Тенденции 3D-печати в 2018 году:что повлияло на этот год?

Пока что 2018 год был положительным для 3D-печати. Благодаря технологическим достижениям в области программного обеспечения, аппаратного обеспечения и материалов, отрасль решительно отошла от ажиотажа начала 2010-х годов, чтобы обеспечить значительные прорывы в промышленном производстве. Промышленная 3D-печать, которая в настоящее время оценивается в более чем 7 миллиардов долларов (согласно отчету Wohlers за 2018 год), не только укрепила свою ценность в разработке продуктов и быстром создании прототипов, но и укрепила свои позиции в производстве конечных деталей.

Еще в январе мы сделали несколько прогнозов относительно развития 3D-печати в 2018 году. Но где мы находимся сегодня? Мы рассмотрим тенденции, которые произошли за последние несколько месяцев.

1. 3D-печать металлом продолжает расти

В этом году в ежегодном обзоре технологий Массачусетского технологического института 3D-печать металлом вошла в десятку передовых технологий 2018 года. Но оправдала ли эта технология ажиотаж?

Недавние разработки в области технологий, безусловно, привели к появлению металлической 3D-печати. печать стала самостоятельным методом как для создания прототипов, так и для производства. И похоже, что скорость внедрения продолжает расти:согласно отчету Wohlers за 2018 год, продажи металлических AM-систем в прошлом году выросли на 80%.

Доступность, скорость и качество деталей по-прежнему остаются главными проблемами, с которыми сталкивается аддитивное производство металлов. Однако в 2018 году был представлен новый класс недорогих промышленных систем и процессов для 3D-печати металлом. Эти новые решения, такие как технология ADAM от Markforged или технология Joule Printing от Digital Alloys, обещают сделать аддитивное производство металлов более доступным с упором на качество и скорость. Если сделать 3D-печать металлом менее дорогой и более удобной для пользователя, это будет означать, что больше компаний смогут извлечь выгоду из этой технологии в долгосрочной перспективе.

Технология струйной обработки металлического переплета - еще одна область, в которой мы уделяем особое внимание машинам, которые разрабатываются таким образом, чтобы обеспечить высокую скорость, низкую стоимость и масштабируемость производства. Например, HP недавно объявила о планах перейти на металлическую 3D-печать с запуском своей HP Metal Jet. Интересно, что система, которая утверждает, что она в 50 раз быстрее, чем другие методы лазерной 3D-печати, с самого начала была запущена с упором на производство.

GE Additive, которая в прошлом году разработала собственную машину для струйной обработки связующего, считает, что решения для струйной печати на связующем способны изменить существующие технологии, такие как литье в аэрокосмической, автомобильной, энергетической и здравоохранительной сферах.

<цитата>

«Компании покупают больше металлических систем AM для удовлетворения своих производственных потребностей. За последние несколько лет ряд компаний купили одну или две системы для тестирования и аттестации процесса и материалов. Теперь компании добавляют системы для производства, что требует значительно большей мощности ».

Терри Уолерс

2. Большой выбор материалов

От металлов до пластмасс и керамики - инновации в материалах - одна из самых быстрорастущих областей в аддитивном производстве. Компании, как стартапы, так и глобальные химические компании, теперь входят в сферу AM с новыми предложениями материалов для удовлетворения конкретных потребностей приложений. Только в этом месяце французская химическая компания Arkema запустила коммерческую платформу для расширения ассортимента материалов для 3D-печати.

Например, в этом году ассортимент доступных материалов SLS значительно расширился и теперь включает новые типы нейлона, а также порошки на основе PEBA и PEKK. Еще одно интересное дополнение к палитре материалов для 3D-печати - это высокоэффективные термопласты, которые все чаще требуются для инженерных приложений.

Хотя пластмассы по-прежнему составляют самую большую долю на рынке материалов, использование металлических материалов увеличилось в соответствии с более широким применением металлических технологий AM. В последнем отраслевом отчете Sculpteo говорится, что использование металлов подскочило с 28% в 2017 году до 36% в этом году, что снова указывает на более широкое внедрение металлической 3D-печати в производстве.

По мере роста спроса на 3D-печать возрастает и потребность в подходящих высококачественных материалах. Однако стоимость материалов по-прежнему является проблемой для сектора материалов, которую можно преодолеть, только установив более тесное стратегическое партнерство для стимулирования роста и снижения затрат.

3. Новый акцент на автоматизации

Можно утверждать, что 2018 год можно рассматривать как год, когда ценность автоматизации для производства AM была окончательно признана. Автоматизация будет играть ключевую роль в продвижении аддитивного производства к производству конечных деталей, помогая оптимизировать производственные процессы, сократить количество ручных операций и достичь высокого уровня эффективности.

В 2018 году программное обеспечение стало неотъемлемой частью этого процесса. Для интеграции аддитивного производства в производственные процессы требуется высокий уровень связи между машинами и способность координировать эти процессы. Программное обеспечение для автоматизации рабочих процессов, такое как AMFG, позволяет компаниям достичь этого путем автоматизации и координации каждого этапа процесса аддитивного производства, от печати заказов до подготовки файлов и контроля постобработки.

Кроме того, разрабатываются новые решения для дальнейшей оптимизации производственного процесса, от интеллектуальных роботизированных систем до различных альтернатив автоматизированной постобработки. Например, Lockheed Martin в сотрудничестве с ВМС США недавно разработала управляемую искусственным интеллектом робототехнику для 3D-печати, чтобы оптимизировать производство сложных деталей в удаленных местах. Многоосные роботы будут использовать мощные лазерные лучи для наплавки металлов, а алгоритмы машинного обучения позволят им отслеживать, контролировать и автоматически настраивать параметры процесса печати, тем самым обеспечивая более рациональное производство сложных металлических деталей.

