3D-печать для производства:мы упустили одну вещь

Прошло несколько недель с тех пор, как я посетил конференцию группы пользователей аддитивного производства (AKA «AMUG»), и я довольно много думал о 3D-печати для производства. Многие презентации и разговоры на мероприятии касались массового производства с использованием 3D-печати. Однако я пришел к выводу, что до того, как 3D-печать в производстве станет реальностью, еще далеко.

В некоторых отраслях, таких как аэрокосмическая, сегодня для изготовления деталей конечного использования используется 3D-печать! Они печатают дорогостоящие детали в небольшом количестве, что позволяет им ежегодно экономить тонну денег за счет меньшего расхода топлива. Аэрокосмические компании установили стандарты для своих приложений, используя очень специфические материалы и оборудование (наш Certified Grade Ultem9085 является одним из них).

Внедрение 3D-печати в производство сталкивается с множеством проблем. Компании, занимающиеся 3D-печатью, склонны сосредотачиваться на технических аспектах 3D-печати - в основном скорости печати - чтобы попытаться способствовать ее внедрению. Однако большая проблема заключается в технических стандартах.

Хотя гораздо интереснее обсуждать новейшие технологии, пытающиеся наладить массовое производство с помощью 3D-печати, инженерные стандарты представляют собой серьезную проблему, которую необходимо решить. Но почему инженерные стандарты вообще так важны? И почему их так сложно создать для деталей, напечатанных на 3D-принтере?

Технические стандарты создают общий язык и гарантируют качество для компаний, работающих вместе. Они позволяют одной компании покупать детали у другой с четкими ожиданиями, связанными со всеми видами характеристик:допуском деталей, обработкой поверхности и качеством металлургии, и это лишь некоторые из них. Производя детали в соответствии с установленными стандартами качества, мир получает более безопасные детали и продукты. Применительно к 3D-печати установление этих стандартов усложняется.

3 проблемы, с которыми сталкивается массовое производство с помощью 3D-печати

1. Анизотропия

Это технический термин, обозначающий «неоднородно прочный». изотропный Деталь - это та, которая имеет одинаковые характеристики прочности и жесткости независимо от того, под каким углом вы прикладываете силу. Все еще со мной? Деталь, напечатанная на 3D-принтере, анизотропна по своей природе, из-за послойного процесса, который его создает.

При традиционном производстве блок из металла или пластика является однородным по всему материалу заготовки. Это создает однородные прочностные характеристики, которые легко моделировать и прогнозировать, как детали будут вести себя под нагрузкой.

2. Варианты технологий

«Нам нужны стандарты для деталей, напечатанных на 3D-принтере», - это легко сказать. Если копнуть глубже, это серьезная проблема, потому что существует множество различных типов 3D-печати, разных материалов и различного качества деталей даже в рамках одного и того же типа технологии. Эти проблемы решаются при традиционном субтрактивном производстве, поскольку исходный материал имеет стандарты в течение многих лет.

Моделирование наплавлением (FDM / FFF), стереолитография (SLA), избирательное лазерное спекание (SLS) и струйная обработка материалов (PolyJet) - все они имеют разные свойства деталей и используют разные материалы. Создание стандарта для деталей с таким широким спектром технологий и материалов - масштабное мероприятие, на создание которого потребуется время, а также безумное количество купонов на испытания материалов.

3. Варианты процесса

При резке стандартных, готовых к употреблению материалов легко заметить, что что-то пойдет не так. Материал имеет однородную консистенцию на всем протяжении, поэтому, если есть какие-либо проблемы с деталью, они видны на поверхности. 3D-печать почти всегда имеет внутреннюю консистенцию (заполнение), отличную от ее внешней оболочки.

Допустим, у вашей детали три внешних оболочки. Если 3D-принтер не может правильно выдавить внутреннюю оболочку, как вы узнаете? Если вы используете 3D-печать для производства, а часть автомобиля выйдет из строя из-за невидимого дефекта, это может иметь серьезные последствия. Установление инженерных стандартов для деталей, напечатанных на 3D-принтере, может помочь предотвратить такие проблемы еще до того, как они начнутся.

Готово ли аддитивное производство к массовому производству?

Я считаю, что массовое производство с помощью 3D-печати в конечном итоге станет более популярным, чем традиционные (субтрактивные) производственные процессы. Toclarify, говоря «в конечном итоге», я имею в виду, что технология все еще имеет ряд проблем, прежде чем 3D-печать в производстве получит широкое распространение. Самая большая проблема - установить стандарт качества для деталей, напечатанных на 3D-принтере. Потребуются время - годы - для того, чтобы различные инженерные организации, такие как ISO и ASTM, создали эти стандарты, но как только они это сделают, я рад видеть, как компании повсеместно используют 3D-печать для деталей конечного использования.