Manufaktur aditif, ogé katelah percetakan 3D, terus mekar salami ampir 35 taun saprak panggunaan komérsialna. Industri aerospace, otomotif, pertahanan, énergi, transportasi, médis, dental, sareng konsumen nganggo manufaktur aditif pikeun rupa-rupa aplikasi.
Kalayan diadopsi sacara lega sapertos kitu, jelas yén manufaktur aditif sanés solusi anu cocog pikeun sadayana. Numutkeun standar terminologi ISO/ASTM 52900, ampir sadaya sistem manufaktur aditif komérsial kalebet kana salah sahiji tina tujuh kategori prosés. Ieu kalebet ékstrusi bahan (MEX), fotopolimerisasi bak mandi (VPP), fusi unggun bubuk (PBF), panyemprotan pangiket (BJT), panyemprotan bahan (MJT), déposisi énergi anu diarahkeun (DED), sareng laminasi lambaran (SHL). Di dieu aranjeunna diurutkeun dumasar kana popularitas dumasar kana penjualan unit.
Beuki loba professional industri, kaasup insinyur jeung manajer, nu keur diajar iraha manufaktur aditif bisa ngabantu ningkatkeun produk atawa prosés jeung iraha teu bisa. Sacara historis, inisiatif utama pikeun nerapkeun manufaktur aditif asalna ti insinyur nu geus ngalaman téknologi ieu. Manajemén ningali leuwih loba conto kumaha manufaktur aditif bisa ningkatkeun produktivitas, ngurangan waktu prosés, jeung nyiptakeun kasempetan bisnis anyar. AM moal ngagantikeun kalolobaan bentuk manufaktur tradisional, tapi bakal jadi bagian tina gudang senjata pangusaha dina pamekaran produk jeung kamampuh manufaktur.
Manufaktur aditif ngagaduhan rupa-rupa aplikasi, ti mikrofluidika dugi ka konstruksi skala ageung. Mangpaat AM rupa-rupa gumantung kana industri, aplikasi, sareng kinerja anu diperyogikeun. Organisasi kedah gaduh alesan anu saé pikeun nerapkeun AM, henteu paduli kasus panggunaanana. Anu paling umum nyaéta modél konseptual, verifikasi desain, sareng verifikasi kasaluyuan sareng fungsionalitas. Beuki seueur perusahaan anu nganggo éta pikeun nyiptakeun alat sareng aplikasi pikeun produksi massal, kalebet pamekaran produk khusus.
Pikeun aplikasi aerospace, beurat mangrupikeun faktor utama. Numutkeun Marshall Space Flight Center NASA, biayana sakitar $10.000 pikeun nempatkeun muatan 0,45kg kana orbit Bumi. Ngurangan beurat satelit tiasa ngahémat biaya peluncuran. Gambar anu dilampirkeun nunjukkeun bagian AM logam Swissto12 anu ngagabungkeun sababaraha pandu gelombang kana hiji bagian. Kalayan AM, beuratna dikirangan janten kirang ti 0,08 kg.
Manufaktur aditif dianggo di sakuliah ranté nilai dina industri énergi. Pikeun sababaraha perusahaan, kasus bisnis pikeun ngagunakeun AM nyaéta pikeun gancang ngulang proyék pikeun nyiptakeun produk anu pangsaéna dina waktos anu singget. Dina industri minyak sareng gas, bagian atanapi rakitan anu ruksak tiasa ngarugikeun rébuan dolar atanapi langkung dina produktivitas anu leungit per jam. Ngagunakeun AM pikeun mulangkeun operasi tiasa janten hal anu pikaresepeun.
Pabrik 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. Perlengkapan anu dipidangkeun dina halaman salajengna nganggo bagian CNC salaku pigura sareng nganggo DED pikeun ngelas keliling pipa. AM nyayogikeun laju déposisi anu luhur kalayan runtah minimal, sedengkeun CNC nyayogikeun presisi anu diperyogikeun.
Dina taun 2021, wadah cai anu dicitak 3D dipasang dina rig minyak TotalEnergies di Laut Kalér. Jaket cai mangrupikeun unsur penting anu dianggo pikeun ngontrol pamulihan hidrokarbon dina sumur anu nuju diwangun. Dina hal ieu, kauntungan tina ngagunakeun manufaktur aditif nyaéta ngirangan waktos prosés sareng ngirangan émisi ku 45% dibandingkeun sareng jaket cai anu ditempa tradisional.
Kasus bisnis anu sanés 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 énggal dirilis unggal taun, anu meryogikeun perusahaan pikeun ngarilis jajaran adaptor énggal. Ku ngagunakeun AM, perusahaan tiasa ngahémat artos pikeun alat-alat mahal anu kedah digentos nalika telepon énggal dirilis.
