Промышленная 3d печать — тенденции 2020

  • автор:

Промышленная 3d печать способна изготавливать различные детали и изделия непосредственно из компьютерных файлов. Она заменяет традиционные технологии изготовления.

Это такие как литье под давлением, фрезерование и точение. Она позволяет быстро создавать буквально все. От прототипов деталей двигателя до пользовательских чехлов для телефонов.

Промышленная 3d печать

Промышленная 3d печать — одна из областей применения 3d-печати. Она может производить большое количество предметов. Она используется каждый день для создания архитектурных моделей, робототехники, украшений и очков. Эти промышленные принтеры могут создавать сложные кривые и острые края с точностью до требуемых размеров.

С САПР-дизайном и 3D-принтером вы можете делать практически все. Процесс выглядит примерно так: дизайнер создает 3D-модель с помощью сложной программы CAD.

Затем модель превращается в машинные инструкции для создания объекта по одному ультратонкому слою за раз. Принтер печатает слои, и появляется последняя часть, часто готовая к использованию.

Отойдя от традиционных производственных процессов, промышленная 3d печать способна не только преобразовать целые отрасли. Но и то, как мы думаем о том, как мы строим наш мир. Одно можно сказать наверняка: 3D печать здесь, чтобы остаться.

Содержание скрыть

Промышленная 3d печать — тенденции 2020

Как вы можете догадаться из этой динамичной индустрии, инновации происходят с большой скоростью. В будущем году будут доминировать пять тенденций в сфере 3D-печати.

Будет доступно больше материалов для 3D-принтеров. Включая революцию в биосовместимых материалах. Кроме того, 2020 год станет годом, когда металл овладеет 3D-печатью металлами. От алюминия до карбида вольфрама и магнитных материалов. Их можно печатать дешевле и быстрее, чем раньше.

Рынок потребительских 3D-принтеров накаляется. И это хорошо для промышленных пользователей. Это связано с тем, что будут доступны высококачественные домашние 3D-принтеры. Они будут дешевыми и достаточно надежными, чтобы перейти в цех для создания специальных предметов.

Промышленная 3d печать - много отходов

Промышленная 3d печать — много отходов

Промышленная 3d печать пока еще оставляет много отходов. Но это изменится, когда оборудование станет более требовательным, а программное обеспечение умнее. Будет меньше отходов. Больше систем 3D-печати позволит переработать отходы. В целом, промышленная 3d печать станет более эффективной и дешевой в использовании.

Промышленная 3d печать для крупных пользователей 3D-печати требует повышения уровня интеграции и автоматизации. Вместо того, чтобы выделять персонал для обозначения проблем при создании элементов, программное обеспечение сделает это за них.

Это позволит меньшему количеству сотрудников контролировать тот же уровень производства. Эта автоматизация, однако, не может удалить готовые элементы из области сборки. Но это может произойти через год или два.

Наконец, 3D-печать в 2019 году станет катализатором перемен во многих других промышленных предприятиях. Например, широкое использование промышленной 3d печати может создать эпоху индивидуального массового производства. Пара кроссовок или лыжных ботинок может быть изготовлена ​​именно так, как вы хотите.

Промышленная 3d печать — ценообразование

Расходы

Промышленная 3d печать пока еще очень дорога. Ценники на 3D-принтерах охватывают большую часть территории. От небольших настольных экструзивных систем, которые могут стоить всего 1000 долларов. До гигантских 3д принтеров размером с комнату. Они способны заменить механический цех, который может стоить более миллиона долларов.

Между ними находится мир принтеров среднего размера. Они могут создавать самые разнообразные детали и объекты.

Покупка 3д принтера для промышленной 3d печати — это только начало. Промышленная 3d печать нуждается в сырье для преобразования дизайна в конечный продукт. Некоторые из более простых материалов являются недорогими и универсальными. Более экзотические материалы дороже.

Но большая часть неиспользованных остатков может быть переработана для следующего тиража. С другой стороны, такие материалы, как титан или поливиниловый спирт, могут стать очень дорогими.

Отраслевые решения зачем приобретать 3D-принтер

Отраслевые решения: зачем приобретать 3D-принтер?

Промышленная 3d печать может помочь бизнесу несколькими способами. Для начала, машина может производить детали и изделия исключительной точности. По сути, если вы видите что-то на экране, 3D-принтер может сделать это.

