Истеҳсоли иловагиҳо, ки бо номи чопи 3D низ маъруф аст, аз замони истифодаи тиҷоратии худ тақрибан 35 сол боз таҳаввул меёбад. Саноати кайҳонӣ, автомобилсозӣ, мудофиа, энергетика, нақлиёт, тиббӣ, дандонпизишкӣ ва истеъмолӣ истеҳсоли иловагиро барои доираи васеи барномаҳо истифода мебаранд.
Бо чунин паҳншавии васеъ, маълум мешавад, ки истеҳсоли иловаҳо як роҳи ҳалли ягона барои ҳама нест. Мувофиқи стандарти истилоҳоти ISO/ASTM 52900, қариб ҳамаи системаҳои тиҷоратии истеҳсоли иловаҳо ба яке аз ҳафт категорияи равандҳо дохил мешаванд. Инҳо экструзияи мавод (MEX), фотополимеризатсияи ванна (VPP), омехтаи қабати хока (PBF), пошидани пайвандак (BJT), пошидани мавод (MJT), ҷойгиркунии энергияи самтдор (DED) ва ламинатсияи варақҳо (SHL) мебошанд. Дар ин ҷо онҳо аз рӯи маъруфият дар асоси фурӯши воҳидҳо ҷудо карда шудаанд.
Шумораи афзояндаи мутахассисони соҳа, аз ҷумла муҳандисон ва менеҷерон, меомӯзанд, ки кай истеҳсоли иловагиҳо метавонад ба беҳтар кардани маҳсулот ё раванд мусоидат кунад ва кай не. Аз нигоҳи таърихӣ, ташаббусҳои асосӣ барои татбиқи истеҳсоли иловагиҳо аз ҷониби муҳандисоне, ки бо ин технология таҷриба доранд, ба миён омадаанд. Роҳбарият мисолҳои бештареро мебинад, ки чӣ гуна истеҳсоли иловагиҳо метавонад ҳосилнокиро беҳтар кунад, мӯҳлати истеҳсолотро кам кунад ва имкониятҳои нави тиҷоратиро эҷод кунад. AM аксари шаклҳои анъанавии истеҳсолотро иваз намекунад, балки ба қисми арсенали таҳияи маҳсулот ва қобилиятҳои истеҳсолии соҳибкорон табдил хоҳад ёфт.
Истеҳсоли иловаҳо доираи васеи татбиқ дорад, аз микрофлюидик то сохтмони миқёси калон. Фоидаҳои AM вобаста ба соҳа, татбиқ ва иҷрои зарурӣ фарқ мекунанд. Ташкилотҳо бояд сабабҳои хубе барои татбиқи AM дошта бошанд, новобаста аз ҳолати истифода. Маъмултаринашон моделсозии консептуалӣ, санҷиши тарҳрезӣ ва санҷиши мувофиқат ва функсионалӣ мебошанд. Ширкатҳои бештар ва бештар онро барои эҷоди абзорҳо ва барномаҳо барои истеҳсоли оммавӣ, аз ҷумла таҳияи маҳсулоти фармоишӣ, истифода мебаранд.
Барои истифода аз соҳаҳои кайҳонӣ, вазн омили муҳим аст. Тибқи иттилои Маркази парвозҳои кайҳонии Маршалл дар NASA, баровардани як бори 0,45 кг ба мадори Замин тақрибан 10,000 доллар арзиш дорад. Кам кардани вазни моҳвораҳо метавонад хароҷоти парвозро сарфа кунад. Дар тасвири замимашуда қисми металлии AM-и Swissto12 нишон дода шудааст, ки якчанд роҳнамои мавҷро дар як қисм муттаҳид мекунад. Бо AM, вазн то камтар аз 0,08 кг кам мешавад.
