Залог успеха 3D-печати в наступающем десятилетии

  • автор:

В чем залог успеха 3D-печати?

Каковы секреты успешного промышленного производства?

Это вопрос, который ставят многие заинтересованные стороны. Так как аддитивное производство все больше движется к производству конечной продукции. Остается много проблем, которые необходимо решить.

Хотя 3D-печать прошла долгий путь, особенно за последние 10 лет.

Залог успеха 3D-печати-2

фото с сайта amfg.ai

Залог успеха 3D-печати

Залог успеха 3D-печати это:

  1. Аппаратные средства
  2. Материалы
  3. Программное обеспечение

Эти элементы составляют то, что мы назвали залог успеха успеха 3D-печати, а точнее, промышленной 3D-печати. Поскольку переход технологии в производство конечных деталей будет зависеть после дальнейших достижений в каждой из этих областей.

При этом давайте посмотрим на проблемы, с которыми сталкиваются в каждой из этих сфер. И на шаги, которые предпринимаются для их решения.

Аппаратные средства 3D-печати. Проблемы

Залог успеха успеха 3D-печати № 1: Аппаратные средства 3D-печати. Проблемы

Без сомнения, современные промышленные 3D-принтеры далеки от ранних систем 1980-х годов. Они становятся все быстрее, надежнее. В результате все чаще производители разрабатывают 3D-принтеры, ориентируясь на производство. Аппаратные средства 3D-печати должны обеспечивать:

Точность и повторяемость

Но жизненно важно, чтобы машины были разработаны для обеспечения воспроизводимости и точности процесса в 100% случаев. Для того, чтобы аддитивное производство стало действительно жизнеспособным для производства конечных деталей.

Что касается аддитивного производства, конечные детали должны быть изготовлены с одинаковыми параметрами. Чтобы сохранить одинаковые свойства деталей.

Три ключевых параметра:

Ориентация

Положение

Размещение детали (относительно других частей в печатной платформе)

И все же надежность и точность остаются постоянной проблемой для производителей оборудования. В настоящее время многие промышленные 3D-принтеры не настроены так, чтобы они могли создавать надежные детали 100% времени. Особенно в случае металлов.

По сравнению с общепринятыми традиционными методами, это проблемная область. Которую AM нужно будет решить, чтобы представить ценную альтернативу.

Кроме того, процесс 3D-печати часто приводит к деталям с различными свойствами. Эта проблема в первую очередь может быть связана с многочисленными параметрами процесса. Которые необходимо строго контролировать и контролировать.

Одним из способов решения этой сложности является разработка замкнутых систем управления с обратной связью. Именно они обеспечат качество и повторяемость производства конечных деталей.

Velo3D — это компания, которая внедрила такую ​​замкнутую систему в свои 3D-принтеры. Американский производитель запустил свою машину Sapphire с металлическим порошковым слоем.

Утверждается, что она обеспечивает превосходную согласованность деталей по частям. Благодаря встроенной метрологии процесса на месте. Это позволяет управлять плавлением в ванне с замкнутым контуром. Что уменьшает вероятность деформации и изменчивость между деталями.

Скорость и масштабируемость

Проблемы, связанные со скоростью и масштабируемостью печати, ограничивают потенциал массового производства систем 3D-печати. Но и здесь производители оборудования пытаются решить эту проблему.

Возьмем, к примеру, HP. Производитель запустил свою систему Multi Jet Fusion с целью расширения производства пластиковых деталей AM. На сегодняшний день на станках MJF было произведено 3,5 миллиона деталей. Половина из которых предназначена для конечного использования.

HP также недавно объявила о планах начать производство готовой продукции для металлов, дебютировав со своей машиной Metal Jet.

Машина обещает в 50 раз более высокую производительность, чем сопоставимые машины для струйной печати с металлическим вяжущим и машины SLM.

В результате система способна производить детали из нержавеющей стали, соответствующие международным стандартам ASTM. С точки зрения соответствия стандартам сертификации.

Залог успеха 3D-печати - Материалы 3D-печати

Залог успеха 3D-печати № 2: Материалы 3D-печати. Ключевые проблемы

Материалы 3D-печати составляют второй столп промышленной 3D-печати. Опять же, в этой области уже достигнуты значительные успехи. Например, в области AM-совместимых материалов, охватывающих металлы, полимеры и даже керамику. Однако ключевые проблемы, связанные с затратами и стандартизацией, еще предстоит преодолеть.

Высокие затраты

Необходимо обеспечить, чтобы аддитивное производство оставалось конкурентоспособным по сравнению с традиционными методами производства. Но все же высокие материальные затраты являются одной из основных задач, стоящих перед производителями.

Здесь, пожалуй, больше всего нужно больше сотрудничества. Ultimaker является одним из примеров этого. Производитель настольных 3D-принтеров с открытым исходным кодом объявил о сотрудничестве с несколькими мировыми компаниями по производству материалов.

В интервью с AMFG, Президент Ultimaker в Северной Америке Джон Кавола вновь заявляет о необходимости усиления конкуренции для снижения затрат. Он заявил:

«Сегодня реальность в 3D-печати заключается в том, что стоимость филамента для машины FDM составляет примерно 50 долларов за фунт. Тогда как 3 доллара за фунт для литья под давлением. Это на порядок ниже. Но со временем, когда будет больше конкуренции, больше развития и больше внимания к производству, этот разрыв начнет сокращаться».

