Qo'shimcha ishlab chiqarish, shuningdek, 3D bosib chiqarish deb ham ataladi, tijorat maqsadlarida ishlatilganidan beri qariyb 35 yil davomida rivojlanishda davom etdi. Aerokosmik, avtomobilsozlik, mudofaa, energetika, transport, tibbiyot, stomatologiya va iste'mol sanoati qo'shimcha ishlab chiqarishdan keng ko'lamli dasturlar uchun foydalanadi.
Bunday keng qo'llanilishi bilan qo'shimcha ishlab chiqarish hamma uchun yagona yechim emasligi aniq. ISO/ASTM 52900 terminologiya standartiga ko'ra, deyarli barcha tijorat qo'shimcha ishlab chiqarish tizimlari yettita jarayon toifasidan biriga kiradi. Bularga material ekstruziyasi (MEX), vanna fotopolimerizatsiyasi (VPP), kukunli qatlamni eritish (PBF), bog'lovchi purkash (BJT), material purkash (MJT), yo'naltirilgan energiya cho'ktirish (DED) va varaq laminatsiyasi (SHL) kiradi. Bu yerda ular birlik savdosi asosida mashhurlik bo'yicha saralangan.
Muhandislar va menejerlarni o'z ichiga olgan tobora ko'proq sanoat mutaxassislari qo'shimcha ishlab chiqarish qachon mahsulot yoki jarayonni yaxshilashga yordam berishi mumkinligini va qachon yordam bermasligini o'rganmoqdalar. Tarixan, qo'shimcha ishlab chiqarishni joriy etish bo'yicha asosiy tashabbuslar texnologiya bilan tajribali muhandislardan kelib chiqqan. Rahbariyat qo'shimcha ishlab chiqarish qanday qilib unumdorlikni oshirishi, yetkazib berish vaqtini qisqartirishi va yangi biznes imkoniyatlarini yaratishi mumkinligi haqida ko'proq misollar ko'rmoqda. AM ko'pgina an'anaviy ishlab chiqarish shakllarini almashtirmaydi, balki tadbirkorning mahsulot ishlab chiqish va ishlab chiqarish imkoniyatlari arsenalining bir qismiga aylanadi.
Qo'shimcha ishlab chiqarish mikrofluidikadan tortib keng ko'lamli qurilishgacha keng qo'llaniladi. AMning afzalliklari sanoat, qo'llanilish va talab qilinadigan ishlashga qarab farq qiladi. Tashkilotlar, foydalanish holatidan qat'i nazar, AMni qo'llash uchun yaxshi sabablarga ega bo'lishi kerak. Eng keng tarqalganlari kontseptual modellashtirish, dizaynni tekshirish va moslik va funksionallikni tekshirishdir. Tobora ko'proq kompaniyalar undan ommaviy ishlab chiqarish uchun vositalar va ilovalar yaratish, jumladan, maxsus mahsulotlarni ishlab chiqish uchun foydalanmoqdalar.
Aerokosmik qo'llanmalar uchun og'irlik asosiy omil hisoblanadi. NASAning Marshall kosmik parvozlar markazi ma'lumotlariga ko'ra, 0,45 kg yukni Yer orbitasiga chiqarish taxminan 10 000 dollarga tushadi. Sun'iy yo'ldoshlarning og'irligini kamaytirish uchirish xarajatlarini tejashga yordam beradi. Ilova qilingan rasmda bir nechta to'lqin yo'riqnomalarini bitta qismga birlashtirgan Swissto12 metall AM qismi ko'rsatilgan. AM bilan og'irlik 0,08 kg dan kamroqqa kamayadi.
Qo'shimcha ishlab chiqarish energetika sanoatida qiymat zanjiri bo'ylab qo'llaniladi. Ba'zi kompaniyalar uchun AM dan foydalanishning biznes-rejasi eng qisqa vaqt ichida eng yaxshi mahsulotni yaratish uchun loyihalarni tezda takrorlashdan iborat. Neft va gaz sanoatida shikastlangan qismlar yoki yig'ilishlar soatiga minglab dollar yoki undan ko'proq samaradorlikni yo'qotishi mumkin. Operatsiyalarni tiklash uchun AM dan foydalanish ayniqsa jozibador bo'lishi mumkin.
DED tizimlarining yirik ishlab chiqaruvchisi MX3D quvurlarni ta'mirlash vositasining prototipini chiqardi. Kompaniya ma'lumotlariga ko'ra, shikastlangan quvur liniyasi kuniga 100 000 yevrodan 1 000 000 yevrogacha (113 157-1 131 570 dollar) turadi. Keyingi sahifada ko'rsatilgan armatura CNC qismidan ramka sifatida foydalanadi va quvur atrofini payvandlash uchun DED dan foydalanadi. AM minimal chiqindilar bilan yuqori cho'kish tezligini ta'minlaydi, CNC esa kerakli aniqlikni ta'minlaydi.
