Справочное руководство по определению, подходит ли вам аддитивное производство

Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, превратилось из футуристической новинки в широко доступную технологию. Несмотря на то, что аддитивное производство существует с середины 1980-х годов, за последние пять лет рост использования и коммерциализации технологии резко увеличился. Принтеры стали быстрее, дешевле и компактнее, не говоря уже о постоянно растущем ассортименте пластиковых и металлических материалов.

Аддитивное производство выходит за рамки традиционных методов, изменяя способ создания и поддержки производственных деталей. Применительно к правильным ситуациям аддитивное производство может производить продукцию с большей эффективностью и улучшенными характеристиками. Однако на этом преимущества не заканчиваются; 3D-печать дает множество финансовых преимуществ:от сокращения отходов продукта до более низкой стоимости сложных деталей и возможностей получения дохода от производства небольших партий.

Это подробное руководство содержит подробную информацию об аддитивном производстве, его преимуществах, о том, что следует учитывать при начале работы, и многом другом!

Быстрые ссылки

• Что такое аддитивное производство?
• 6 преимуществ использования аддитивного производства на вашем производственном предприятии
• Подходит ли аддитивное производство для вашей компании? 5 соображений, которые необходимо учесть перед внедрением этой производственной технологии
• Максимизируйте свои инвестиции в аддитивное производство с CMTC!

Что такое аддитивное производство?

Аддитивное производство или 3D-печать - это процесс создания материального объекта из цифрового дизайна. В то время как традиционный 2D-принтер использует компьютер для чтения файла и печати плоской двухмерной копии на ткани или бумаге, 3D-печать создает физический объект из цифрового файла, используя слой за слоем материала, пока он не сформирует законченный трехмерный объект.

Технологии аддитивного производства создают трехмерные объекты по одному тонкому слою за раз. Каждый последующий слой связывается с предыдущим более поздним из частично расплавленного материала. Другими словами, вместо удаления материала в процессе производства для изготовления таких элементов детали, как отверстия, деталь будет построена с использованием методов аддитивного производства с отверстием, уже сформированным в готовой детали.

Материал для наслаивания может быть практически любым, начиная от металлического порошка, керамики, термопласта, стекла и даже до шоколада! В результате 3D-принтеры не универсальны; существует множество вариантов для 3D-печати, поэтому типы принтеров варьируются для различных приложений.

Аддитивное производство использовалось для создания физических моделей, прототипов, компонентов инструментов и производственных деталей в различных средах, включая металл, пластик и композитные материалы. На 3D-принтере можно воспроизвести практически любую форму, а детали можно изготавливать в различных цветах и ​​даже из более чем одного материала.

6 преимуществ использования аддитивного производства на вашем производственном предприятии

3D-печать известна своими инновационными возможностями промышленного производства. Есть несколько преимуществ, которые делают эту производственную технологию ценным активом, отстаиваемым компаниями по всему миру, в том числе:

Снижение затрат на разработку

Эта передовая производственная технология имеет стереотип, что она довольно дорогая из-за ее первоначальной стоимости. Тем не менее, долгосрочное снижение затрат на разработку приносит прибыль.

С точки зрения затрат на эксплуатацию машины это зависит от размера 3D-принтера. Большинство настольных 3D-принтеров потребляют столько же энергии, что и ноутбук, в то время как некоторые крупные промышленные 3D-принтеры потребляют значительно больше энергии. Тем не менее, их способность создавать сложные объекты за один шаг повышает эффективность и продуктивность.

Одно из главных преимуществ 3D-печати - это удешевление рабочей силы. Помимо постобработки, большинство принтеров самодостаточны и практически не нуждаются в помощи оператора. Затраты на рабочую силу для 3D-принтера практически отсутствуют по сравнению с традиционным производством, где обычно необходимы высококвалифицированные операторы.

Кроме того, аддитивное производство при небольших объемах конкурентоспособно по стоимости по сравнению с традиционным производством. Прототипы для 3D-печати значительно дешевле, чем при использовании других методов производства, таких как литье под давлением, традиционные штампы, пресс-формы, фрезерование и механическая обработка.

Меньше отходов продукта

Создавая черновики в компьютерной программе и затем отправляя их на печать, время на создание и производство новых дизайнов значительно сокращается с меньшими потерями. Этот процесс преобразования цифровых данных в цифровые исключает дополнительные промежуточные этапы традиционного прототипирования.