Промышленная 3d печать игнорирует проверенные временем методы литья, формовки, фрезерования и отделки изделия с использованием субтрактивных технологий, которые приводят к окончательной форме, отбирая материал.

В отличие от этого, 3D-принтер создает объект непосредственно из файла САПР с использованием технологий аддитивного производства, когда деталь создается за один раз.

Промышленная 3d печать пропускает процесс литья или отливки. Она может создать огромные возможности для создания всевозможных промышленных прототипов и изделий.

Это позволяет вам сэкономить ценные месяцы за период разработки продукта. Вы можете испытывать различные итерации дизайна ежедневно, даже ежечасно. Это ускоряет эволюционный характер процесса проектирования и производства.

Окупаемость может быть скоростью, эффективностью и способностью изменить способ производства. BMW начал производить инструменты для сборочной линии, используемые для крепления бамперов на своих автомобилях с помощью экструзионного принтера, а не машинного алюминия.

Эта принесло от более чем двух недель и 420 долларов до 26 часов по 176 долларов. Это сокращение времени на 92 процента и падение цены на 58 процентов.

Промышленная 3d печать используется для изготовления изделий из пластика

Промышленная 3d печать быстро переходит на новые материалы. Такие как металлы и композиты на основе дерева и углеродного волокна. Если вы думаете о 3D-печати как о эквиваленте лазерного принтера для реальных предметов, а не просто бумажных документов, вы получите представление о ее возможностях.

Промышленная 3d печать способна изменить весь индустриальный ландшафт. Вам не нужно создавать или покупать специальные формы или инструменты.

Таким образом, вы все равно можете получать прибыль от производственных циклов. Промышленная 3d печать может настраивать продукты в соответствии с потребностями клиента. Например, замок для двери нестандартной толщины. И все это без необходимости приобретать новое оборудование или инструменты.

Промышленная 3d печать — состояние

Промышленная 3d печать — это динамичный рынок. По данным опроса, проведенного лондонской компанией по анализу рынка, общий объем продаж машин впервые превысил 2 миллиарда долларов.

Цифры показывают, что промышленная 3d печать становится все более коммерческой и промышленной. В то время как персональные системы, ориентированные на хобби (определяемые как модели стоимостью 2500 долларов или меньше), выросли всего на 10 процентов. Устройства промышленного уровня (стоимостью 100 тысяч долларов и более) выросли на 39 процентов.

«Большой пятеркой» на рынке коммерческих 3D-принтеров являются Stratasys, EOS, GE Additive, 3D Systems и HP. Статистика приведена ниже. Меньшие фирмы — такие как Carbon, SLM Solutions, FormLabs и Rize. Они являются новичками со специализированной нишей или новыми взглядами на технологии и бизнес.

Топ-5 производителей 3D-принтеров

Исходя из последних продаж за первый квартал 2019 года, производители 3D-принтеров «Большой пятерки» контролируют почти две трети рынка.

Stratasys: 20 процентов

EOS: 12 процентов

GE Additive: 10 процентов

3D systems: 10 процентов

HP: 8 процентов

Здесь можете прочитать статью: Лучшие промышленные 3D-принтеры.

Типы принтеров и технологии промышленной 3d печати

Промышленная 3d печать — типы принтеров и технологии

Вместо одной технологии, есть ряд методов, которые используют разные 3D-принтеры. Все они основаны на концепции аддитивного производства. А не на традиционных субтрактивных технологиях, в которых элемент создается за один раз.

В результате аддитивное производство (и промышленная 3d печать) может быть более быстрым, более гибким и более эффективным, чем старое школьное производство.

Промышленная 3d печать — самые популярные технологии

Моделирование методом наплавленного осаждения (FDM)

Самый простой метод, используемый экструзионными машинами. Они работают, размягчая пластиковую нить и вытягивая ее. Точно перемещая экструдер взад и вперед, чтобы создать элемент слой за слоем.

Полимолочная кислота (PLA) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) являются наиболее популярными материалами FDM. Но некоторые контуры и кривые могут быть приблизительно сформированы.

Тогда конечному продукту может не хватать необходимой внутренней прочности. Процесс предназначен для быстрого прототипирования всех видов деталей и вещей. Таких как индивидуальные чехлы для телефонов.

Струйная связка начинается с порошкообразного основного материала. Он точно распыляется с отвердителем, который выборочно отверждает его в его окончательную форму.