2021-yilda Shimoliy dengizdagi TotalEnergies neft platformasiga 3D bosilgan suv qobig'i o'rnatildi. Suv qobiqlari qurilayotgan quduqlarda uglevodorodlarni qayta ishlashni nazorat qilish uchun ishlatiladigan muhim element hisoblanadi. Bu holda, qo'shimcha ishlab chiqarishdan foydalanishning afzalliklari an'anaviy soxta suv qobiqlariga nisbatan yetkazib berish vaqtini qisqartirish va chiqindilarni 45% ga kamaytirishdir.
Qo'shimcha ishlab chiqarishning yana bir biznes misoli qimmat asboblarni kamaytirishdir. Phone Scope telefoningiz kamerasini teleskop yoki mikroskopga ulaydigan qurilmalar uchun raqamli adapterlarni ishlab chiqdi. Har yili yangi telefonlar chiqariladi, bu esa kompaniyalardan yangi adapterlar liniyasini chiqarishni talab qiladi. AM dan foydalanish orqali kompaniya yangi telefonlar chiqarilganda almashtirilishi kerak bo'lgan qimmatbaho asboblarga pul tejashi mumkin.
Har qanday jarayon yoki texnologiyada bo'lgani kabi, qo'shimcha ishlab chiqarish yangi yoki boshqacha deb hisoblangani uchun ishlatilmasligi kerak. Bu mahsulotni ishlab chiqish va/yoki ishlab chiqarish jarayonlarini takomillashtirish uchun amalga oshiriladi. Bu qiymat qo'shishi kerak. Boshqa biznes holatlariga misollar sifatida maxsus mahsulotlar va ommaviy sozlash, murakkab funksionallik, o'rnatilgan qismlar, kamroq material va og'irlik hamda yaxshilangan ishlash kiradi.
AM o'zining o'sish salohiyatini ro'yobga chiqarishi uchun muammolarni hal qilish kerak. Ko'pgina ishlab chiqarish dasturlari uchun jarayon ishonchli va takrorlanadigan bo'lishi kerak. Keyingi qismlar va tayanchlardan materiallarni olib tashlashni avtomatlashtirish va keyingi ishlov berish usullari yordam beradi. Avtomatlashtirish shuningdek, unumdorlikni oshiradi va har bir qism uchun narxni pasaytiradi.
Eng katta qiziqish uyg'otadigan sohalardan biri kukunni olib tashlash va pardozlash kabi qayta ishlashdan keyingi avtomatlashtirishdir. Ilovalarni ommaviy ishlab chiqarish jarayonini avtomatlashtirish orqali bir xil texnologiya minglab marta takrorlanishi mumkin. Muammo shundaki, muayyan avtomatlashtirish usullari qism turi, o'lchami, materiali va jarayoniga qarab farq qilishi mumkin. Masalan, avtomatlashtirilgan tish tojlarini qayta ishlash raketa dvigateli qismlarini qayta ishlashdan juda farq qiladi, garchi ikkalasi ham metalldan tayyorlanishi mumkin.
Ehtiyot qismlar AM uchun optimallashtirilganligi sababli, ko'pincha yanada rivojlangan xususiyatlar va ichki kanallar qo'shiladi. PBF uchun asosiy maqsad kukunning 100% ni olib tashlashdir. Solukon avtomatik kukunni olib tashlash tizimlarini ishlab chiqaradi. Kompaniya hali ham yig'ish plitasiga biriktirilgan metall qismlarni aylantiradigan va tebranadigan Smart Powder Recovery (SRP) deb nomlangan texnologiyani ishlab chiqdi. Aylanish va tebranish qismning CAD modeli tomonidan boshqariladi. Ehtiyot qismlarni aniq harakatlantirish va silkitish orqali ushlangan kukun deyarli suyuqlik kabi oqadi. Ushbu avtomatlashtirish qo'l mehnatini kamaytiradi va kukunni olib tashlashning ishonchliligi va takrorlanishini yaxshilashi mumkin.