Также появляются автоматизированные решения для постобработки, которые упрощают некоторые из наиболее трудоемких аспектов 3D-печати, таких как удаление опор и отделка поверхности. PostProcess Technologies предлагает такие решения как для пластиковых, так и для металлических деталей, с новой системой DECI Duo, выполняющей снятие опор и чистовую обработку поверхности в одном устройстве.

<цитата>

«Сейчас существует довольно много процессов, которые интенсивно используют человеческий труд внутри AM. Автоматизация может помочь по-разному - это может быть так же просто, как решить, где будут размещаться детали на платформе сборки с помощью программного обеспечения для автоматизации, или автоматически рассчитать время сборки. Мы могли бы даже автоматизировать моделирование отделки поверхности, которая будет создана в зависимости от используемой вами ориентации ».

Профессор Ян Кэмпбелл (Университет Лафборо)

4. Достижения в области программного обеспечения для моделирования и проектирования

Помимо оборудования и материалов, программное обеспечение является третьим важным элементом успешного процесса аддитивного производства. Программное обеспечение для 3D-печати обеспечивает большую эффективность, надежность и качество, от проектирования до мониторинга процессов и постобработки. Благодаря постоянным инновациям в этой сфере ассортимент программного обеспечения в этом году значительно расширился.

Программное обеспечение для моделирования, например, играет все более важную роль в 3D-печати, особенно в 3D-печати металлом. Внедрение технологии 3D-печати металлом может стать сложной кривой обучения для многих компаний, а моделирование процесса может помочь свести к минимуму количество отказов и оптимизировать производство, в то же время давая инженерам лучшее понимание и контроль над процессом.

Генеративное проектирование - еще одна область, в которой за последний год произошло впечатляющее развитие. Инструменты генеративного проектирования помогают решать сложные инженерные задачи. В частности, новое программное обеспечение для генеративного проектирования все чаще включает алгоритмы на основе искусственного интеллекта для создания широкого спектра альтернативных вариантов проектирования путем определения таких ключевых параметров, как вес и прочность детали, варианты материалов и т. Д. Инструмент генеративного проектирования деталей Live Parts от Desktop Metal является одним из таких примеров. , а производители в разных секторах экспериментируют с комбинацией генеративного дизайна и аддитивного производства для создания новых инновационных производственных решений.

5. Повышенное внимание к безопасности AM

Интеллектуальная собственность и защита данных продолжают оставаться предметом обсуждения в сообществе 3D-печати. Поэтому недавний всплеск решений для обеспечения безопасности 3D-дизайна и 3D-печатной продукции неудивителен.

От технологии блокчейн до платформ защиты IP и методов шифрования QR - в 2018 году наблюдается рост числа решений безопасности для аддитивного производства. Датская компания Create it REAL, например, разработала платформу шифрования для 3D-печати для 3D-принтеров FDM в попытке решить проблемы, связанные с авторским правом. Благодаря микросхеме обработки платформа позволяет пользователям печатать файлы 3D без доступа к исходному файлу 3D, предотвращая изменение исходного файла неавторизованными пользователями.

6. Расширение сотрудничества и инвестиций

Наконец, еще одна положительная тенденция, которая, как мы видим, набирает обороты, - это продолжение сотрудничества между производителями. конечным пользователям и исследовательским учреждениям, чтобы продвигать области оборудования, программного обеспечения и материалов. Объединив свои усилия, компании могут ускорить внедрение 3D-печати за счет разработки оптимизированной и простой в интеграции системы.

Подобное расширение опыта AM может также помочь восполнить существующий пробел в навыках AM. Благодаря сотрудничеству в промышленности и академических кругах можно разработать новые учебные курсы и университетские программы, чтобы восполнить этот пробел.

С другой стороны, некоторые из крупнейших компаний отрасли, такие как Siemens, BMW, Johnson &Johnson’s и Henkel, и многие другие, объявили о крупных инвестициях в исследовательские и производственные мощности AM в этом году. В апреле BMW объявила о своих инвестициях в размере 10 миллионов евро в новый кампус аддитивного производства, который будет ориентирован на создание прототипов, серийное производство и индивидуальные компоненты. Такие объявления ясно свидетельствуют о высоком интересе к использованию аддитивных технологий в качестве жизнеспособного метода производства.

Тенденции, определяющие будущее промышленной 3D-печати

Осталось всего несколько месяцев, и 2018 год стал еще одним хорошим годом для сообщества аддитивных производств. Явные улучшения в аппаратном обеспечении, программном обеспечении и материалах делались и продолжают делаться, при этом все больше компаний все чаще применяют технологию AM для производства инструментов, запасных и концевых частей.

Неудивительно, что Metal AM является основной частью этой тенденции; а достижения в области программного обеспечения помогают достичь более надежных и согласованных процессов. Кроме того, совместные усилия в различных отраслях продолжают поддерживать значительный прогресс в области 3D-печати, помогая восполнить пробел в навыках AM и стимулировать инновации.

Забегая вперед, мы можем ожидать еще больше возможностей и достижений в наступающем году. , особенно в области производства и автоматизации, что позволит мировому производственному сообществу ощутить истинные преимущества Индустрии 4.0.