Кроме того, 3D-печать увеличила оборот. Благодаря возможности создания быстрых итераций, 3D-печать выявляет инженерные и проектные проблемы, на обнаружение которых в традиционном производстве могли потребоваться недели, если не месяцы.

Аддитивное производство позволяет создавать сложные конструкции, которые обычно слишком сложно или слишком дорого построить. Разработка процесса может быть выполнена за меньшее время за счет денег, потраченных на проектирование и создание прототипов с использованием традиционных методов, таких как пресс-формы и штампы. Также уменьшается количество отходов продукта из-за необходимости списывать формы для деталей и функций, которые были изменены в итерациях прототипа.

Решения по окончательному дизайну деталей могут быть приняты быстрее, поскольку сокращается время, необходимое для эффективного проектирования и создания. В целом аддитивное производство предлагает более эффективный и действенный процесс проектирования с меньшими отходами и меньшими расходами.

Повышение качества продукции

Преимущества 3D-печати заключаются в обеспечении более качественного проектирования продуктов и разработки процессов. Аддитивное производство позволяет производителям создавать продукты высочайшего качества, потому что проблемы дизайна, такие как плохая эргономика, могут быть обнаружены на ранней стадии и быстро решены. В результате качество деталей может быть улучшено за счет лучшего окончательного дизайна с помощью 3D-печати.

Кроме того, этот технологический прогресс позволяет инженерам создавать сложные и замысловатые детали, которые нерентабельны или даже невозможны при использовании обычных методов производства. Инженеры больше не ограничены традиционным оборудованием; некоторые детали, которые были спроектированы как узлы, требующие соединения, крепления или сварки, могут быть напечатаны как единая деталь. Это сокращает количество отходов, часто придает изделию большую прочность и долговечность, а также снижает количество потенциальных точек отказа.

С помощью 3D-печати можно также создавать детали из различных материалов, таких как термопласты. Некоторые из этих материалов могут существенно снизить вес, сохраняя при этом прочность и целостность. Это исключительно полезно, когда инженеры хотят сохранить прочность, но снизить вес.

Аддитивное производство может быть ценной технологией для создания долговечных продуктов, которые могут поддерживать непрерывное использование благодаря их улучшенному качеству.

Действительно быстрое прототипирование

Вы помните, когда «быстрое» прототипирование означало, что на разработку и производство уходили недели или месяцы? В первую очередь это было связано с необходимостью изготовить прототип инструмента или приспособления и, вероятно, передать часть этой работы на аутсорсинг, так как многие производители сосредоточились на производстве, но не хотели тратить драгоценное время на производство единственного прототипа детали.

С помощью аддитивного производства вы можете спроектировать и изготовить прототип на 3D-принтере за часы, а не за недели! Вместо проектирования для производства теперь вы можете производить для дизайна. Кроме того, детали могут изготавливаться в соответствии со сложными требованиями заказчика. Это кардинально меняет правила игры в прототипах.

Что это значит для вашей компании? С относительно небольшими инвестициями в 3D-принтер и опытом вы можете быстро создать макеты нового продукта и передать их заказчику в считанные дни. Кроме того, вы можете производить деталь в соответствии с очень специфической рыночной нишей, что может привести к производству высокоприбыльной маржинальной продукции.

Средство для привлечения талантов, опыта и энтузиазма в вашу компанию

Во второй статье из серии сообщений нашего блога о привлечении представителей поколения миллениалов «Как привлечь миллениалов и сохранить будущее производства» мы обсудили внедрение аддитивного производства и других новых технологий на вашем рабочем месте для привлечения квалифицированных рабочих из этой группы населения. . Как указано в этой статье, вы можете использовать оборудование для аддитивного производства, чтобы привлечь на свое предприятие молодых квалифицированных рабочих.

Подходит ли вашей компании аддитивное производство? 5 соображений, которые необходимо учесть перед внедрением этой производственной технологии

Как и при внесении каких-либо существенных изменений в производственный процесс, есть несколько факторов, которые необходимо учесть и изучить, прежде чем внедрять новые технологии в вашу компанию.

Признайте изменение мышления, связанное с аддитивным производством

Хотя аддитивное производство является мощным инструментом для производителей, эффективное использование аддитивного производства требует изменения мышления инженеров-конструкторов и руководителей компаний. Аддитивное производство противоречит многим принципам, которым большинство инженеров-конструкторов, инженеров-механиков и промышленных специалистов изучают в школе.