Qo'lda kukunni olib tashlashning muammolari va cheklovlari, hatto oz miqdorda bo'lsa ham, ommaviy ishlab chiqarish uchun AM dan foydalanishning hayotiyligini cheklashi mumkin. Solukon metall kukunini olib tashlash tizimlari inert atmosferada ishlashi va AM mashinalarida qayta ishlatish uchun ishlatilmagan kukunni to'plashi mumkin. Solukon mijozlar o'rtasida so'rov o'tkazdi va 2021-yil dekabr oyida ikkita eng katta tashvish mehnat salomatligi va takrorlanuvchanlik ekanligini ko'rsatuvchi tadqiqotni nashr etdi.
PBF qatron konstruksiyalaridan kukunni qo'lda olib tashlash ko'p vaqt talab qilishi mumkin. DyeMansion va PostProcess Technologies kabi kompaniyalar kukunni avtomatik ravishda olib tashlash uchun qayta ishlash tizimlarini yaratmoqdalar. Ko'pgina qo'shimcha ishlab chiqarish qismlari ortiqcha kukunni olib tashlash uchun muhitni teskari aylantiradigan va chiqaradigan tizimga yuklanishi mumkin. HPning Jet Fusion 5200 ning yig'ish kamerasidan kukunni 20 daqiqada olib tashlashga qodir bo'lgan o'z tizimi mavjud. Tizim erimagan kukunni boshqa dasturlar uchun qayta ishlatish yoki qayta ishlash uchun alohida idishda saqlaydi.
Agar avtomatlashtirishni qayta ishlashdan keyingi bosqichlarning ko'pchiligiga qo'llash mumkin bo'lsa, kompaniyalar undan foyda ko'rishlari mumkin. DyeMansion kukunni olib tashlash, sirtni tayyorlash va bo'yash uchun tizimlarni taklif etadi. PowerFuse S tizimi qismlarni yuklaydi, silliq qismlarni bug'laydi va ularni tushiradi. Kompaniya qo'lda bajariladigan qismlarni osib qo'yish uchun zanglamaydigan po'latdan yasalgan tokchani taqdim etadi. PowerFuse S tizimi inyeksion qolipga o'xshash sirtni ishlab chiqarishi mumkin.
Sanoat duch keladigan eng katta qiyinchilik avtomatlashtirish taklif qiladigan haqiqiy imkoniyatlarni tushunishdir. Agar millionlab polimer qismlarni tayyorlash kerak bo'lsa, an'anaviy quyish yoki qoliplash jarayonlari eng yaxshi yechim bo'lishi mumkin, garchi bu qismga bog'liq bo'lsa ham. AM ko'pincha asbob ishlab chiqarish va sinovdan o'tkazishda birinchi ishlab chiqarish bosqichida mavjud. Avtomatlashtirilgan keyingi ishlov berish orqali AM yordamida minglab qismlar ishonchli va takrorlanadigan tarzda ishlab chiqarilishi mumkin, ammo bu qismga xosdir va maxsus yechimni talab qilishi mumkin.
AM sanoat bilan hech qanday aloqasi yo'q. Ko'pgina tashkilotlar mahsulot va xizmatlarning to'g'ri ishlashiga olib kelishi mumkin bo'lgan qiziqarli tadqiqot va ishlanmalar natijalarini taqdim etadilar. Aerokosmik sanoatda Relativity Space o'zining DED texnologiyasidan foydalangan holda eng yirik metall qo'shimchalarini ishlab chiqarish tizimlaridan birini ishlab chiqaradi, kompaniya ushbu texnologiyadan raketalarining aksariyatini ishlab chiqarishda foydalanishga umid qilmoqda. Uning Terran 1 raketasi Yerning past orbitasiga 1250 kg yuk yetkaza oladi. Relativity 2022-yil o'rtalarida sinov raketasini uchirishni rejalashtirmoqda va allaqachon Terran R deb nomlangan kattaroq, qayta ishlatiladigan raketani rejalashtirmoqda.
Relativity Space kompaniyasining Terran 1 va R raketalari kelajakdagi kosmik parvoz qanday ko'rinishini qayta tasavvur qilishning innovatsion usuli hisoblanadi. Qo'shimcha ishlab chiqarish uchun dizayn va optimallashtirish ushbu ishlanmaga qiziqishni uyg'otdi. Kompaniyaning ta'kidlashicha, bu usul an'anaviy raketalarga nisbatan qismlar sonini 100 baravar kamaytiradi. Kompaniya shuningdek, xom ashyodan 60 kun ichida raketa ishlab chiqarishi mumkinligini da'vo qilmoqda. Bu ko'plab qismlarni bitta qismga birlashtirish va ta'minot zanjirini sezilarli darajada soddalashtirishning ajoyib namunasidir.