Истеҳсоли иловагиҳо дар тамоми занҷираи арзиш дар саноати энергетика истифода мешавад. Барои баъзе ширкатҳо, асоси тиҷоратии истифодаи AM ин аст, ки лоиҳаҳоро зуд такрор кунанд, то беҳтарин маҳсулоти имконпазирро дар кӯтоҳтарин муддат эҷод кунанд. Дар саноати нафт ва газ, қисмҳо ё васлкуниҳои вайроншуда метавонанд ба ҳазорҳо доллар ё бештар аз он дар як соат аз даст додани ҳосилнокии меҳнат зарар расонанд. Истифодаи AM барои барқарор кардани фаъолият метавонад махсусан ҷолиб бошад.
Истеҳсолкунандаи бузурги системаҳои DED MX3D як асбоби прототипи таъмири қубурро баровард. Тибқи иттилои ширкат, як қубури вайроншуда метавонад дар як рӯз аз 100,000 то 1,000,000 евро (113,157-1,131,570 доллар) арзиш дошта бошад. Арматурае, ки дар саҳифаи оянда нишон дода шудааст, қисми CNC-ро ҳамчун чаҳорчӯба истифода мебарад ва DED-ро барои кафшер кардани атрофи қубур истифода мебарад. AM суръати баланди таҳшиншавиро бо партовҳои ҳадди ақал таъмин мекунад, дар ҳоле ки CNC дақиқии заруриро таъмин мекунад.
Дар соли 2021, як қуттии оби чопшудаи 3D дар платформаи нафтии TotalEnergies дар Баҳри Шимолӣ насб карда шуд. Обпӯшакҳо унсури муҳиме мебошанд, ки барои назорати барқароркунии карбогидридҳо дар чоҳҳои дар ҳоли сохтмон истифода мешаванд. Дар ин ҳолат, манфиатҳои истифодаи истеҳсоли иловагӣ дар муқоиса бо обпӯшакҳои анъанавии қалбакӣ кам кардани мӯҳлати истеҳсол ва коҳиши партовҳо 45% мебошанд.
Як мисоли дигари тиҷоратӣ барои истеҳсоли иловаҳо коҳиш додани асбобҳои гаронбаҳо мебошад. Ширкати Phone Scope адаптерҳои рақамӣ-графикиро барои дастгоҳҳое таҳия кардааст, ки камераи телефони шуморо ба телескоп ё микроскоп пайваст мекунанд. Ҳар сол телефонҳои нав бароварда мешаванд, ки аз ширкатҳо талаб мекунанд, ки хати нави адаптерҳоро бароранд. Бо истифода аз AM, ширкат метавонад барои асбобҳои гаронбаҳое, ки ҳангоми баровардани телефонҳои нав бояд иваз карда шаванд, пул сарфа кунад.
Мисли ҳама гуна раванд ё технология, истеҳсоли иловагӣ набояд истифода шавад, зеро он нав ё фарқкунанда ҳисобида мешавад. Ин барои беҳтар кардани таҳияи маҳсулот ва/ё равандҳои истеҳсолӣ аст. Он бояд арзиш илова кунад. Намунаҳои дигар ҳолатҳои тиҷоратӣ инҳоянд: маҳсулоти фармоишӣ ва фармоишии оммавӣ, функсияҳои мураккаб, қисмҳои ҳамгирошуда, мавод ва вазни камтар ва иҷрои беҳтаршуда.
Барои амалӣ кардани потенсиали рушди худ, AM бояд мушкилотро ҳал кард. Барои аксари барномаҳои истеҳсолӣ, раванд бояд боэътимод ва такроршаванда бошад. Усулҳои минбаъдаи автоматикунонии хориҷ кардани маводи қисмҳо ва такягоҳҳо ва коркарди баъдӣ ба ин кӯмак мекунанд. Автоматикунонӣ инчунин ҳосилнокиро афзоиш медиҳад ва арзиши як қисмро коҳиш медиҳад.