Sapertos prosés atanapi téknologi naon waé, manufaktur aditif teu kedah dianggo sabab dianggap énggal atanapi béda. Ieu kanggo ningkatkeun pamekaran produk sareng/atanapi prosés manufaktur. Éta kedah nambihan nilai. Conto kasus bisnis anu sanés kalebet produk khusus sareng kustomisasi massal, fungsi anu rumit, bagian anu terintegrasi, bahan sareng beurat anu langkung sakedik, sareng kinerja anu ningkat.
Supados AM tiasa ngawujudkeun poténsi kamekaranana, tantangan kedah diatasi. Pikeun kaseueuran aplikasi manufaktur, prosésna kedah tiasa dipercaya sareng tiasa diproduksi deui. Métode salajengna pikeun ngotomatisasi panyabutan bahan tina bagian sareng pangrojong sareng pasca-pamrosésan bakal ngabantosan. Otomatisasi ogé ningkatkeun produktivitas sareng ngirangan biaya per bagian.
Salah sahiji widang anu paling dipikaresep nyaéta otomatisasi pasca-pamrosésan sapertos miceun bubuk sareng finishing. Ku cara ngotomatisasi prosés produksi massal aplikasi, téknologi anu sami tiasa diulang rébuan kali. Masalahna nyaéta metode otomatisasi khusus tiasa bénten-bénten dumasar kana jinis bagian, ukuran, bahan, sareng prosés. Salaku conto, pasca-pamrosésan makuta huntu otomatis béda pisan sareng pamrosésan bagian mesin roket, sanaos duanana tiasa didamel tina logam.
Kusabab suku cadang dioptimalkeun pikeun AM, fitur anu langkung canggih sareng saluran internal sering ditambihkeun. Pikeun PBF, tujuan utama nyaéta miceun 100% bubuk. Solukon ngahasilkeun sistem miceun bubuk otomatis. Perusahaan parantos ngembangkeun téknologi anu disebut Smart Powder Recovery (SRP) anu muterkeun sareng ngageterkeun suku cadang logam anu masih napel kana pelat wangunan. Rotasi sareng geter dikontrol ku modél CAD suku cadang. Ku cara mindahkeun sareng ngocok suku cadang sacara tepat, bubuk anu katéwak ngalir ampir sapertos cairan. Otomatisasi ieu ngirangan tanaga kerja manual sareng tiasa ningkatkeun reliabilitas sareng réproduksibilitas miceun bubuk.
Masalah sareng watesan tina miceun bubuk sacara manual tiasa ngawatesan kamampuan ngagunakeun AM pikeun produksi massal, bahkan dina jumlah sakedik. Sistem miceun bubuk logam Solukon tiasa beroperasi dina atmosfir inert sareng ngumpulkeun bubuk anu teu dianggo pikeun dianggo deui dina mesin AM. Solukon ngalaksanakeun survey palanggan sareng nerbitkeun panilitian dina Désémber 2021 anu nunjukkeun yén dua perhatian panggedéna nyaéta kaséhatan padamelan sareng réproduksibilitas.
Ngaleungitkeun bubuk sacara manual tina struktur résin PBF tiasa nyéépkeun waktos. Perusahaan sapertos DyeMansion sareng PostProcess Technologies nuju ngawangun sistem pasca-pamrosésan pikeun miceun bubuk sacara otomatis. Seueur bagian manufaktur aditif tiasa dimuat kana sistem anu ngabalikeun sareng ngaluarkeun média pikeun miceun bubuk anu kaleuleuwihi. HP gaduh sistem nyalira anu cenah tiasa miceun bubuk tina ruang rakitan Jet Fusion 5200 dina 20 menit. Sistem ieu nyimpen bubuk anu teu acan dilebur dina wadah anu misah pikeun dianggo deui atanapi didaur ulang pikeun aplikasi anu sanés.
Pausahaan tiasa nguntungkeun tina otomatisasi upami éta tiasa diterapkeun kana kaseueuran léngkah pasca-pamrosésan. DyeMansion nawiskeun sistem pikeun miceun bubuk, nyiapkeun permukaan sareng ngalukis. Sistem PowerFuse S ngamuat bagian-bagian, ngukus bagian anu lemes sareng ngabongkarna. Pausahaan nyayogikeun rak stainless steel pikeun ngagantungkeun bagian, anu dilakukeun ku leungeun. Sistem PowerFuse S tiasa ngahasilkeun permukaan anu sami sareng kapang injeksi.
Tangtangan pangbadagna anu disanghareupan ku industri ieu nyaéta ngartos kasempetan nyata anu ditawarkeun ku otomatisasi. Upami sajuta bagian polimér kedah didamel, prosés tuang atanapi pencetakan tradisional tiasa janten solusi anu pangsaéna, sanaos ieu gumantung kana bagianna. AM sering sayogi pikeun produksi munggaran dina produksi sareng uji coba alat. Ngaliwatan pasca-pamrosésan otomatis, rébuan bagian tiasa diproduksi sacara andal sareng tiasa diproduksi deui nganggo AM, tapi éta khusus pikeun bagian sareng panginten peryogi solusi khusus.