Binder Jetting

Binder Jetting может создавать не только металлические предметы, такие как нержавеющая сталь и бронза, но и кварц, для изготовления форм для литья в песчаную форму. Он может создавать украшения, подшипники и небольшие детали двигателя.

Для полимеризации в ванне используется стереолитография для отверждения жидкой полимерной смолы путем отверждения ее ультрафиолетовым излучением.

Источник света (часто лазер) точно направлен с помощью управляемых зеркал туда, где требуется отвердеть жидкость до ее окончательной формы. Вывод плавный с хорошими деталями. Что делает его хорошей техникой для деталей самолетов и моделей для сложных операций.

Fusion Powder Fusion

Fusion Powder Fusion начинается с порошкообразного сырья, которое избирательно плавится в твердом теле от тепла лазера. Луч перемещается взад и вперед, избирательно скрепляя участки, которые необходимо застраивать.

Его можно использовать с нейлонами и металлами, такими как титан, сталь и медь, для сложных предметов. Например, таких как корпуса насосов, зубчатые передачи и даже обувь.

Направленное энергетическое осаждение фокусирует высокоэнергетический лазер или плазменную дугу, чтобы сплавить металлы, создавая объект путем отверждения металлического сырья слоем за раз.

Выходной продукт является прочным и долговечным, но дорогим. И ограничен металлическими предметами. Например, такими как детали реактивного двигателя.

Промышленная 3d печать — что смотреть при выборе

Промышленная 3d печать способна изготавливать различные детали и изделия непосредственно из компьютерных файлов. Она заменяет традиционные технологии изготовления. Это такие как литье под давлением, фрезерование и точение. Она позволяет быстро создавать все — от прототипов деталей двигателя до пользовательских чехлов для телефонов.

Промышленная 3d печать может производить великолепное множество предметов. Она используется каждый день для создания архитектурных моделей, робототехники, украшений и очков. Эти промышленные принтеры — некоторые по размеру с холодильник — могут создавать сложные кривые и острые края с точностью до требуемых размеров.

С САПР-дизайном и 3D-принтером вы можете делать практически все. Процесс выглядит примерно так: дизайнер создает 3D-модель с помощью сложной программы CAD.

Затем модель превращается в машинные инструкции для создания объекта по одному ультратонкому слою за раз. Принтер создает его, и появляется последняя часть, часто готовая к использованию.

Отойдя от традиционных производственных процессов, промышленная 3d печать способна не только преобразовать целые отрасли. Но и то, как мы думаем о том, как мы строим наш мир. Одно можно сказать наверняка: 3D печать здесь, чтобы остаться.

Что искать в 3D-принтере

Приобретая 3D-принтер для своей компании, вы должны учитывать множество факторов. Начиная от его материалов, размеров и расходных материалов до его скорости, программного обеспечения и того, как быстро он может производить детали.

В конце концов, это может быть большой инвестицией в специализированную машину. Вот критерии, которые позволяют сделать лучший выбор для вашего малого бизнеса.

промышленная 3д печать-особенности

Особенности промышленной 3д печати

Посмотрите на ряд функций, которые могут помочь максимально использовать время принтера и ускорить настройку новых тиражей. Помните, что чем больше используется 3D-принтер, тем меньше он стоит в расчете на одну деталь.

Подключения: использование проводной или Wi-Fi-сети компании более эффективно. Хотя и удобно напрямую подключать принтер к рабочей станции через USB-кабель или передавать файлы через флэш-диск.

Контроль сырья: некоторые принтеры выливают материал в бункер. А другие упаковывают его в картридж для быстрой и чистой замены.

Цвет: сырье для некоторых 3D-принтеров доступно в различных цветах. Включая неоновые оттенки и некоторые, которые светятся в темноте.

Управление с помощью сенсорного экрана. Найдите принтеры с сенсорным экраном для настройки процесса сборки.

Стенды: 3D-принтеры меньшего размера могут сидеть на столе или полке. Но у них часто есть шкафы или подставки. В которых можно хранить продукты для технического обслуживания и необходимое вам сырье.

Сборка: все, что делает 3D-принтер, происходит на безопасной и ровной стадии. Это хорошая идея купить несколько, чтобы, как только сборка была закончена, ее можно было извлечь. А следующая работа началась с альтернативного лотка.