Яке аз соҳаҳои ҷолибтарин автоматикунонии пас аз коркард, ба монанди тоза кардани хока ва коркарди он мебошад. Бо автоматикунонии раванди истеҳсоли оммавии барномаҳо, ҳамон як технологияро ҳазорҳо маротиба такрор кардан мумкин аст. Мушкилот дар он аст, ки усулҳои мушаххаси автоматикунонӣ метавонанд вобаста ба намуди қисм, андоза, мавод ва раванд фарқ кунанд. Масалан, коркарди пас аз тоҷҳои автоматии дандон аз коркарди қисмҳои муҳаррики мушак хеле фарқ мекунад, гарчанде ки ҳарду метавонанд аз металл сохта шаванд.
Азбаски қисмҳо барои AM оптимизатсия шудаанд, аксар вақт хусусиятҳои пешрафтатар ва каналҳои дохилӣ илова карда мешаванд. Барои PBF, ҳадафи асосӣ тоза кардани 100% хока мебошад. Solukon системаҳои худкори тозакунии хока истеҳсол мекунад. Ширкат технологияеро бо номи Smart Powder Recovery (SRP) таҳия кардааст, ки қисмҳои металлиро, ки то ҳол ба лавҳаи васлкунӣ пайвастанд, мегардонад ва ларзонад. Гардиш ва ларзиш аз ҷониби модели CAD-и қисм идора карда мешаванд. Бо ҳаракат додани дақиқ ва ларзонидани қисмҳо, хокаи забтшуда қариб мисли моеъ ҷорӣ мешавад. Ин автоматизатсия меҳнати дастиро кам мекунад ва метавонад эътимоднокӣ ва такроршавандагии тозакунии хокаро беҳтар созад.
Мушкилот ва маҳдудиятҳои тозакунии дастӣ бо хока метавонанд имконияти истифодаи AM-ро барои истеҳсоли оммавӣ, ҳатто дар миқдори кам, маҳдуд кунанд. Системаҳои тозакунии хокаи металлии Solukon метавонанд дар атмосфераи инертӣ кор кунанд ва хокаи истифоданашударо барои истифодаи такрорӣ дар мошинҳои AM ҷамъоварӣ кунанд. Solukon дар моҳи декабри соли 2021 як пурсиши муштариёнро анҷом дод ва як таҳқиқотеро нашр кард, ки нишон дод, ки ду нигаронии асосӣ саломатии касбӣ ва такроршавандагӣ мебошанд.
Тозакунии дастии хока аз сохторҳои қатронии PBF метавонад вақти зиёдро талаб кунад. Ширкатҳо ба монанди DyeMansion ва PostProcess Technologies системаҳои пас аз коркардро барои тоза кардани худкори хока месозанд. Бисёр қисмҳои иловагии истеҳсолиро метавон ба системае бор кард, ки муҳити атрофро барои тоза кардани хокаи зиёдатӣ чаппа ва берун мекунад. HP системаи худро дорад, ки гуфта мешавад, ки хокаро аз камераи сохтмонии Jet Fusion 5200 дар давоми 20 дақиқа тоза мекунад. Система хокаи обнашударо дар зарфи алоҳида барои истифодаи такрорӣ ё коркарди дубора барои дигар барномаҳо нигоҳ медорад.
Ширкатҳо метавонанд аз автоматизатсия фоида баранд, агар онро дар аксари марҳилаҳои пас аз коркард татбиқ кардан мумкин бошад. DyeMansion системаҳоро барои тоза кардани хока, омода кардани сатҳ ва рангкунӣ пешниҳод мекунад. Системаи PowerFuse S қисмҳоро бор мекунад, қисмҳои ҳамворро буғӣ мекунад ва онҳоро холӣ мекунад. Ширкат барои овезон кардани қисмҳо рафи пӯлоди зангногир пешниҳод мекунад, ки бо даст анҷом дода мешавад. Системаи PowerFuse S метавонад сатҳеро ба қолаби тазриқӣ монанд созад.
