10 основных тенденций 3D-печати, которых следует ожидать в 2020 году

В 2019 году 3D-печать достигла значительных успехов, и многие вехи, формирующие отрасль в течение года. Благодаря множеству новых разработок, партнерств и приложений отрасль продолжает расти и становится более консолидированной.

По мере того, как мы вступаем в новый год и новое десятилетие, вполне естественно задаться вопросом, что ждет индустрию 3D-печати в будущем. В этой статье мы рассмотрим 10 ключевых тенденций в области 3D-печати, которые будут разворачиваться в течение следующих 12 месяцев.

1. Сфера 3D-печати станет еще более разнообразной.

Индустрия 3D-печати становится все более разнообразной, так как количество игроков, выходящих на рынок, увеличивается.

Одним из свидетельств этой тенденции является издание Formnext 2019 года, мероприятие, которое привлекло почти всю отрасль. В 2019 году это был самый крупный показатель за всю историю:852 экспонента, что на 35% больше, чем в предыдущем году.

Растущее число экспонентов обнадеживает, так как это означает, что отрасль находится на устойчивой траектории роста. Но в то же время этот рост свидетельствует о росте числа компаний, выходящих на рынок в качестве стартапов и дочерних компаний, с новыми технологиями или собственным подходом к уже существующим.

Некоторые примеры перспективных новичков. технологии, в том числе запуск силиконовой 3D-печати, Spectroplast; разработчик недорогого 3D-принтера Laser Powder Bed Fusion, One Click Metal; и дочерняя компания Stratasys, Evolve Additive Solutions, которая разработала совершенно новую 3D-печать, основанную на электрофотографическом процессе.

Кроме того, в обзоре индустрии аддитивного производства AMFG (2019 г.) было выявлено более 80 производителей 3D-принтеров, большинство из которых появились за последние 5–10 лет.

В 2020 г. , мы ожидаем, что это число значительно вырастет, что будет способствовать здоровой конкуренции и заставит компании сосредоточиться на инновациях и развитии.

2. На горизонте появится более широкий спектр материалов для конкретных целей

Согласно недавнему исследованию Jabil, стоимость и доступность материалов являются двумя ключевыми проблемами при внедрении 3D-печати в производство. Хотя затраты на материалы вряд ли существенно снизятся в 2020 году, мы определенно увидим больше материалов, разработанных для промышленного применения.

Для этого в начале 2019 года производственный гигант Jabil открыл свой Центр инновационных материалов.

Центр инноваций в материалах - это комплексное предприятие по разработке, тестированию и производству полимерных порошков и нитей для 3D-печати. Его цель - учесть требования приложений - от Jabil или внешних клиентов - и преобразовать их в материалы, которые можно будет печатать.

На рынке все еще недостаточно вариантов полимерных материалов для 3D-печати, по сравнению с ассортиментом материалов для литья под давлением. Это означает, что разработки, подобные разработкам Jabil, помогут заполнить пробелы в материалах, создав новое поколение приложений для 3D-печати. ​​

Помимо нового внимания к разработке материалов, большие материалы компании получат еще большее участие в индустрии AM за счет расширения цепочки создания стоимости AM.

Мы видели примеры этого на протяжении 2019 года, когда производители материалов приобретали поставщиков услуг AM и создавали новые бизнес-подразделения, посвященные AM.

Постепенно ряд производителей материалов, как BASF и GKN Additive, превращаются в поставщиков решений. Это дает им хорошие возможности для того, чтобы закрепиться на рынке и одновременно стимулировать индустриализацию AM.

3. Ожидайте больше возможностей для высокотемпературных полимерных 3D-принтеров и материалов

В 2019 году мы наблюдали всплеск количества высокотемпературных полимерных 3D-принтеров, поступивших на рынок от таких компаний, как Roboze, Zortrax и Essentium. Этот всплеск в значительной степени обусловлен растущим спросом на высокоэффективные термопласты, такие как PEEK.