AM teu aya hubunganana sareng industri. Seueur organisasi nampilkeun hasil panalungtikan sareng pamekaran anu pikaresepeun anu tiasa ngarah kana fungsi produk sareng jasa anu leres. Dina industri aerospace, Relativity Space ngahasilkeun salah sahiji sistem manufaktur aditif logam panggedéna nganggo téknologi DED anu dipatenkeun, anu dipiharep ku perusahaan bakal dianggo pikeun ngadamel mayoritas roketna. Roket Terran 1 na tiasa nganteurkeun muatan 1.250 kg ka orbit Bumi anu handap. Relativity ngarencanakeun pikeun ngaluncurkeun roket uji coba dina pertengahan 2022 sareng parantos ngarencanakeun roket anu langkung ageung sareng tiasa dianggo deui anu disebut Terran R.
Rokét Terran 1 sareng R ti Relativity Space mangrupikeun cara anu inovatif pikeun ngabayangkeun deui kumaha rupana penerbangan luar angkasa ka hareup. Desain sareng optimasi pikeun manufaktur aditif nyababkeun minat kana pamekaran ieu. Perusahaan ngaklaim yén metode ieu ngirangan jumlah bagian 100 kali dibandingkeun sareng rokét tradisional. Perusahaan ogé ngaklaim yén éta tiasa ngahasilkeun rokét tina bahan baku dina 60 dinten. Ieu mangrupikeun conto anu saé pikeun ngagabungkeun seueur bagian kana hiji sareng nyederhanakeun ranté suplai.
Dina industri dental, manufaktur aditif dianggo pikeun ngadamel makuta, sasak, citakan pangeboran bedah, gigi palsu parsial sareng aligner. Align Technology sareng SmileDirectClub nganggo percetakan 3D pikeun ngahasilkeun bagian pikeun aligner plastik bening thermoforming. Align Technology, produsén produk mérek Invisalign, nganggo seueur sistem fotopolimerisasi dina bak Sistem 3D. Dina taun 2021, perusahaan nyatakeun yén aranjeunna parantos ngubaran langkung ti 10 juta pasien saprak nampi persetujuan FDA dina taun 1998. Upami perawatan pasien has diwangun ku 10 aligner, anu mangrupikeun perkiraan anu handap, perusahaan parantos ngahasilkeun 100 juta atanapi langkung bagian AM. Bagian FRP hésé didaur ulang sabab termoset. SmileDirectClub nganggo sistem HP Multi Jet Fusion (MJF) pikeun ngahasilkeun bagian termoplastik anu tiasa didaur ulang pikeun aplikasi sanés.
Sacara historis, VPP tacan tiasa ngahasilkeun bagian anu ipis sareng transparan kalayan sipat kakuatan pikeun dianggo salaku alat ortodontik. Dina taun 2021, LuxCreo sareng Graphy ngarilis solusi anu mungkin. Per bulan Pebruari, Graphy parantos kéngingkeun persetujuan FDA pikeun percetakan 3D langsung tina alat dental. Upami anjeun nyetakna langsung, prosés ti mimiti dugi ka ahir dianggap langkung pondok, langkung gampang, sareng berpotensi langkung mirah.
Hiji kamajuan awal anu nampi seueur perhatian média nyaéta panggunaan percetakan 3D pikeun aplikasi konstruksi skala ageung sapertos perumahan. Seringna témbok bumi dicitak ku cara ékstrusi. Sadaya bagian bumi anu sanés didamel nganggo metode sareng bahan tradisional, kalebet lanté, siling, hateup, tangga, panto, jandéla, alat-alat rumah tangga, kabinet sareng countertops. Témbok anu dicitak 3D tiasa ningkatkeun biaya pamasangan listrik, lampu, pipa ledeng, saluran pembuangan, sareng ventilasi pikeun pemanasan sareng AC. Ngarengsekeun interior sareng éksterior témbok beton langkung sesah tibatan desain témbok tradisional. Modernisasi bumi nganggo témbok anu dicitak 3D ogé mangrupikeun pertimbangan anu penting.
Para panalungtik di Laboratorium Nasional Oak Ridge nuju nalungtik kumaha carana nyimpen énergi dina témbok anu dicitak 3D. Ku cara nyelapkeun pipa kana témbok nalika konstruksi, cai tiasa ngalir ngaliwatan éta pikeun manaskeun sareng niiskeun. Proyék R&D ieu memang pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pamekaran. Proyék R&D ieu memang pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pamekaran.Proyék panalungtikan ieu memang pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pamekaran.Proyék panalungtikan ieu pikaresepeun sareng inovatif, tapi masih dina tahap awal pamekaran.