Stomatologiya sanoatida qo'shimcha ishlab chiqarish tojlar, ko'priklar, jarrohlik burg'ulash shablonlari, qisman protezlar va tekislagichlar tayyorlash uchun ishlatiladi. Align Technology va SmileDirectClub shaffof plastik tekislagichlarni termoformatsiyalash uchun qismlar ishlab chiqarish uchun 3D bosib chiqarishdan foydalanadilar. Invisalign brendi ostidagi mahsulotlar ishlab chiqaruvchi Align Technology 3D Systems vannalarida ko'plab fotopolimerizatsiya tizimlaridan foydalanadi. 2021-yilda kompaniya 1998-yilda FDA tomonidan tasdiqlanganidan beri 10 milliondan ortiq bemorni davolaganini aytdi. Agar odatiy bemorni davolash 10 ta tekislagichdan iborat bo'lsa, bu past baho, kompaniya 100 million yoki undan ortiq AM qismlarini ishlab chiqargan. FRP qismlarini qayta ishlash qiyin, chunki ular termosetlangan. SmileDirectClub boshqa dasturlar uchun qayta ishlanishi mumkin bo'lgan termoplastik qismlarni ishlab chiqarish uchun HP Multi Jet Fusion (MJF) tizimidan foydalanadi.
Tarixan, VPP ortodontik asboblar sifatida foydalanish uchun mustahkamlik xususiyatlariga ega yupqa, shaffof qismlarni ishlab chiqara olmagan. 2021-yilda LuxCreo va Graphy mumkin bo'lgan yechimni e'lon qilishdi. Fevral oyidan boshlab Graphy stomatologik asboblarni to'g'ridan-to'g'ri 3D chop etish uchun FDA tomonidan tasdiqlangan. Agar siz ularni to'g'ridan-to'g'ri chop etsangiz, boshidan oxirigacha jarayon qisqaroq, osonroq va potentsial jihatdan arzonroq deb hisoblanadi.
Ommaviy axborot vositalarining katta e'tiborini tortgan dastlabki rivojlanish uy-joy kabi keng ko'lamli qurilish ishlarida 3D bosmadan foydalanish bo'ldi. Ko'pincha uyning devorlari ekstruziya orqali bosiladi. Uyning boshqa barcha qismlari an'anaviy usullar va materiallar, jumladan, pollar, shiftlar, tomlar, zinapoyalar, eshiklar, derazalar, maishiy texnika, shkaflar va stol usti taxtalari yordamida tayyorlangan. 3D bosilgan devorlar elektr energiyasi, yoritish, sanitariya-tesisat, havo o'tkazgichlar va isitish va konditsionerlash uchun shamollatish teshiklarini o'rnatish xarajatlarini oshirishi mumkin. Beton devorning ichki va tashqi qismini an'anaviy devor dizayniga qaraganda pardozlash qiyinroq. Uyni 3D bosilgan devorlar bilan modernizatsiya qilish ham muhim jihat hisoblanadi.
Oak Ridge milliy laboratoriyasi tadqiqotchilari 3D bosilgan devorlarda energiyani qanday saqlashni o'rganmoqdalar. Qurilish vaqtida devorga quvurlarni kiritish orqali suv isitish va sovutish uchun oqishi mumkin. Ushbu ilmiy-tadqiqot loyihasi qiziqarli va innovatsion, ammo u hali rivojlanishning dastlabki bosqichida. Ushbu ilmiy-tadqiqot loyihasi qiziqarli va innovatsion, ammo u hali rivojlanishning dastlabki bosqichida.Ushbu tadqiqot loyihasi qiziqarli va innovatsion, ammo u hali rivojlanishning dastlabki bosqichida.Ushbu tadqiqot loyihasi qiziqarli va innovatsion, ammo hali ham rivojlanishning dastlabki bosqichida.
Ko'pchiligimiz hali bino qismlarini yoki boshqa yirik obyektlarni 3D bosib chiqarish iqtisodiyoti bilan tanish emasmiz. Ushbu texnologiya binolar va tashqi muhit uchun ba'zi ko'priklar, tentlar, park skameykalari va dekorativ elementlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Kichik o'lchamlarda (bir necha santimetrdan bir necha metrgacha) qo'shimcha ishlab chiqarishning afzalliklari keng ko'lamli 3D bosib chiqarishga ham tegishli deb ishoniladi. Qo'shimcha ishlab chiqarishdan foydalanishning asosiy afzalliklari murakkab shakllar va xususiyatlarni yaratish, qismlar sonini kamaytirish, material va og'irlikni kamaytirish va unumdorlikni oshirishni o'z ichiga oladi. Agar AM qiymat qo'shmasa, uning foydaliligi shubha ostiga qo'yilishi kerak.