Эти термопласты обладают многими неотразимыми свойствами, такими как термостойкость и химическая стойкость, а также высокой прочностью и долговечностью, что делает их востребован во многих промышленных приложениях. Но из-за таких свойств их может быть сложно печатать.

Производители 3D-принтеров преодолевают эту проблему, оснащая свои принтеры подогреваемой платформой и высокотемпературным соплом.

При этом количество доступных решений для печати высокопроизводительных полимеров остается небольшим. Поскольку спрос на высокопроизводительный пластик растет, в 2020 году будет больше запускаться высокотемпературных 3D-принтеров, что будет способствовать распространению полимерной 3D-печати в различных отраслях.

4. Композитная 3D-печать перейдет в стадию роста

Композиты - это легкие, прочные материалы, пользующиеся большим спросом в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, нефтегазовая и промышленная. В сочетании с 3D-печатью эта технология может упростить и снизить стоимость производства композитов по сравнению с традиционными ручными методами производства композитов.

Вот почему мы считаем, что в предстоящем году композитная 3D-печать выйдет на путь активного роста.

2019 год заложил хорошую основу для этого роста. Например, компании, занимающиеся композитной 3D-печатью, такие как Fortify и Impossible Objects, привлекли миллионы долларов финансирования. Затем технологическая компания Arevo объявила об успешном применении своей технологии композитной 3D-печати для производства велосипедных рам.

Кроме того, компания Desktop Metal, изначально занимавшаяся 3D-печатью металлом, с запуском своего проекта перешла на создание композитного пространства. своих 3D-принтеров Fiber.

Наконец, было много партнерских отношений между компаниями, производящими оборудование и материалы, с целью разработки композитов для 3D-печати.

В совокупности эти действия указывают на огромный, но все еще в значительной степени неиспользованный потенциал 3D-печати композитов. Мы увидим еще большие усилия по продвижению композитной 3D-печати, что принесет много инноваций в композитную область в 2020 году.

5. Эволюция программного обеспечения для 3D-печати значительно ускорится

До недавнего времени не уделялось внимания программному обеспечению для 3D-печати по сравнению с сегментами оборудования и материалов. С 3D-печатью дизайнерам приходилось иметь дело с громоздким процессом подготовки дизайна, когда множество разрозненных инструментов проектирования создают неэффективный и сложный рабочий процесс.

Кроме того, программное обеспечение для моделирования также должно развиваться, чтобы обеспечить более точные результаты моделирования. Наконец, инструменты для создания аддитивов также должны стать более интуитивно понятными и более простыми в использовании.

Мы ожидаем, что 2020 год станет годом, когда мы увидим, что многие проблемы программного обеспечения будут решены. Инновации в области программного обеспечения, особенно в области дизайна, будут в большей степени сосредоточены, что позволит ускорить и упростить процесс проектирования 3D-печати.

В конечном итоге создание программных решений для удовлетворения потребностей AM станет ключевым фактором интеграции технологии в производственную среду.

6. Программное обеспечение MES станет важным для масштабируемости

Многие компании сейчас стремятся наладить серийную производственную линию AM. Однако при этом они сталкиваются со многими проблемами рабочего процесса.

Например, многим операторам и техническим специалистам AM по-прежнему приходится вручную управлять заказами на работу, проверять статусы сборки и тратить много времени на идентификацию деталей после того, как они напечатаны. Это приводит к множеству операционных узких мест, которые затрудняют масштабирование и эффективное управление производством AM.

Мы рассматриваем 2020 год как год, когда все больше компаний поймут, что достижение масштабируемого производства с помощью 3D-печати практически невозможно без наличия сквозной системы управления.

Это вызовет большую потребность в решениях для управления рабочим процессом, также известных как программное обеспечение системы управления производством (MES).