Мушкилоти бузургтарине, ки соҳа бо он рӯбарӯ аст, дарки имкониятҳои воқеии пешниҳоди автоматизатсия мебошад. Агар як миллион қисмҳои полимерӣ сохтан лозим бошад, равандҳои анъанавии рехтагарӣ ё қолаббандӣ метавонанд беҳтарин роҳи ҳал бошанд, гарчанде ки ин аз қисм вобаста аст. AM аксар вақт барои аввалин истеҳсолот дар истеҳсолот ва санҷиши асбобҳо дастрас аст. Тавассути коркарди пас аз автоматӣ, ҳазорҳо қисмҳоро бо истифода аз AM боэътимод ва такроршаванда истеҳсол кардан мумкин аст, аммо он ба қисмҳо хос аст ва метавонад ҳалли фармоиширо талаб кунад.
AM ба саноат ҳеҷ иртиботе надорад. Бисёре аз созмонҳо натиҷаҳои ҷолиби таҳқиқот ва рушдро пешниҳод мекунанд, ки метавонанд ба фаъолияти дурусти маҳсулот ва хидматҳо оварда расонанд. Дар соҳаи кайҳонӣ, Relativity Space яке аз бузургтарин системаҳои истеҳсоли иловаҳои металлиро бо истифода аз технологияи хусусии DED истеҳсол мекунад, ки ширкат умедвор аст, ки барои истеҳсоли аксари мушакҳои худ истифода шавад. Мушаки Terran 1-и он метавонад бори 1250 кг-ро ба мадори пасти Замин расонад. Relativity нақша дорад, ки дар миёнаҳои соли 2022 мушаки озмоиширо ба кор андозад ва аллакай мушаки калонтар ва такроран истифодашавандаро бо номи Terran R ба нақша гирифтааст.
Мушакҳои Terran 1 ва R аз Relativity Space як роҳи инноватсионии аз нав тасаввур кардани парвозҳои кайҳонии оянда мебошанд. Тарроҳӣ ва беҳсозии истеҳсоли иловагӣ таваҷҷӯҳро ба ин таҳаввулот ҷалб кард. Ширкат иддао дорад, ки ин усул шумораи қисмҳоро дар муқоиса бо мушакҳои анъанавӣ 100 маротиба кам мекунад. Ширкат инчунин иддао дорад, ки метавонад мушакҳоро аз ашёи хом дар давоми 60 рӯз истеҳсол кунад. Ин як мисоли олии муттаҳид кардани бисёр қисмҳо ба як ва хеле содда кардани занҷираи таъминот аст.
Дар саноати дандонпизишкӣ, истеҳсоли иловагиҳо барои сохтани тоҷҳо, пулҳо, қолабҳои пармакунии ҷарроҳӣ, дандонҳои қисман ва элайнерҳо истифода мешавад. Align Technology ва SmileDirectClub аз чопи 3D барои истеҳсоли қисмҳо барои термоформатсияи элайнерҳои пластикии шаффоф истифода мебаранд. Align Technology, истеҳсолкунандаи маҳсулоти брендии Invisalign, бисёре аз системаҳои фотополимеризатсияро дар ваннаҳои 3D Systems истифода мебарад. Дар соли 2021, ширкат гуфт, ки аз замони гирифтани тасдиқи FDA дар соли 1998 беш аз 10 миллион беморро табобат кардааст. Агар табобати маъмулии бемор аз 10 элайнер иборат бошад, ки ин нишондиҳандаи паст аст, ширкат 100 миллион ё бештар аз он қисмҳои AM истеҳсол кардааст. Қисмҳои FRP-ро коркарди дубора душвор аст, зеро онҳо термосет мебошанд. SmileDirectClub аз системаи HP Multi Jet Fusion (MJF) барои истеҳсоли қисмҳои термопластикӣ, ки метавонанд барои дигар барномаҳо коркард шаванд, истифода мебарад.
Аз нигоҳи таърихӣ, VPP натавонист қисмҳои тунук ва шаффофро бо хосиятҳои мустаҳкам барои истифода ҳамчун дастгоҳҳои ортодонтӣ истеҳсол кунад. Дар соли 2021, LuxCreo ва Graphy як роҳи ҳалли имконпазирро нашр карданд. Аз моҳи феврал, Graphy барои чопи мустақими 3D-и дастгоҳҳои дандонпизишкӣ аз ҷониби FDA тасдиқ шудааст. Агар шумо онҳоро мустақиман чоп кунед, раванди аз охир то охир кӯтоҳтар, осонтар ва эҳтимолан арзонтар ҳисобида мешавад.