2021-yil oktabr oyida Stratasys Britaniyaning sanoat inkjet printer ishlab chiqaruvchisi Xaarning sho''ba korxonasi bo'lgan Xaar 3D kompaniyasining qolgan 55% ulushini sotib oldi. Stratasysning Selective Absorbion Fusion deb nomlangan polimer PBF texnologiyasi Xaar inkjet bosma kallaklariga asoslangan. Stratasys H350 mashinasi HP MJF tizimi bilan raqobatlashadi.
Desktop Metalni sotib olish juda ta'sirli bo'ldi. 2021-yil fevral oyida kompaniya uzoq vaqtdan beri sanoat qo'shimchalarini ishlab chiqarish tizimlarini ishlab chiqaruvchi Envisiontec kompaniyasini sotib oldi. 2021-yil may oyida kompaniya moslashuvchan VPP polimerlarini ishlab chiqaruvchi Adaptive3D kompaniyasini sotib oldi. 2021-yil iyul oyida Desktop Metal ko'p materialli kukunli qoplamani qayta qoplash jarayonlarini ishlab chiqaruvchi Aerosint kompaniyasini sotib oldi. Eng katta sotib olish avgust oyida Desktop Metal raqobatchisi ExOne kompaniyasini 575 million dollarga sotib olganida sodir bo'ldi.
Desktop Metal tomonidan ExOne sotib olinishi metall BJT tizimlarining ikkita taniqli ishlab chiqaruvchisini birlashtiradi. Umuman olganda, texnologiya hali ko'pchilik ishonadigan darajaga yetmagan. Kompaniyalar takrorlanuvchanlik, ishonchlilik va muammolar paydo bo'lganda ularning asl sababini tushunish kabi masalalarni hal qilishda davom etmoqdalar. Shunga qaramay, agar muammolar hal qilinsa, texnologiyaning kengroq bozorlarga chiqishi uchun hali ham imkoniyat mavjud. 2021-yil iyul oyida xususiy 3D bosib chiqarish tizimidan foydalanadigan xizmat ko'rsatuvchi 3DEO mijozlarga milliondan bir qismini yetkazib berganini aytdi.
Dasturiy ta'minot va bulutli platforma ishlab chiquvchilari qo'shimcha ishlab chiqarish sanoatida sezilarli o'sishni ko'rishdi. Bu, ayniqsa, AM qiymat zanjirini kuzatib boradigan samaradorlikni boshqarish tizimlari (MES) uchun to'g'ri keladi. 3D Systems 2021-yil sentabr oyida Oqtonni 180 million dollarga sotib olishga rozi bo'ldi. 2017-yilda tashkil etilgan Oqton ish jarayonini yaxshilash va AM samaradorligini oshirish uchun bulutga asoslangan yechimlarni taqdim etadi. 2021-yil noyabr oyida sotib olingan Link3Dni 33,5 million dollarga moddiylashtiring. Oqton singari, Link3D ning bulutli platformasi ham ishlarni kuzatib boradi va AM ish jarayonini soddalashtiradi.
2021-yildagi eng so'nggi sotib olishlardan biri ASTM International kompaniyasining Wohlers Associates kompaniyasini sotib olishidir. Ular birgalikda Wohlers brendidan foydalanib, butun dunyo bo'ylab AM ni kengroq qo'llashni qo'llab-quvvatlash ustida ishlamoqdalar. ASTM AM Mukammallik Markazi orqali Wohlers Associates Wohlers hisobotlari va boshqa nashrlarni ishlab chiqarishda, shuningdek, maslahat xizmatlari, bozor tahlili va treninglarni taqdim etishda davom etadi.
Qo'shimcha ishlab chiqarish sanoati rivojlandi va ko'plab sanoat tarmoqlari ushbu texnologiyadan keng ko'lamli dasturlar uchun foydalanmoqda. Ammo 3D bosib chiqarish boshqa ishlab chiqarish shakllarining o'rnini bosa olmaydi. Buning o'rniga, u yangi turdagi mahsulotlar va biznes modellarini yaratish uchun ishlatiladi. Tashkilotlar AM dan qismlarning og'irligini kamaytirish, yetkazib berish vaqtini va asboblar narxini kamaytirish, shuningdek, mahsulotni shaxsiylashtirish va ish faoliyatini yaxshilash uchun foydalanadilar. Qo'shimcha ishlab chiqarish sanoati o'zining o'sish traektoriyasini yangi kompaniyalar, mahsulotlar, xizmatlar, ilovalar va foydalanish holatlari paydo bo'lishi bilan davom ettirishi kutilmoqda, ko'pincha bu juda tez sur'atlarda.