Программные решения MES, разработанные с учетом потребностей AM, могут помочь создать экосистему, в которой различные этапы рабочего процесса AM связаны вместе для достижения оптимизированного и оцифрованного управления процессами AM.

Интеграция программного обеспечения MES в объект или отдел 3D-печати - важный шаг на пути к 3D-печати, и его важность будет быстро расти с индустриализацией технологий.

7. Автоматизация постобработки будет в центре внимания

Уже в 2019 году особое внимание уделялось решению проблем этапа постобработки 3D-печати, таким как ручные процессы.

В 2020 году мы увидим больший толчок к автоматизации постобработки. операций, благодаря появлению на рынке ряда инновационных решений.

Оборудование для постобработки от таких компаний, как AMT, DyeMansion и PostProcess Technologies, уже помогает многим пользователям AM автоматизировать удаление опор, очистку и окраску деталей на основе полимеров, напечатанных на 3D-принтере.

AMT, в частности, работает над решением проблемы удаления порошка, типичной для порошковых технологий AM, таких как SLS.

По словам генерального директора AMT Джозефа Крэбтри, «в настоящее время нет другого способа сделать это [удаление порошка], кроме как вручную. Даже традиционные решения для галтовки по-прежнему требуют большого ручного вмешательства ».

В настоящее время компания испытывает свое решение для удаления порошка, которое позволяет пользователям автоматически распаковывать пороховой слой, удалять порошок и извлекать детали из порохового слоя. Системы AM. Запуск машины обещают в этом году как часть решения AMT для сквозной постобработки.

В конечном итоге добавление автоматизации постобработки к уравнению 3D-печати позволит производителям преобразовать Трехмерная печать превратилась в непрерывный процесс, который будет намного лучше работать в условиях массового производства.

8. 3D-печать в больших объемах сделает еще один шаг к тому, чтобы стать реальностью

В настоящее время 3D-печать обычно рассматривается как технология, подходящая для производства небольших и средних объемов. Хотя так будет и в 2020 году, мы также увидим больше возможностей для увеличения объемов производства с помощью 3D-печати. ​​

Одной из технологий, которая будет стимулировать эту тенденцию, является струйная печать металлического связующего. Эта технология обладает уникальными возможностями для достижения высоких скоростей печати и изготовления высокоточных компонентов с использованием более дешевых металлов для литья под давлением.

В 2019 году струйная обработка металлических переплетов пережила своего рода возрождение, когда особое внимание было уделено разработке производственного оборудования. В 2020 году мы увидим, как эти разработки начнут приносить плоды.

В 2019 году ExOne, например, представила новый металлический 3D-принтер X1 160PRO ™ для крупносерийного производства, коммерческая доступность которого намечена на конец 2020 года. Аналогичным образом Desktop Metal выпустила свою последнюю систему Shop System, удобную для механических цехов версию своей производственной системы. Система Shop System также станет доступной в конце этого года.

Компания GE, пользующаяся порошком, владеет машиной для струйной обработки бета-связующим, подходящей для больших объемов недорогих деталей. Эта машина уже работает на заводе стратегического партнера GE, компании Cummins, крупного производителя продукции для выработки электроэнергии.

Решения для струйной печати металлического связующего могут открыть новые возможности для использования 3D-печати в таких высокопроизводительных отраслях, как автомобилестроение. Вот почему, например, Volkswagen сотрудничает с HP как один из первых пользователей технологии Metal Jet.

В рамках 3D-печати полимерами, массовое производство получит еще большее распространение.

Уже в 2019 году HP представила кейс для более миллиона деталей, напечатанных на 3D-принтере стоматологической компанией Smile Direct Club. Точно так же машины 3D Systems производят сотни тысяч деталей для Align Technology. Мы ожидаем, что в 2020 году появится еще много подобных случаев в других отраслях.