Камера. В новейшие 3D-принтеры встроены веб-камеры, позволяющие удаленно наблюдать за ходом работы с другой стороны фабрики или земного шара.

Экструдеры: это фактическое сопло печати. Вам понадобится больше одного, если вы планируете печатать разными цветами и/или использовать несколько материалов.

Материалы

Вы не хотели бы, чтобы хрупкий пластик использовался для кулачка двигателя гоночной машины. И вы не потратили бы целое состояние на изготовление титановой шестерни для миксера для еды.

Безусловно, пластмассы — нейлон, полиактивная кислота (PLA) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) являются наиболее популярными материалами для 3D-печати. И, как правило, недороги. Многие производители 3D-принтеров усовершенствовали эти базовые материалы, чтобы стать сильнее. На самом деле, есть материалы PLA, которые так же прочны, как ABS.

Многие из новых принтеров могут работать с керамикой и металлами. Например, включая сталь, бронзу и золото. Некоторые могут даже использовать ранее экзотические материалы. Такие как углеродное волокно и кевлар.

Размер

После того, как вы выбрали технологию и материал, вам нужно будет выбрать размер. Будьте осторожны, потому что по мере роста оборудования для 3D-печати оно может стоить экспоненциально дороже.

Например, небольшая и простая экструзионная машина, способная производить вещи длиной не более пяти дюймов, может стоить около 1000 долларов. Если вы хотите удвоить это значение до 30 сантиметров, стоимость возрастет до 7 000–20 000 долларов.

Как насчет предметов длиной до 1-1,5 м? Это обойдется вам примерно в 250 000 долларов.

По-настоящему высококлассными в отрасли являются машины стоимостью в несколько миллионов долларов, которые используют бетон в качестве исходного материала и могут строить конструкционные стены для различных зданий.

Они в основном экспериментальные, но в России можно построить целый дом за один день. Хотя на его установку, вероятно, потребуется как минимум так много времени.

Вы также должны помнить о сборке принтера. Некоторые могут иметь Ikea-подобное качество сборки. Поэтому вам нужно быть уверенным, что у вас есть рабочая сила и ноу-хау, чтобы настроить большую машину.

Разрешение

Все 3D-принтеры различаются, каждое устройство имеет определенное разрешение. Это примерно соответствует наименьшей характеристике, которая может быть надежно выполнена материалом и машиной.

Простой экструзионный принтер может иметь разрешение от 100 до 150 микрон. Это подходит для большинства применений: микрон составляет одну миллионную часть метра, 0,001 мм или около 0,00004 дюйма.

Нужны более требовательные дизайны? Разрешение может возрасти до 75 или 50 микрон, или примерно до толщины человеческого волоса. Некоторые принтеры на основе стереолитографии могут создавать детали размером до 16 микрон. Что немного больше, чем пыльца.

Наконец, есть новое поколение 3D-принтеров, которые могут создавать предметы размером до микрона или 1/2000 ширины человеческого волоса. Сегодня это специальные машины, которые могут быть использованы для точных лопастей рабочего колеса или микрооптики.

Но вскоре они могут быть использованы для изготовления протезов и микроскопических машин.

Программное обеспечение

Каждая 3D-модель запускается на экране рабочей станции Computer Aided Design (CAD). Будь то прототип выключателя света или реактивная часть. Когда он будет готов, вам нужно будет использовать программное обеспечение принтера для цифровой нарезки его на слои, которые будет строить машина.

Как правило, последний шаг перед сборкой — это предварительный просмотр со всеми перечисленными параметрами. Если все выглядит хорошо, программа добавляет опоры, отображает большие сплошные области в виде сотовых структур, которые легче и используют меньше материала.

Когда файл сборки машины готов, все, что вам нужно сделать, это нажать кнопку «Пуск».

Хотя вы можете использовать прилагаемое программное обеспечение для подготовки файла, есть альтернативы. В дополнение к облачным приложениям, которые работают через веб-браузер, существует несколько универсальных программ для подготовки 3D-принтеров. Например, таких как Materialize , Slicr и Octoprint . Одна программа может работать с несколькими 3D-принтерами.

Производительность и скорость

Когда дело доходит до 3D-печати, скорость важна, но не критична. Более быстрый принтер, очевидно, позволит вам перейти к другому пункту, если это будет сделано быстро.