Например, традиционно листы металла традиционно использовались в качестве сырья для процесса изготовления металла. Эти листы вырезаны лазером для придания формы. Работа инженеров-проектировщиков заключалась в том, чтобы заказать стальной лист нужного размера и разработать программу для оптимизации раскладки деталей внутри этого листа для минимизации брака. Чем меньше забирается стали, тем ниже стоимость лома и выше прибыль.

В случае аддитивного производства вместо того, чтобы сосредоточиться на сокращении количества материала, удаляемого из процесса, вы создаете продукт, добавляя материал там, где это необходимо, или удаляя его на этапе проектирования для производства детали. Таким образом, вместо того, чтобы вырезать форму из листа стали, вы создаете ту же деталь на 3D-принтере. Если вам не нравятся форма или особенности, просто замените модель и распечатайте другую! Если у вас есть понравившийся дизайн, вы можете распечатать столько копий, сколько вам нужно.

Как видите, мышление в дизайне меняется с ног на голову, когда речь идет о аддитивном производстве. Рассмотрение смещается с уменьшения количества забираемого материала на оптимизацию конструкции детали и последующего изготовления детали одну за другой.

Вот несколько простых и относительно недорогих способов переобучить инженеров-проектировщиков работе с технологиями 3D-печати:

Учиться

Многие университеты и общественные колледжи разработали программы аддитивного производства. Они могут варьироваться от специализаций и программ сертификации до мастерских и семинаров по аддитивному производству. Мероприятия по аддитивному производству также предоставляют возможность инженерам и менеджерам компании больше узнать о технологии, которая имеет решающее значение для любых значительных изменений процесса.

Прочитать

Журналы, такие как Make Magazine, издаются для демонстрации примеров 3D-материалов и сравнения моделей принтеров, чтобы вы могли выбрать подходящий для своей компании. В Интернете также есть множество данных об аддитивном производстве и 3D-печати. На нашем веб-сайте есть целый раздел, посвященный информации и ресурсам аддитивного производства.

Сеть

Спросите и свяжитесь с местными производителями, использующими 3D-печать. Узнайте, как они используют его функции и оптимизируют его возможности. Сети производителей, местная торговая палата и мероприятия - это места, где вы можете найти других, использующих эту технологию.

Эксперимент

Стоимость персональных и настольных 3D-принтеров резко снизилась по мере появления большего количества моделей и усиления конкуренции на этом рынке. Настольный мини-принтер можно купить всего за 500 долларов. Если вы планируете включить аддитивное производство в свои операции, купите один или несколько и предоставьте их своим инженерам, как это делает Ford Motor Company. Нет лучшего способа узнать о технологии и изменить образ мышления, чем позволить дизайнерам и инженерам поиграть с ней. Как только ваши дизайнеры и инженеры лучше поймут возможности аддитивов, определение подходящей технологии аддитивов промышленного уровня для нужд вашей компании станет намного проще.

Новые технологии могут быть пугающими, но также и захватывающими! Перспективы аддитивного производства в следующие пять лет являются захватывающими:от производства нестандартных функциональных протезов до использования 3D-печати в большинстве классов и домов начальных школ.

Увеличьте свои инвестиции в аддитивное производство с CMTC!

Что делать, если вы не умеете пользоваться 3D-принтером? Когда аддитивное производство только появилось на рынке, было всего несколько ресурсов, чтобы помочь производителям использовать эту технологию, а те, которые существовали, были, как правило, очень дорогими. Есть и другие бесплатные или недорогие способы познакомить вашу компанию с аддитивными технологиями и возможными приложениями в вашей ситуации. CMTC спонсирует вебинары по аддитивному производству, которые включают презентации экспертов и ресурсы в области аддитивного производства.

Поскольку спрос на детали, изготовленные по индивидуальному заказу, продолжает расти, процессы аддитивного производства будут становиться все более и более актуальными в будущем. Производители оборудования AM прогнозируют, что по мере того, как все больше компаний начнут внедрять эти технологии, полное изменение будущего производства станет лишь вопросом времени.

CMTC осознает важность этого пути вперед и здесь, чтобы помочь вам преобразовать вашу производственную компанию с помощью аддитивного производства. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!