Kaseueuran urang tacan wawuh kana ékonomi percetakan 3D, bagian wangunan atanapi objék ageung anu sanés. Téhnologi ieu parantos dianggo pikeun ngahasilkeun sababaraha sasak, tenda, bangku taman, sareng unsur hiasan pikeun wangunan sareng lingkungan luar. Dipercaya yén kaunggulan manufaktur aditif dina skala alit (ti sababaraha séntiméter dugi ka sababaraha méter) lumaku pikeun percetakan 3D skala ageung. Kauntungan utama tina ngagunakeun manufaktur aditif kalebet nyiptakeun bentuk sareng fitur anu rumit, ngirangan jumlah bagian, ngirangan bahan sareng beurat, sareng ningkatkeun produktivitas. Upami AM henteu nambihan nilai, mangpaatna kedah dipertanyakeun.
Dina Oktober 2021, Stratasys ngagaleuh sésana 55% saham di Xaar 3D, anak perusahaan produsén printer inkjet industri Inggris Xaar. Téhnologi polimér PBF Stratasys, anu disebut Selective Absorbion Fusion, dumasar kana printhead inkjet Xaar. Mesin Stratasys H350 bersaing sareng sistem HP MJF.
Meuli Desktop Metal téh matak héran. Dina bulan Pébruari 2021, perusahaan ieu ngagaleuh Envisiontec, produsén sistem manufaktur aditif industri anu geus lila aya. Dina Méi 2021, perusahaan ieu ngagaleuh Adaptive3D, pamekar polimér VPP fléksibel. Dina Juli 2021, Desktop Metal ngagaleuh Aerosint, pamekar prosés recoating powder coating multi-material. Akuisisi panggedéna lumangsung dina bulan Agustus nalika Desktop Metal ngagaleuh pesaing ExOne kalayan harga $575 juta.
Akuisisi ExOne ku Desktop Metal ngahijikeun dua produsén sistem BJT logam anu kasohor. Sacara umum, téknologi ieu tacan ngahontal tingkat anu dipercaya ku seueur jalmi. Perusahaan terus ngungkulan masalah sapertos repeatability, reliabilitas, sareng ngartos akar masalah nalika timbul. Sanaos kitu, upami masalahna direngsekeun, masih aya rohangan pikeun téknologi ieu pikeun ngahontal pasar anu langkung ageung. Dina Juli 2021, 3DEO, panyadia jasa anu nganggo sistem percetakan 3D anu dipatenkeun, nyatakeun yén aranjeunna parantos ngirimkeun sajuta ka konsumén.
Pamekar parangkat lunak sareng platform méga parantos ningali kamekaran anu signifikan dina industri manufaktur aditif. Ieu khususna leres pikeun sistem manajemen kinerja (MES) anu ngalacak ranté nilai AM. 3D Systems satuju pikeun ngagaleuh Oqton dina Séptémber 2021 kalayan harga $180 juta. Diadegkeun dina taun 2017, Oqton nyayogikeun solusi berbasis méga pikeun ningkatkeun alur kerja sareng ningkatkeun efisiensi AM. Materialize ngagaleuh Link3D dina Nopémber 2021 kalayan harga $33,5 juta. Sapertos Oqton, platform méga Link3D ngalacak padamelan sareng nyederhanakeun alur kerja AM.
Salah sahiji akuisisi panganyarna dina taun 2021 nyaéta akuisisi ASTM International kana Wohlers Associates. Babarengan aranjeunna damel pikeun ngamangpaatkeun merek Wohlers pikeun ngadukung adopsi AM anu langkung lega di sakumna dunya. Ngaliwatan Pusat Kaunggulan ASTM AM, Wohlers Associates bakal teras ngahasilkeun laporan Wohlers sareng publikasi sanésna, ogé nyayogikeun jasa konsultasi, analisis pasar sareng pelatihan.
Industri manufaktur aditif parantos dewasa sareng seueur industri anu nganggo téknologi ieu pikeun rupa-rupa aplikasi. Tapi percetakan 3D moal ngagentos kaseueuran bentuk manufaktur anu sanés. Sabalikna, éta dianggo pikeun nyiptakeun jinis produk sareng modél bisnis énggal. Organisasi nganggo AM pikeun ngirangan beurat suku cadang, ngirangan waktos prosés sareng biaya alat, sareng ningkatkeun personalisasi sareng kinerja produk. Industri manufaktur aditif diperkirakeun bakal neraskeun lintasan kamekaranana kalayan perusahaan, produk, jasa, aplikasi sareng kasus panggunaan énggal anu muncul, sering kalayan kecepatan anu luhur.