С другой стороны, медленный, но большой принтер позволяет одновременно создавать несколько элементов на одном этапе.

В то время как промышленная 3d печать SLA может выдвигать 15 мм здания в секунду, экструдер может быть ближе к 100 или 150 мм / сек. Это означает, что с первым уходит час, а у второго — несколько минут.

Типичное зубчатое колесо шириной три дюйма может быть изготовлено примерно за 10 минут/ В то время как для сложной модели сердца пациента до операции может потребоваться целый день или более.

Ресурсы, контракты и обслуживание клиентов

Поскольку 3D-принтеры являются дорогостоящими и потенциально требовательными машинами, существует умение заставить их выполнять ваши задачи. Крупные производители имеют множество онлайн-ресурсов, которые выходят за рамки простых руководств и инструкций по настройке.

У лучших компаний есть обучающие видео и технические документы о том, как наилучшим образом использовать оборудование и помощь в устранении неполадок.

С другой стороны, даже лидеры рынка не предоставляют круглосуточную поддержку. Большинство из них ограничивают рабочее время в США. Это может быть плохо для компаний, которым необходимо работать ночью. Или компаний, находящихся в отдаленных часовых поясах.

Как правило, они включают годовую гарантию и поддержку. Хотя некоторые ограничивают ее до шести месяцев. Это начинается с помощи в настройке и использовании принтера, но распространяется на документацию и обновления прошивки.

Хорошей идеей является расширение покрытия контрактом на обслуживание, который покрывает ремонт и поддержку. Это может помешать крупной неудаче закрыть вашу компанию.

Отремонтированные и лизинговые услуги, а также сторонние сервисы — это альтернативы покупке нового 3D-принтера

Если все это звучит хорошо для вашей компании, но она не может позволить себе требуемые капитальные затраты, есть альтернативы, которые могут уменьшить необходимые начальные деньги. Однако каждый из них предполагает компромисс.

Восстановленные модели

Есть компании, которые ремонтируют старые 3D-принтеры. Как и покупка подержанной машины, она может снизить цену покупки вдвое, но вы должны быть осторожны.

Это всегда хорошая идея, чтобы испытать систему и осмотреть систему и сделать несколько моделей, прежде чем покупать подержанный принтер.

Арендные системы печати

Многие компании, а также сторонние финансовые компании сдают в аренду вам систему 3D-печати, которую вы не могли бы себе позволить. Хотя есть большая «ошибка». Первоначальные денежные затраты намного ниже.

Но вы фактически будете платить за весь принтер в течение трех-четырех лет — и вы не сможете их сохранить.

Этот подход больше подходит для компании, которая нуждается в принтере в течение ограниченного времени или хочет поэкспериментировать с 3D-принтером по дешевке. С другой стороны, вы можете избежать технологического устаревания, пройдя этот путь.

Если вы хотите взять в аренду систему промышленной 3д печати, ищите полный пакет. Он включает в себя больше, чем просто машину. Вам понадобятся материалы для запуска, вспомогательные материалы и чистящие средства.

Сторонние полиграфические услуги

Вы можете быть в состоянии получить преимущества промышленной 3д печати без затрат и хлопот с владением или сдачей в аренду. Существуют сотни 3D-сервисов, которые создадут вашу деталь или продукт с нуля и отправят вам.

После разработки детали и указания, какой тип материала или принтера следует использовать, файл загружается на серверы сервисного бюро. Они берут его и создают необходимый производственный файл для своего конкретного оборудования и создают ваш предмет.

Cервисные бюро

Cервисные бюро обычно имеют новейшие машины и могут быть более эффективными, чем собственная 3D-печать.

С другой стороны, они должны получать прибыль, и дополнительный день или два, требуемые, идут вразрез с быстрой схемой прототипирования и производства.

Принятие решения, делать это самостоятельно или разбирать на ферму, требует сложного исчисления. Переменные, многие из которых являются лишь приблизительными, включают в себя стоимость оборудования и сырья, стоимость рабочей силы, сложность предметов и то, насколько быстро они вам нужны.

Как бы вы ни использовали эти захватывающие новые технологии, одно можно сказать наверняка. Промышленная 3д печать меняет и улучшает ландшафт производства в 21-м веке. Остается только один вопрос: какой 3D-принтер лучше всего подходит для вашей компании?

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Обсуждение закрыто.