Zakaj 3D tiskanje predstavlja prihodnost?

Z razvojem novih materialov in procesov lahko 3D-tiskanje močno vpliva na trajnost in odstranjevanje odpadkov.

Potencial 3D-tiskanja in aditivne proizvodnje je tako velik, da lahko preobrne proizvodno industrijo, kot jo poznamo. Najbolj očitna sprememba bo lokalizirana proizvodnja, ki bo morda zamenjala ali zamenjala tradicionalno distribuirano proizvodnjo. Druga pomembna sprememba je možnost personalizacije.

Poleg spodkopavanja tradicionalne proizvodnje bo 3D-tiskanje izboljšalo tudi trajnost z uporabo nepetrokemičnih materialov. Novi materiali bodo cenejši in lažji za nabavo, kar bo znižalo stroške izdelave. Ti nižji stroški bodo vplivali tudi na stroške skladiščenja materiala, transporta in transportnih sistemov.

Vir fotografije: Unsplash

Kaj je aditivna proizvodnja?

Aditivna proizvodnja je postopek izdelave predmetov z zlaganjem materialov plast za plastjo (običajno plastičnega ali kovinskega prahu). Ti cilji so pravzaprav lahko karkoli. Dokler je 3D model mogoče oblikovati v programski opremi, ga je mogoče natisniti.

Zakaj je aditivna proizvodnja subverzivna?

V tradicionalni proizvodnji je zasnova, oblikovanje in razvoj izdelkov vključenih v več korakih. Najprej morajo oblikovalci oblikovati načrte. Nato se mora organizacija obrniti na tovarno in dobavitelje materiala. Nato bo tovarna izdelala vzorec opreme in ga vrnila organizaciji (to lahko traja več tednov, zlasti če je tovarna v tujini). Če je treba vzorec prilagoditi, je treba ta postopek ponoviti, da se tedni spremenijo v mesece. Ko pride do množične proizvodnje, bodo vodje tovarn nadzirali ljudi ali robote na tekočem traku, da dokončajo proizvodnjo. Končni izdelek se nato pošlje nazaj v organizacijo.

Primerjajte to z aditivno proizvodnjo. Čeprav oblikovalci še vedno potrebujejo načrte. Vendar pa ni treba kontaktirati tovarne za izdelavo vzorcev in izvedbo množične proizvodnje. Oboje je mogoče izvesti interno z uporabo več 3D tiskalnikov s pomočjo plastičnih ali kovinskih razdelilnikov prahu. Čas, potreben za izdelek od koncepta do lansiranja, je le majhen del preteklosti.

Za majhne organizacije brez proizvodnih zmogljivosti bodo tovarne vedno obstajale za množično proizvodnjo, vendar lahko zmožnost izdelave vzorcev brez zunanjega izvajanja podjetju prihrani veliko časa.

Trajnostna proizvodnja

Ena najboljših stvari pri 3D tiskanju je neverjetna raznolikost materialov, med katerimi lahko izbiramo. To pomeni, da je možen prehod iz netrajnostnega proizvodnega procesa v bolj trajnosten proizvodni proces brez posodabljanja opreme – to morajo podjetja storiti, ko se soočajo z vse večjim pritiskom.

Trenutno je največja okoljska ovira pri proizvodnji kovinskih dodatkov proces atomizacije prahu. Dve glavni obliki atomizacije sta plin in plazma, ki bosta porabili veliko energije in povzročili veliko škodo okolju.

Zato se razvijajo novi procesi za reševanje tega izziva. Na primer, različice mikrovalovnega razprševanja s plazmo lahko obnovijo uporabljene materiale s skoraj 100-odstotnim izkoristkom, medtem ko porabijo manj energije kot razprševanje s plinom ali plazmo. Smolne materiale razvijamo tudi za pomoč pri varnem shranjevanju in recikliranju kovinskih kondenzatov ter zmanjšanju odpadkov, ki jih ustvarjamo. Reciklirane plastične filamente lahko naredimo celo doma.

Vse te tehnologije nam omogočajo uporabo domačih odlagališč odpadkov brez zanašanja na tujo proizvodnjo in rudarjenje. Kar dobimo, je trajnostni proizvodni cikel. Podjetja kupujejo materiale iz odpadkov aditivne proizvodnje, 3D-tiskajo svoje izdelke in nato svoje nove odpadke prodajo nazaj proizvajalcem recikliranega prahu.

Poleg tega postajajo vse bolj priljubljeni materiali na biološki osnovi, kot je PA11 iz semen ricinusa in ricinusovega olja. To pomeni manj rudarjenja kovin in proizvodnje plastike. V prihodnosti bo 3D tiskanje uporabljalo različne materiale.

Inteligentna proizvodnja

Trenutni nastajajoči trendi vključujejo prilagajanje aditivne proizvodnje v delovnem procesu organizacije. Na tej stopnji razvoja podjetja še vedno poskušajo razumeti, kako združiti 3D-tiskanje z obstoječimi tehnologijami. Ko pride do težav brez ročnega spremljanja, lahko strojno učenje odigra vlogo pri odpravljanju napak in napak v proizvodnem procesu. Ta "inteligentna proizvodnja" bo bistveno izboljšala proizvodno učinkovitost, obseg in proces, ki se uporablja za oblikovanje medindustrijskih izdelkov.

Medicinske aplikacije

Če pogledamo naprej, bomo videli, da bo 3D-tiskanje bolj vključeno v biomedicinsko industrijo. Pravzaprav se to že dogaja. Niso več samo sanje, da bi lahko tiskali vsadke in naprave, specifične za bolnika (imenovano biotiskanje), kar je tudi naslednja meja. Razvijajo se novi materiali za pomoč pri upravljanju zdravil, izdelavi bioloških tkiv in na koncu za tiskanje organov za vsaditev.

Prihodnost 3D tiskanja je svetla

3D tiskanje je prihodnost. Prihodnost, ki močno vpliva na trajnost in odpravo odpadkov. Hitrost razvoja 3D-tiskanja ali aditivne proizvodnje je neverjetna. Prvotno je le tiskal preproste 3D figurice, postal pa je nova revolucionarna tehnologija, ki jo uporabljajo medindustrijski in akademski krogi.

Zdaj lahko vidimo, da nastajajo novi materiali in postopki atomizacije, ki so koristni za zemeljsko okolje. Medicinski oddelki uporabljajo 3D-tiskanje za izdelavo vsadkov in naprav, specifičnih za paciente. Proizvodnja vzorcev bo končana interno, namesto da bi se zanašala na čezmorske tovarne. Bolj ko napredujemo, bolj jasno je, da prihodnost temelji na aditivni proizvodnji.