Таҳаввулоти аввалине, ки таваҷҷӯҳи зиёди ВАО-ро ба худ ҷалб кард, истифодаи чопи 3D барои корҳои сохтмонии миқёси калон, ба монанди манзил буд. Аксар вақт деворҳои хона бо роҳи экструзия чоп карда мешаванд. Ҳамаи қисмҳои дигари хона бо истифода аз усулҳо ва маводҳои анъанавӣ, аз ҷумла фаршҳо, шифтҳо, бомҳо, зинапояҳо, дарҳо, тирезаҳо, асбобҳои рӯзгор, шкафҳо ва рӯйпӯшҳо сохта шудаанд. Деворҳои чопи 3D метавонанд арзиши насби барқ, равшанӣ, сантехникӣ, канализатсия ва сӯрохиҳои вентилятсияро барои гармидиҳӣ ва кондитсионер зиёд кунанд. Анҷом додани корҳои дохилӣ ва берунии девори бетонӣ нисбат ба тарҳи анъанавии девор душвортар аст. Модернизатсияи хона бо деворҳои чопи 3D низ як масъалаи муҳим аст.
Муҳаққиқони Лабораторияи миллии Оак Риҷ чӣ гуна нигоҳ доштани энергияро дар деворҳои чопшудаи 3D меомӯзанд. Бо гузоштани қубурҳо ба девор ҳангоми сохтмон, об метавонад барои гармкунӣ ва хунуккунӣ аз он ҷорист. Ин лоиҳаи R&D ҷолиб ва инноватсионӣ аст, аммо он ҳанӯз дар марҳилаи аввали рушд қарор дорад. Ин лоиҳаи R&D ҷолиб ва инноватсионӣ аст, аммо он ҳанӯз дар марҳилаи аввали рушд қарор дорад.Ин лоиҳаи тадқиқотӣ ҷолиб ва инноватсионӣ аст, аммо он ҳанӯз дар марҳилаҳои аввали рушд қарор дорад.Ин лоиҳаи тадқиқотӣ ҷолиб ва инноватсионӣ аст, аммо ҳанӯз дар марҳилаҳои аввали рушд қарор дорад.
Аксари мо ҳанӯз бо иқтисоди чопи 3D қисмҳои бино ё дигар ашёи калон ошно нестем. Ин технология барои истеҳсоли баъзе пулҳо, соябонҳо, нишастгоҳҳои боғ ва унсурҳои ороишӣ барои биноҳо ва муҳити беруна истифода шудааст. Боварӣ дорад, ки бартариҳои истеҳсоли иловаҳо дар миқёси хурд (аз чанд сантиметр то якчанд метр) ба чопи 3D-и миқёси калон дахл доранд. Бартариҳои асосии истифодаи истеҳсоли иловаҳо иборатанд аз эҷоди шаклҳо ва хусусиятҳои мураккаб, кам кардани шумораи қисмҳо, кам кардани мавод ва вазн ва баланд бардоштани ҳосилнокӣ. Агар AM арзиш илова накунад, фоиданокии он бояд зери суол бурда шавад.
Дар моҳи октябри соли 2021, Stratasys 55% саҳмияҳои боқимондаи Xaar 3D, як филиали истеҳсолкунандаи чопгари саноатии бритониёӣ Xaar-ро ба даст овард. Технологияи полимерии PBF-и Stratasys, ки Selective Absorbion Fusion ном дорад, ба сарлавҳаҳои чопии Xaar асос ёфтааст. Мошини Stratasys H350 бо системаи HP MJF рақобат мекунад.
