Miksi 3D-tulostus edustaa tulevaisuutta?

Uusien materiaalien ja prosessien kehityksen myötä 3D-tulostuksella voi olla syvällinen vaikutus kestävään kehitykseen ja jätteiden eliminointiin.

3D-tulostuksen ja lisäainevalmistuksen potentiaali on niin suuri, että se saattaa kaataa tunnetun valmistusteollisuuden. Ilmeisin muutos tulee olemaan paikallinen tuotanto, joka voi korvata tai korvata perinteisen hajautetun valmistuksen. Toinen suuri muutos on kyky personoida.

Sen lisäksi, että 3D-tulostus tuhoaa perinteisen valmistuksen, se parantaa myös kestävyyttä käyttämällä muita kuin petrokemiallisia materiaaleja. Uudet materiaalit ovat halvempia ja helpompia ostaa, mikä vähentää valmistuskustannuksia. Nämä alhaisemmat kustannukset vaikuttavat myös materiaalin varastoinnin, kuljetuksen ja kuljetusjärjestelmien kustannuksiin.

Kuvan lähde: Unsplash

Mitä on additiivinen valmistus?

Additiivinen valmistus on prosessi, jossa esineitä valmistetaan pinoamalla materiaaleja kerros kerrokselta (yleensä muovia tai metallijauhetta). Nämä tavoitteet voivat itse asiassa olla mitä tahansa. Niin kauan kuin 3D-malli voidaan suunnitella ohjelmistossa, se voidaan tulostaa.

Miksi additiivinen valmistus on kumouksellista?

Perinteisessä valmistuksessa tuotteiden suunnittelussa, suunnittelussa ja kehittämisessä on useita vaiheita. Ensinnäkin suunnittelijoiden on suunniteltava suunnitelmat. Seuraavaksi organisaation tulee ottaa yhteyttä tehtaaseen ja materiaalitoimittajiin. Sitten tehdas valmistaa näytteen laitteista ja palauttaa sen organisaatiolle (tämä voi kestää useita viikkoja, varsinkin jos tehdas on ulkomailla). Jos näytettä on säädettävä, tämä prosessi on toistettava, jotta viikot muuttuvat kuukausiksi. Kun on kyse massatuotannosta, tehtaan johtajat valvovat ihmisiä tai robotteja kokoonpanolinjalla tuotannon loppuun saattamiseksi. Valmis tuote lähetetään sitten takaisin organisaatiolle.

Vertaa sitä lisäainevalmistukseen. Vaikka suunnittelijat tarvitsevat edelleen piirustuksia. Ei kuitenkaan tarvitse ottaa yhteyttä tehtaaseen näytteiden tuottamiseksi ja massatuotannon suorittamiseksi. Molemmat voidaan tehdä sisäisesti useilla 3D-tulostimilla muovi- tai metallijauheen jakajien avulla. Tuotteen suunnittelusta lanseeraukseen kuluva aika on vain pieni osa menneisyyttä.

Pienille organisaatioille, joilla ei ole tuotantokapasiteettia, tehtaita on aina olemassa massatuotantoa varten, mutta kyky tuottaa näytteitä ilman ulkoistamista voi säästää yrityksen paljon aikaa.

Kestävä tuotanto

Yksi 3D-tulostuksen parhaista asioista on uskomaton materiaalivalikoima, josta voimme valita. Tämä tarkoittaa, että kestämättömästä valmistusprosessista on mahdollista siirtyä kestävämpään valmistusprosessiin ilman laitteiden päivitystä – näin yritysten on tehtävä kasvavien paineiden edessä.

Tällä hetkellä metallilisäaineiden valmistuksen suurin ympäristöeste on jauheen sumutusprosessi. Kaksi pääasiallista sumutuksen muotoa ovat kaasu ja plasma, jotka kuluttavat paljon energiaa ja aiheuttavat suurta vahinkoa ympäristölle.

Siksi uusia prosesseja kehitetään vastaamaan tähän haasteeseen. Esimerkiksi mikroaaltopohjaisen plasmasumutuksen muunnelmat voivat ottaa talteen käytetyt materiaalit lähes 100 prosentin saannolla samalla kun ne käyttävät vähemmän energiaa kuin kaasu- tai plasmasumutus. Hartsimateriaaleja kehitetään myös auttamaan metallitiivisteiden turvallisessa varastoinnissa ja kierrätyksessä sekä vähentämään syntyvää jätettä. Pystymme valmistamaan myös kierrätysmuovifilamentteja kotona.

Kaikki nämä tekniikat mahdollistavat kotimaisten kaatopaikkojen käytön ilman ulkomaista tuotantoa ja kaivostoimintaa. Saamme kestävän tuotantosyklin. Yritykset ostavat lisäainetuotantojätteestä valmistettuja materiaaleja, 3D-tulostustuotteita ja myyvät sitten uudet jätteensä takaisin kierrätysjauheen valmistajille.

Lisäksi biopohjaiset materiaalit, kuten risiininsiemenistä ja risiiniöljystä valmistettu PA11, ovat yhä suositumpia. Tämä tarkoittaa vähemmän metallilouhintaa ja muovin valmistusta. Tulevaisuudessa 3D-tulostuksessa käytetään erilaisia ​​materiaaleja.

Älykäs valmistus

Nykyiset nousevat trendit sisältävät lisäaineen valmistuksen räätälöinnin organisaation työnkulkuun. Tässä kehitysvaiheessa yritykset yrittävät vielä ymmärtää, kuinka yhdistää 3D-tulostus olemassa oleviin teknologioihin. Kun ongelmia ilmaantuu ilman manuaalista valvontaa, koneoppiminen voi auttaa korjaamaan virheitä ja virheitä tuotantoprosessissa. Tämä "älykäs valmistus" parantaa merkittävästi tuotannon tehokkuutta, mittakaavaa ja prosessia, jota käytetään eri toimialojen tuotteiden suunnittelussa.

Lääketieteelliset sovellukset

Tulevaisuudessa näemme 3D-tulostuksen integroituvan paremmin biolääketieteen teollisuuteen. Itse asiassa tämä on jo tapahtumassa. Potilaskohtaisten implanttien ja laitteiden tulostaminen (kutsutaan bioprintingiksi) ei ole enää vain unelma, mikä on myös seuraava raja. Uusia materiaaleja kehitetään auttamaan lääkkeiden hallinnassa, biologisten kudosten valmistamisessa ja lopulta implantoitavien elinten tulostamisessa.

3D-tulostuksen tulevaisuus on valoisa

3D-tulostus on tulevaisuutta. Tulevaisuus, jolla on syvällinen vaikutus kestävään kehitykseen ja jätteiden eliminoimiseen. 3D-tulostuksen tai lisäainevalmistuksen kehitysnopeus on hämmästyttävä. Alun perin vain yksinkertaisten 3D-hahmojen tulostamisesta on tullut uusi läpimurtoteknologia, jota käyttävät eri teollisuudenalat ja korkeakoulut.

Nyt voimme nähdä, että uusia materiaaleja ja sumutusprosesseja, jotka ovat hyödyllisiä maapallon ympäristölle, muodostuu. Lääketieteelliset osastot käyttävät 3D-tulostusta potilaskohtaisten implanttien ja laitteiden tuottamiseen. Näytetuotanto viedään päätökseen sisäisesti ulkomaisten tehtaiden sijaan. Mitä enemmän olemme edistyneet, sitä selvempää on, että tulevaisuus perustuu additiiviseen valmistukseen.