3D-печать или аддитивное производство вносят колоссальные изменения в ряд важных отраслей. Компании начали печатать все, от полностью исправных автомобилей до ужинов, отмеченных знаком Мишлен. Медицинские научно-исследовательские институты даже экспериментировали с печатью функционирующих частей тела.
Недавно аддитивное производство продемонстрировало свою практическую универсальность. Он становится мощным инструментом в решении некоторых беспрецедентных проблем, связанных с COVID-19. Помощь в обеспечении медицинских работников средствами индивидуальной защиты, а пациентов - аппаратами ИВЛ.
Усовершенствованные производственные инструменты, такие как 3D-печать, также известная как аддитивное производство, необходимы для тех типов приложений, в которых важна производительность, где такая оптимизация является убедительной.
3D-печать более конкурентоспособна с точки зрения затрат при меньших объемах производства. Потому что вам не нужно экономить на масштабе, чтобы компенсировать затраты на установку. Следовательно, это облегчает массовую настройку, которую делает возможной генеративный дизайн. Поскольку стоимость 3D-печати продолжает снижаться, а разнообразие материалов увеличивается, 3D-печать становится практичной для небольших и средних деталей для все большего и большего числа приложений.
Электромобиль и автомобильная промышленность занимают видное место в производстве с использованием новейших технологий и инноваций. Автомобильные электрические и электронные системы становятся все более сложными. Это значительно усложняет задачу проектирования современных автомобилей. Информационно-развлекательные, комфортные и удобные функции и даже критически важные системы безопасности, такие как рулевое управление и управление дроссельной заслонкой, достигаются с помощью компьютеров, приводов и датчиков с электрическим приводом.
Аддитивное производство с помощью генеративного проектирования принимает определения системы и требования в качестве входных данных и генерирует архитектурные предложения для логики, программного обеспечения, оборудования и сетей электронных / электронных систем с использованием автоматизации на основе правил. Эти правила отражают знания и опыт опытных инженеров, чтобы направлять молодых инженеров на протяжении всего процесса проектирования. Получение этой интеллектуальной собственности помогает компаниям разрабатывать как архитектуры транспортных средств, так и новые поколения инженеров по мере того, как они изучают и применяют существующие знания компании.
Он также предлагает возможность объединять детали, поэтому одна сложная геометрия, созданная генеративным алгоритмом и напечатанная на 3D-принтере, часто может заменять сборки из десятков отдельных деталей.
Аэрокосмическая индустрия
Всегда находясь на переднем крае, авиакосмическая промышленность первой начала применять аддитивное производство. Аэрокосмические компании должны соответствовать самым строгим стандартам обрабатывающей промышленности, а детали и компоненты должны быть изготовлены из материалов с высочайшими эксплуатационными характеристиками. Используя AM, инженеры могут проектировать сложные высокопрочные детали, а также снижать вес аэрокосмических компонентов за счет печати более эффективных геометрических форм и устранения значительного количества ненужного материала. Это позволяет снизить расход топлива, выбросы CO2 и снизить расходы (а также более выгодные цены на авиабилеты).
Потребительские товары
Аддитивное производство дает множество преимуществ для производства добавок по запросу для потребительских товаров. Маркетинговые команды, ведущие продукт от концепции до завершения, часто больше всего времени тратят на дизайн. Чтобы убедиться, что продукт правильный, много времени тратится на создание прототипов, чтобы подтвердить концепции заинтересованным сторонам и, в конечном итоге, предоставить продукт, удовлетворяющий потребности потребителей.
Приняв AM, маркетинговые команды могут намного быстрее разрабатывать итерации своего продукта, а затем быстро менять дизайн, чтобы при необходимости скорректировать дизайн. По мере того, как аддитивное производство продолжает развиваться с увеличением объема и скорости производства, с помощью технологий AM может производиться больше потребительских товаров для быстрого и эффективного массового производства.
Инфраструктура
Не будет ничего удивительного в том, чтобы думать о жизни в доме или о прогулке по мосту, который полностью сделан из 3D-принтера. Скоро это может стать реальностью. Фактически, именно в Нидерландах в 3 году был открыт первый в мире пешеходный мост, напечатанный на 2018D-принтере. Конструкция была создана с помощью аддитивной робототехники, наслоившей расплавленную сталь, и ее размер составляет почти 40 футов.
Аддитивное производство на строительном рынке расширяется, открывая новую эру для отрасли. Согласно исследованию Transparency Market Research, к 3 году объем 33D-печати в секретариате инфраструктуры будет расти со среднегодовым темпом роста 2027%. Поскольку печатные материалы можно точно наносить слой за слоем при строительстве инфраструктуры или строительстве, AM сокращает отходы материалов. и позволяет сделать строительство максимально рентабельным.
Кроме того, 3D-печать technology позволяет создавать сложные конструкции. Поскольку материалы печатаются точно – снижается вероятность инфраструктурных аварий из-за строительных ошибок и плохого проектирования.
Хотя 3D-печать не используется в повседневном строительстве мостов, есть много возможностей в будущем по мере расширения отрасли. И, учитывая недавний отчет, показывающий, что более трети всех мостов в США нуждаются в капитальном ремонте или должны быть заменены, в ближайшем будущем может произойти быстрое расширение отрасли.
Медицина и фармацевтика
Аддитивное производство произвело революцию в медицинской отрасли, превратив то, что когда-то было научной фантастикой, в новую реальность. Эта технология открывает новые возможности для врачей, пациентов и исследовательских институтов. От прочных протезов и реалистичных анатомических моделей до компонентов хирургического уровня - невероятное количество объектов, которые уже были успешно напечатаны в медицинской сфере, дает представление о потенциале, который эта технология имеет для здравоохранения в ближайшем будущем.
Например, аддитивное производство позволяет 3D зубные протезы с печатью и устройства, изготовленные на заказ, такие как зубные протезы, коронки и даже Invisalign, которые должны быть изготовлены из различных материалов и отпечатков, адаптированных для каждого человека. В настоящее время рынок 3D-печати для цифровой стоматологии оценивается в 2.5 миллиарда долларов и, как ожидается, будет продолжать расти. Кроме того, аддитивное производство позволяет изготавливать такие устройства, как слуховые аппараты, которые могут производиться серийно, для лучшей подгонки и обеспечения высочайшего уровня комфорта для пользователя.
Один из последних текущих проектов - использование исследователями аддитивной технологии для печати эмбриональных стволовых клеток человека. Таким образом, эти стволовые клетки можно затем использовать для создания ткани для тестирования лекарств или выращивания замещающих органов, для печати кожи, которая может заменить кожу, которая может заменить сожженную или поврежденную кожу, и для печати раковых клеток для изучения и тестирования на них новых лекарств. Хирург Энтони Атала, директор Института регенеративной медицины Уэйк Форест, даже работал над печатью органов, полагая, что печать органа может вскоре заменить трансплантацию органа.
Следовательно, аддитивное производство ведет отрасли и производителей в эпоху, когда традиционные способы производства будут нарушены, оставив более быстрые, качественные и точные решения для производства будущих отраслей и продуктов.
Маянк Вашишт | ELE Times | Технологический журналист