Хариди Desktop Metal таъсирбахш буд. Дар моҳи феврали соли 2021, ширкат Envisiontec-ро, ки истеҳсолкунандаи деринаи системаҳои истеҳсоли иловаҳои саноатӣ буд, харидорӣ кард. Дар моҳи майи соли 2021, ширкат Adaptive3D-ро, ки таҳиягари полимерҳои VPP-и чандир аст, харидорӣ кард. Дар моҳи июли соли 2021, Desktop Metal Aerosint-ро, ки таҳиягари равандҳои аз нав пӯшонидани рӯйпӯшҳои хокагии бисёрмаводӣ аст, харидорӣ кард. Бузургтарин харид дар моҳи август сурат гирифт, вақте ки Desktop Metal рақиби ExOne-ро ба маблағи 575 миллион доллар харид.
Хариди ExOne аз ҷониби Desktop Metal ду истеҳсолкунандаи машҳури системаҳои BJT металлиро муттаҳид мекунад. Умуман, ин технология ҳанӯз ба сатҳе нарасидааст, ки бисёриҳо бовар доранд. Ширкатҳо ба ҳалли масъалаҳо, аз қабили такрорпазирӣ, эътимоднокӣ ва дарки сабаби аслии мушкилот ҳангоми пайдоиши онҳо идома медиҳанд. Бо вуҷуди ин, агар мушкилот ҳал шаванд, барои расидан ба бозорҳои калонтар имконият вуҷуд дорад. Дар моҳи июли соли 2021, 3DEO, провайдери хидматрасонӣ, ки системаи чопи 3D-и хусусиро истифода мебарад, гуфт, ки як миллионуминашро ба муштариён фиристодааст.
Таҳиягарони нармафзор ва платформаҳои абрӣ дар саноати истеҳсоли иловагии иловагӣ рушди назаррасро мушоҳида карданд. Ин махсусан барои системаҳои идоракунии самаранокӣ (MES), ки занҷири арзиши AM-ро пайгирӣ мекунанд, дуруст аст. 3D Systems розӣ шуд, ки Oqton-ро дар моҳи сентябри соли 2021 ба маблағи 180 миллион доллар харидорӣ кунад. Oqton, ки соли 2017 таъсис ёфтааст, роҳҳои ҳалли абриро барои беҳтар кардани ҷараёни кор ва беҳтар кардани самаранокии AM пешниҳод мекунад. Link3D-и харидашударо дар моҳи ноябри соли 2021 ба маблағи 33,5 миллион доллар маводсозӣ кунед. Мисли Oqton, платформаи абрии Link3D корро пайгирӣ мекунад ва ҷараёни кори AM-ро содда мекунад.
Яке аз охирин харидҳо дар соли 2021 хариди Wohlers Associates аз ҷониби ASTM International мебошад. Онҳо якҷоя барои истифода аз бренди Wohlers барои дастгирии қабули васеътари AM дар саросари ҷаҳон кор мекунанд. Тавассути Маркази бартарии ASTM AM, Wohlers Associates ба таҳияи гузоришҳо ва дигар нашрияҳои Wohlers, инчунин пешниҳоди хидматҳои машваратӣ, таҳлили бозор ва омӯзиш идома хоҳад дод.
Саноати истеҳсоли иловаҳо рушд кардааст ва бисёр соҳаҳо ин технологияро барои доираи васеи барномаҳо истифода мебаранд. Аммо чопи 3D аксари шаклҳои дигари истеҳсолотро иваз намекунад. Ба ҷои ин, он барои эҷоди намудҳои нави маҳсулот ва моделҳои тиҷоратӣ истифода мешавад. Ташкилотҳо AM-ро барои кам кардани вазни қисмҳо, кам кардани мӯҳлати истеҳсол ва хароҷоти асбобҳо ва беҳтар кардани фардӣ ва самаранокии маҳсулот истифода мебаранд. Интизор меравад, ки саноати истеҳсоли иловаҳо самти рушди худро бо пайдо шудани ширкатҳо, маҳсулот, хидматҳо, барномаҳо ва ҳолатҳои нави истифода, ки аксар вақт бо суръати баланд пайдо мешаванд, идома диҳад.