9. Данные станут ключом к повышению повторяемости при 3D-печати

Большинство технологий AM требуют комплексной настройки сборки, чтобы гарантировать, что деталь завершит процесс печати и может пройти постобработку. Как известно большинству пользователей AM, это иногда легче сказать, чем сделать, поскольку нередко встречаются различия и несоответствия между деталями и станками.

Один из способов продвинуться вперед - собрать как можно больше данных, которые помогут лучше понять процесс 3D-печати. В 2020 году именно этому будет уделяться большое внимание.

Некоторые производители оборудования уже позволяют пользователям AM собирать данные, оснащая системы 3D-печати датчиками, позволяющими осуществлять мониторинг и контроль в процессе.

Датчики и камеры, размещенные внутри 3D-принтера, затем передают данные обратно в специализированное программное обеспечение, которое измеряет и анализирует различные аспекты сборки в режиме реального времени, помогая документировать процесс сборки и обеспечивать выполнение требований. .

На рынке начинают появляться и сторонние решения. Совсем недавно Additive Assurance запустила бета-версию своей платформы обеспечения качества 3D-печати на металле.

По сути, Additive Assurance предлагает пакет датчиков для обновления металлической системы на порошковой основе с контролем и контролем качества в процессе производства. возможности обеспечения уверенности. В настоящее время платформа находится в стадии бета-тестирования, но ее полный выпуск запланирован на конец 2020 года.

Тем не менее, концепция сбора и обработки данных 3D-печати все еще находится на ранней стадии, и лишь некоторые из них решения, доступные на рынке. Однако мы ожидаем увидеть больше примеров интеграции возможностей управления процессами в оборудование для 3D-печати в течение года.

Это повысит повторяемость процесса и, в конечном итоге, повысит доверие к 3D-печати как к готовой для производства технологии.

10. Сотрудничество ускорит AM для производства

По мере того, как индустрия 3D-печати продолжает развиваться, все еще остается много проблем, которые необходимо преодолеть. Один из наиболее эффективных способов добиться этого - сотрудничество.

Промышленность, правительственные органы и исследовательские институты должны тесно сотрудничать, чтобы обеспечить развитие AM для более широкого применения в промышленности.

На протяжении 2019 года в отрасли было много заметных совместных усилий. Одним из примеров является проект «Индустриализация и цифровизация аддитивного производства» (IDAM), начатый 12 партнерами по проекту, состоящими из малых и средних предприятий, крупных компаний и исследовательских институтов, и координируется BMW.

Трехлетний проект позволит AM производить не менее 50 000 компонентов в год для производства общих запчастей и более 10 000 отдельных запчастей и запасных частей для автомобильной промышленности.

Мы ожидаем, что в 2020 году сотрудничество ускорится еще больше. Большему количеству производителей материалов, машиностроителей и пользователей придется сотрудничать для создания тесных технологических цепочек и совместимых рабочих процессов, чтобы масштабировать и повышать эффективность с помощью 3D печать.

В конечном итоге создание совместной экосистемы упростит и ускорит внедрение AM для крупномасштабной индустриализации и повысит признание технологии на рынке.

3D-печать в 2020 году:акцент на полномасштабную индустриализацию

В 2020 году 3D-печать продолжит свой путь к индустриализации, поскольку известные игроки отрасли и новички продолжают вкладывать средства и стимулировать инновации с помощью этой технологии. Достижения, которые подтолкнули 3D-печать к сегодняшнему уровню, сохранятся в 2020 году, что свидетельствует о стойкости и устойчивом развитии технологии.

Конечно, предстоит еще много работы, чтобы доказать конкурентоспособность 3D-печати за пределами ее относительно небольшого числа пользователей и нишевых приложений. Совместные усилия отрасли станут одной из ключевых движущих сил для достижения этой цели.

Итак, в предстоящем году 3D-печать будет и дальше неуклонно развиваться, преодолевая существующие проблемы, предлагая новые приложения и расширяя свои возможности до новых горизонтов.

Подробнее: 20 экспертов AM делятся своими прогнозами на 2020 год.