngahontal tingkat anu dipercaya ku seueur.Pausahaan terus ngarengsekeun masalah sapertos kaulangan, reliabilitas, sareng ngartos panyabab masalah nalika timbul.Sanaos kitu, upami masalahna direngsekeun, masih aya rohangan pikeun téknologi pikeun ngahontal pasar anu langkung ageung.Dina Juli 2021, 3DEO, panyadia ladénan anu nganggo sistem percetakan 3D proprietary, nyatakeun yén éta ngirimkeun sajuta ka konsumén.
Pamekar parangkat lunak sareng platform awan parantos ningali kamekaran anu signifikan dina industri manufaktur aditif.Ieu hususna leres pikeun sistem manajemén kinerja (MES) anu ngalacak ranté nilai AM.3D Systems sapuk pikeun acquire Oqton dina Séptémber 2021 pikeun $180 juta.Diadegkeun dina 2017, Oqton nyayogikeun solusi dumasar-awan pikeun ningkatkeun alur kerja sareng ningkatkeun efisiensi AM.Materialize kaala Link3D dina bulan Nopémber 2021 pikeun $33.5 juta.Sapertos Oqton, platform awan Link3D ngalacak jalan sareng nyederhanakeun alur kerja AM.
Salah sahiji akuisisi panganyarna dina 2021 nyaéta akuisisi ASTM International pikeun Wohlers Associates.Babarengan aranjeunna damel pikeun ngungkit merek Wohlers pikeun ngadukung panerapan AM anu langkung ageung di dunya.Ngaliwatan ASTM AM Center of Excellence, Wohlers Associates bakal terus ngahasilkeun laporan Wohlers sareng publikasi sanésna, ogé nyayogikeun jasa piwuruk, analisa pasar sareng pelatihan.
Industri manufaktur aditif parantos dewasa sareng seueur industri anu ngagunakeun téknologi pikeun rupa-rupa aplikasi.Tapi percetakan 3D moal ngagentos kalolobaan bentuk manufaktur anu sanés.Sabalikna, éta dianggo pikeun nyiptakeun jinis produk sareng modél bisnis anyar.Organisasi nganggo AM pikeun ngirangan beurat bagian, ngirangan waktos kalungguhan sareng biaya alat, sareng ningkatkeun personalisasi sareng kinerja produk.Industri manufaktur aditif diperkirakeun neraskeun lintasan pertumbuhanana sareng perusahaan anyar, produk, jasa, aplikasi sareng kasus pamakean anu muncul, sering dina laju anu gancang.