Развенчание 9 распространенных мифов о 3D-печати

3D-печать достигла критической точки. На протяжении десятилетий эта технология была важным инструментом для создания прототипов, а теперь становится все более жизнеспособным решением для производственных приложений.

Тем не менее, до сих пор существует много неправильных представлений о технологии. Сегодня мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных представлений о 3D-печати и развенчаем лежащие в их основе мифы.

Миф 1:«3D-печать - новая технология»

Распространение 3D-печати растет, поскольку возможности этой технологии все больше и больше подходят для решения сложных производственных задач. Учитывая интерес к 3D-печати в последнее десятилетие, можно легко поверить, что эта технология является новой.

Но на самом деле 3D-печать существует уже более 30 лет со стереолитографией ( SLA) был изобретен в 1984 году, а первый 3D-принтер представлен в 1987 году.

Прогресс, достигнутый в этой технологии с момента ее зарождения в 1980-х годах, был значительным. Некоторые из преимуществ, которые он предоставляет, включают оцифрованные производственные процессы, упрощенную цепочку поставок, большую гибкость, большее производство по запросу и точно в срок, более низкие затраты и возможность создавать сложные геометрические формы.

Миф 2:«AM заменит традиционное производство»

Один из распространенных мифов, связанных с 3D-печатью, - это идея о том, что она может заменить традиционные методы производства.

В настоящее время аддитивное производство составляет лишь небольшую часть от общей обрабатывающей промышленности с оборотом в 12 триллионов долларов. Хотя эта доля будет расти, маловероятно, что 3D-печать когда-либо полностью заменит устоявшиеся методы производства, такие как литье под давлением и обработка с ЧПУ.

3D-печать по-прежнему является довольно нишевой технологией, лучше всего подходящей для определенных приложений. К ним относятся, например:

• Компоненты с длительным сроком выполнения:3D-печать этих деталей напрямую без использования инструментов может ускорить производство и доставку.
• Индивидуальные детали:3D-печать обеспечивает экономичную настройку, особенно для небольших объемов.
• Сложные детали:3D-печать предлагает решение для изготовления деталей, производство которых слишком дорогое из-за их сложности. К ним относятся детали со сложной решетчатой ​​структурой и тонкими стенками.

Поэтому вместо того, чтобы думать о 3D-печати как о замене традиционного производства, лучше рассматривать ее как дополнение к существующим методам.

Миф 3:«3D-печать - одна из технологий»

В более широких кругах 3D-печать стала синонимом самой популярной аддитивной технологии на сегодняшний день - Fused Filament Fabrication (FFF). Хотя FFF остается наиболее узнаваемым процессом 3D-печати, он далеко не единственный.

На самом деле 3D-печать - это общий термин, охватывающий группу процессов 3D-печати. Стандарт ISO / ASTM 52900, направленный на стандартизацию терминологии, используемой в 3D-печати, определяет семь различных категорий процессов AM. Это:

• Фотополимеризация НДС (SLA, DLP)
• Обработка вяжущего (струйная обработка металлическим связующим, струйная обработка песком, многоструйная сварка HP)
• Обработка материалов
• Экструзия материала (FFF, осаждение связанного металла)
• Powder Bed Fusion (SLS, SLM / DMLS, EBM)
• Направленное распределение энергии (EBAM, WAAM)
• Ламинирование листа

При таком большом количестве различных технологий бывает сложно понять их возможности и области применения. То, как вы проектируете, выбираете материал и обрабатываете деталь, варьируется от одной технологии к другой. Конечно, потребуется время для обучения, но со всеми преимуществами, которые предлагает технология, ее определенно стоит освоить.

Миф 4:«Аддитивное производство - слишком дорогое удовольствие»

Аддитивное производство, особенно с металлами, считается дорогостоящей технологией. В некоторой степени это правда, но оборудование и эксплуатационные расходы - это лишь одна часть уравнения. Также необходимо учитывать общее влияние AM на цепочку поставок.

Рассмотрим следующий сценарий. Вы массово производите запчасть по цене 2 доллара за деталь с помощью литья под давлением. Но что, если вам нужно всего несколько сотен единиц? Чтобы окупить высокие затраты на инструмент, вам придется изготавливать тысячи идентичных деталей независимо от фактического количества деталей, которые вам нужны. Это означает, что вам придется поддерживать запасы запчастей, которые вы в настоящее время не используете, что приведет к расходам на складирование.

Управление этими дополнительными запасами обходится дорого, если вы рассматриваете хранение, обращение и утилизацию запчастей. Кроме того, вполне вероятно, что склад будет находиться далеко от вас, что приведет к дополнительным расходам на транспортировку.

С другой стороны, изготовление той же запчасти на 3D-принтере может быть в несколько раз дороже в производстве. Но поскольку для 3D-печати не требуются какие-либо специализированные инструменты, она позволяет печатать столько деталей, сколько вам нужно, когда и где они вам нужны. Это дополнительное преимущество упрощенной цепочки поставок означает экономию, поскольку 3D-печать помогает сократить складские и транспортные расходы.

В конечном итоге выбор инвестиций в AM не обязательно означает немедленную покупку 3D-принтеров. . Для компаний, плохо знакомых с аддитивным производством, аутсорсинг проектов AM может стать отличным знакомством с этой технологией.

Миф 5:«Для 3D-печати требуется всего лишь нажатие кнопки»

Обычная аналогия, используемая с 3D-печатью, заключается в сравнении ее с 2D-печатью:вы нажимаете кнопку «печать», и деталь готова к использованию.

Однако это далеко от реальности, поскольку промышленная 3D-печать требует серьезной подготовки проекта и постобработки, чтобы гарантировать, что детали получились должным образом.

Ознакомьтесь с нашими статьями о конструктивных особенностях AM или проблемах, связанных с 3D-печатью металлом - вы поймете, что насколько тонкой может быть технология.

Чтобы облегчить сложность, компании запустили высокоавтоматизированные аппаратные системы, а другие разрабатывают программное обеспечение для улучшения и оптимизации процессов AM, от подготовки дизайна до управления рабочим процессом.

Роботизированная 3D-печать также скоро появится. в фокусе, позволяя компаниям еще больше автоматизировать различные операции 3D-печати. ​​

Хотя 3D-печать деталей одним нажатием кнопки - это не то, что предлагает технология сегодня, с текущими тенденциями автоматизации мы можем приблизиться к это видение будущего.

Миф 6:«3D-принтеры могут создавать только мелкие детали»

Другое распространенное заблуждение относительно 3D-печати заключается в том, что она подходит только для небольших деталей.

Некоторые 3D-принтеры, особенно порошковые, действительно имеют относительно небольшие объемы производства. Это связано с тем, что 3D-печать более крупных деталей с использованием процессов порошковой печати часто не рентабельна.

Однако 3D-печать не ограничивается только порошковой технологией. На рынке уже доступно несколько технологий широкоформатной 3D-печати, которые делают более доступными более крупные 3D-печатные детали.

Возьмем, к примеру, 3D-принтер Large Scale Additive Manufacturing (LSAM) от Thermwood для пластмасс. . 3D-принтер LSAM с впечатляющими размерами 10 x 40 футов (примерно 37 кв.м) был использован для печати долговечных инструментов длиной 6 м для лопастей вертолетов.

Что касается металла, то для создания гигантских титановых куполов для топливных баков спутников используется технология Sciaky's Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM).

В таких приложениях 3D-печать предлагает рентабельный и гибкое решение для более быстрого изготовления крупных деталей, доказывающее, что возможности, открываемые этой технологией, выходят далеко за рамки простых компонентов.

Миф 7:«3D-печать избавляет от сложностей»

«Сложность - это бесплатно» - фраза, которую часто можно услышать в отрасли. Это относится к возможности использовать 3D-печать для создания объектов любого уровня сложности.

Технологии 3D-печати действительно невероятно универсальны. Их можно использовать для создания деталей с тонкими стенками, сложной геометрией, полыми и решетчатыми внутренними структурами, невозможными с помощью традиционных методов. Но, несмотря на эту универсальность, есть некоторые ограничения.

Как и в любой производственной технологии, у 3D-печати есть свои правила и принципы проектирования, которым инженеры должны следовать для успешного производства деталей. Например, детали с большим вылетом и углами ниже 45 градусов потребуют опорных конструкций, чтобы предотвратить сжатие детали во время процесса печати. ​​

При проектировании для AM инженерам также необходимо определить ориентацию детали и траекторию инструмента. а также фактор этапов постобработки. Это означает, что любая деталь, напечатанная на 3D-принтере, должна отвечать определенным конструктивным соображениям - соображениям, определяющим возможность производства детали с помощью этой технологии.

Следовательно, сложность свободна только тогда, когда эта сложность соответствует требования к дизайну, предъявляемые к 3D-печати. Только принимая во внимание конструктивные особенности, инженеры могут извлечь максимальную пользу из производства компонентов с помощью аддитивного производства.

Миф 8:«Полностью напечатанные на 3D-принтере органы не за горами»

3D-печать достигла огромных успехов в медицинской отрасли, и мы заметили значительные успехи в области изготовления индивидуальных протезов, ортодонтии и слуховых аппаратов, напечатанных на 3D-принтере. Но насколько мы далеки от идеи 3D-печати органов?

На сегодняшний день 3D-печать все еще далека от создания жизнеспособных, трансплантируемых органов и тканей. Эти приложения требуют гораздо более сложной технологии 3D-печати, которую еще предстоит разработать.

Тем не менее, 3D-биопечать делает огромные успехи. Например, ученые уже используют 3D-печать для создания небольших искусственных пятен, кусочков хрящей, костей и других тканей. Эти достижения могут способствовать дальнейшему развитию регенеративной медицины, а также имеют решающее значение для разработки более эффективных методов тестирования на наркотики.

Обнадеживает то, что было зарегистрировано небольшое количество задокументированных случаев успешной трансплантации органов животным, напечатанных на 3D-принтере. Это означает, что со временем трансплантация органов, напечатанных на 3D-принтере, может стать обычной медицинской процедурой и для людей.

Миф 9:«3D-печать может напечатать все»

Поскольку 3D-печать используется для самых разных приложений, может показаться, что эту технологию можно использовать для печати чего угодно.

Лекарством от разочарования является понимание того, что 3D-печать - не волшебное решение. . Он может творить чудеса, ускоряя разработку дизайна и открывая новые возможности в производстве. Но, в конце концов, это всего лишь еще один инструмент в наборе инструментов со своими ограничениями и подходящими приложениями.

Не обращая внимания на ажиотаж

Хотя вокруг таких быстрорастущих отраслей, как 3D-печать, всегда будет много шумихи, важно выйти за рамки шумихи и быть в курсе истинных возможностей и ограничений технологии. Это поможет вам не только понять потенциал промышленной 3D-печати, но и принять оптимальные стратегические решения при принятии решения о работе с этой технологией.