Стандарты и диверсификация

Еще одна проблема заключается в отсутствии стандартов для 3D-печати. С этим связано текущее портфолио материалов для AM.

В то время как пластмассы сравнительно хорошо зарекомендовали себя, отрасль ожидает большего разнообразия материалов. Особенно в отношении металлов и керамики.

Например, многие марки сплавов для металлов недоступны. Либо еще не разработаны для аддитивного производства. Расширение ассортимента материалов AM, адаптированных к различным отраслевым требованиям, в конечном итоге позволит расширить спектр применений в разных отраслях.

ASTM International, организация по разработке стандартов, является одной из нескольких, нацеленных на решение этой проблемы. Организация заключила партнерские отношения с рядом ключевых игроков отрасли. С целью запустить Центр передового опыта в области производства присадок. Уделяя особое внимание разработке стандартов для металлических порошков и других инициатив.

Увеличение числа компаний, занимающихся материалами, выходящих в пространство AM, также решает проблему разнообразия материалов. Эти новые игроки приходят с новыми предложениями материалов. Особенно в отношении высокопроизводительных термопластов и легких металлов.

Залог успеха 3D-печати-Программное обеспечение

Залог успеха 3D-печати № 3: Программное обеспечение 3D-печати. Проблемы оптимизации

И последнее, но не менее важное. Это третий уровень 3D-печати: программное обеспечение 3D-печати.

Компания может иметь 3D-принтеры и материалы для производства необходимых деталей. Но как вы можете гарантировать, что управление вашими производственными процессами будет оптимизировано и эффективно? Как вы обеспечиваете полную видимость между объектами, отделами и командами?

Управление рабочими процессами

Здесь программное обеспечение вступает в свои права. Действительно, как цифровая технология, 3D-печать в значительной степени опирается на программное обеспечение для управления каждым элементом производственного процесса.

Программное обеспечение AMFG для управления рабочим процессом

Система автоматизации документооборота AMFG охватывает каждый этап производственного процесса AM.

Одна из основных проблем для OEM-производителей и сервисных бюро заключается в отсутствии соответствующей программной системы, способной удовлетворить специфические требования, необходимые для аддитивного производства.

Поскольку производство AM включает этапы, которые не требуются для вычитающего производства. Например, проектирование САПР, анализ и т.д.

Стандартных систем PLM или ERP будет недостаточно для обработки запросов, операций САПР и других необходимых операций.

В сущности, подавляющее большинство компаний застряло в использовании отдельных пакетов программного обеспечения. Они созданы для различных функций. В результате которые не взаимодействуют друг с другом. Это отрицательно сказывается на эффективности.

К счастью, в этой области были достигнуты огромные успехи. Появились разработки в области программного обеспечения для управления рабочим процессом.

Такое программное обеспечение, взятое за его основные функции, помогает автоматизировать ручные задачи. Такие как управление входящими запросами.

Тем не менее, в полной мере программное обеспечение типаAMFG, может также автоматизировать производственные задачи. Такие как подготовка сборки и машинное планирование. А также предоставлять производственные показатели и аналитические данные в реальном времени.

Помимо управления рабочими процессами, программное обеспечение для моделирования также помогает решать многие текущие задачи, стоящие перед отраслью.

Например, прогнозирование и анализ процессов 3D-печати с помощью моделирования могут помочь избежать дорогостоящего метода проб и ошибок. Гарантируя, что все параметры верны с первого раза.

Управление машиной

Возможно, одна из самых больших проблемных областей заключается в возможности прямой передачи и обмена данными с машинами AM на вашем производственном объекте.

Преимущества этого очевидны. Это возможность удаленного управления машиной, оценки производительности в режиме реального времени и так далее.

Тем не менее, подавляющее большинство машин не было разработано для непосредственного общения. Чтобы 3D-печать стала методом производства конечных деталей, производители оборудования должны работать с разработчиками программного обеспечения. Это гарантирует, что их машины открыты для такой интеграции.

Залог успеха 3D-печати — преодоление проблем

2018-2019 годы был захватывающим для аддитивного производства. В результате были достигнуты основные вехи в области аппаратного обеспечения, материалов и программного обеспечения.

Однако ключ к установлению 3D-печати в качестве метода производства лежит не в успехе одного, а в успехе всех трех столпов. 3 столпа успеха 3D-печати не без труда, но преодолевают трудности.

Мы уже видим это с точки зрения аппаратного обеспечения и материалов с анонсами новых систем AM и материалов, разработанных для производства. Со стороны программного обеспечения AMFG работает над обеспечением автоматизации управления проектами и производством для аддитивного производства.

Что остается ясным, так это то, что отрасли необходимо будет более тесно сотрудничать. Чтобы разработать истинные решения для обеспечения перехода технологии к производству.

Мы сможем гарантировать, что отрасль продолжит свой непрерывный путь роста к общепринятому усыновлению. Но только сконцентрировавшись на преодолении трудностей по всем направлениям. 3 столпа успеха 3D-печати должны преодолеть трудности в ближайшее время.

перевод статьи с сайта amfg.ai

Все о 3D-печати в нашем обзоре Рынок 3D-печати.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook