Беспроводная 3D печать

Многие бюджетные 3D принтеры не предоставляют возможности управлять или мониторить 3D принтер по беспроводной сети. Модели необходимо либо загрузить на SD карту, либо передавать непосредственно по кабелю. Эти варианты подключения имеют свои ограничения. OctoPrint предлагает отличное решение этой проблемы.

Как мы вкратце упоминали ранее, OctoPrint предоставляет программное обеспечение, которое устанавливается на Raspberry Pi и затем подключается к 3D принтеру. Благодаря беспроводным возможностям, предоставляемым Raspberry Pi, вы можете управлять 3D принтером по беспроводной сети через локальную сеть.

OctoPrint позволяет удаленно отправлять G коды, контролировать температуру экструдера и хотэнда, отслеживать процесс 3D печати и многое другое. Благодаря возможностям беспроводной 3D печати OctoPrint вы всегда можете управлять своим 3D принтером, даже если вы не присутствуете рядом физически.

3D печать из любой точки мира

Как вы знаете, беспроводная 3D печать удобна, если вы находитесь дома и в одной сети. Но что, если вы вышли из дома и хотите начать печать и была закончена, когда вы вернетесь домой? Или что, если вы хотите следить за процессом 3D печати, когда вас нет дома?

Подключаемый плагин OctoPrint Anywhere позволяет управлять (запускать и останавливать), а также контролировать 3D печать буквально из любого места. Это веб-сайт, к которому можно получить доступ с вашего компьютера или мобильного устройства.

У этого плагина большое количество поклонников, но стоит иметь в виду, что разработчики OctoPrint недавно объявили, что со временем его заменит более проработанный и обновленный плагин под названием Spaghetti Detective.

Просмотр G-кода

Обычно пользователи, использующие OctoPrint, следят за процессом 3D печати через веб-камеру, подключенную к их Raspberry Pi. Однако, если у вас нет веб-камеры или вы просто хотите проверить свою 3D печать другим способом, функция просмотра G-кода — это отличный инструмент.

Эта недооцененная функция OctoPrint показывает положение сопла и номер слоя в реальном времени. Вы также можете найти статус вашей 3D печати в окне чуть ниже визуализатора, которое показывает текущие команды G-кода, отправляемые на 3D принтер.

Команды из терминала

Возможности отправки команд из терминала — отличная функция для более продвинутых пользователей. Вы можете просматривать коды, отправляемые на 3D принтер, в режиме реального времени.

Одна из самых полезных функций — отправка пользовательских G-код команд на ваш 3D принтер. Вместо того, чтобы полагаться на другую программу для связи с вашим принтером, такую как Pronterface, вы можете напрямую отправлять команды в терминале OctoPrint.

Эта возможность может пригодиться в целом ряде сценариев. Если вам нужно откалибровать свой 3D принтер, вы можете просмотреть существующие системные предустановки в команде терминала. Некоторые команды также позволяют вводить и сохранять новые калиброванные значения. Это очень удобная функция для тех, кто любит возиться со своим 3D принтером на более «глубоком» уровне.

Замедленная съемка

Вы знаете, что 3D печать — это длительный процесс, на печать одной модели могут уйти часы. Настройка таймлапс-видео позволяет просмотреть весь процесс 3D печати, продолжающийся несколько часов, за считанные секунды.

С помощью OctoPrint и с камерой, подключенной к вашему Raspberry Pi, вы можете снимать отличное покадровое видео 3D печати, установив частоту кадров и интервал между снимками. Для настоящих энтузиастов есть также более расширенные возможности настройки.

OctoPrint хранит таймлапс локально на Raspberry Pi, и вы можете загрузить его на свой компьютер. Еще одна полезная фича таймлапс-видео — это возможность определить точную причину сбоя 3D печати или, по крайней мере, точку, в которой сбой произошел.

Octolapse — это подключаемый модуль, который основывается на функциональных возможностях раздела Timelapse в OctoPrint, создавая более чистые и четкие видео. 

Слайсинг 3D модели в облаке

Облачный слайсинг, как следует из названия, — это функция удаленного слайсинга, которая позволяет слайсить ваши 3D модели без фактической установки программного обеспечения для слайсинга на свой компьютер. Слайсинг модели выполняется с помощью плагина, установленного на Raspberry Pi.

Рассмотрим сценарий, когда на вашем ноутбуке полно приложений, и вы не можете/не хотите устанавливать новый слайсер. Или представьте, что вы не хотите слайсер на каждый компьютер, который вы используете. Вот где идеально подходит плагин Cloud Slicing. Эта функция использует подключаемый модуль движка Cura или Slic3r.

Сенсорный экран для пользовательского интерфейса

Пользовательский интерфейс с сенсорным экраном стал нормой для многих повседневных устройств. Однако многим 3D принтерам по-прежнему не хватает этой полезной функции.

С помощью подключаемого модуля OctoPrint TouchUI вы можете добавить эту фичу и вывести интерфейс OctoPrint на сенсорном экране. Этот плагин позволит вам использовать OctoPrint, без подключения компьютера. Пользовательский интерфейс на сенсорном экране очень похож на тот, что в браузере, поэтому переход с точки зрения освоения нового интерфейса будет несложным.

Установка сенсорного экрана может показаться утомительной задачей, но существует множество руководств и видеоинструкций, которые помогут вам в этом процессе.

Open-source сообщество

Отдельные разработчики потратили часы своего времени на улучшение 3D печати, включая бесплатные программы с открытым исходным кодом, такие как Marlin, Cura и, собственно, OctoPrint.

OctoPrint во многом обрел популярность благодаря открытому исходному коду и бесплатным доступом. Весь исходный код доступен на странице GitHub. Благодаря этому многие пользователи и разработчики поделились своими идеями и воплотили их в жизнь. Плагины, разработанные пользователями, значительно расширяют функциональные возможности OctoPrint.

Управление несколькими 3D принтерами

Как вы понимаете, эта функция удобна, если вы работаете с более чем одним 3D принтером. Вы можете подключить несколько веб-камер к одному Raspberry Pi.

На видео ниже представлена инструкция (на английском языке), как установить три принтера на Raspberry Pi:

Другой вариант — использовать OctoFarm, бесплатный сервис с открытым исходным кодом, который позволяет вам контролировать и мониторить несколько 3D принтеров на одном Raspberry Pi. С его помощью вы сможете отслеживать несколько 3D принтеров на одном экране, отправлять файлы на 3D печать и отслеживать процесс печати.

Список полезных плагинов на OctoPrint

В целом, составить топ 10 полезных фич OctoPrint довольно сложно, так как список на самом деле огромный. Так что ниже приведена небольшая подборка дополнительных плагинов, которые помогут вам упростить и обезопасить процесс 3D печати.

• Pushover: этот плагин отправляет вам push-уведомления, когда печать завершена или по какой-то причине произошел сбой 3D печати. Простой и очень практичный плагин.
• Heater timeout: часто бывает такое, 3D принтер остается включенным, а экструдер все еще нагревается, что может привести к возгоранию. Этот подключаемый модуль для установки тайм-аута нагревателя отключает нагрев хот-энда через установленный промежуток времени. Это поможет вам избежать потенциального пожара и чрезмерно больших счетов за электричество.
• Emergency stop: всегда есть вероятность, что во время 3D печати что-то может пойти не так. Этот плагин добавляет большую красную полосу в верхней части пользовательского интерфейса OctoPrint, которая при нажатии останавливает работу 3D принтера.
• Bed level visualizer: этот плагин отлично подойдет для тех, кто установил датчик уровня стола на свой 3D принтер. Этот плагин  позволяет вам просматривать уровень стола, измеренный датчиком. Таким образом, у вас появляется удобное графическое представление стола вашего 3D принтера, что безусловно поможет вам в калибровке.
• Spaghetti detective: это расширение подключаемого модуля Anywhere, который использует ИИ для обнаружения фейлов 3D печати. Плагин «знает», занимает ли 3D печать корректно отведенное на нее время, и если нет, уведомляет пользователя.

Пожалуй, это все. Список этот далеко не полный, но наверняка даже его хватит, чтобы раскрыть для вас новые возможности и оптимизировать вашу 3D печать!

3д-принтеры в строительстве: перспективы применения

На первый взгляд, конструкции 3д-печати кажутся какой-то скорлупой здания, законченного наполовину. Но при близком рассмотрении вы не обнаружите и кирпичика. Слои материала как бы наращиваются один поверх другого — так и создается сложная конструкция. Это футуристический мир 3D-печати, где роботизированные руки автоматически наслаивают и сжимают слои бетона, или пластика, или любого другого материала в фундамент и выстраивают конструкцию.

Подобный метод строительства сегодня достаточно нишевый — в мире напечатано всего несколько прототипов 3д-домов и офисов. Тем не менее, эта технология представляет собой потрясающее и потенциально сильное решение для перемен в строительстве.

Что же такое 3D-печать в строительстве, в чем потенциал, и будем ли мы работать над 3D-печатными проектами в ближайшем будущем?

1. Что такое 3d-печать в строительстве?
2. 3д-принтеры в строительстве: как это делается?
3. 5 примеров инноваций
4. Как проекты с 3d печатью могут помочь строительным компаниям?
5. Распространение 3D-печати
6. 3д-печать в гражданском строительстве
7. Технология Wiki House — проект открытым кодом для 3D-печати: что стоит за концептом
8. Обратная сторона медали
9. Как можно интегрировать 3D-печать в строительство
10. О PlanRadar

3D-печать в строительстве — что за технология?

3D-печать для строительства применяет как 3D-принтер, у которого есть роботизированный «кран-рука», который строит конструкции прямо на строительной площадке, так и создание определенных элементов принтерами на заводе, которые уже собираются в конструкцию на объекте.

Концепция 3D-печати не нова: впервые она появилась в 80-х. Но только за последние десятилетие эту технологию достаточно усовершенствовали (и снизили стоимость существенно) и она стала настоящим мейнстримом.

3D-принтеры не сильно отличаются от обычных струйных офисных принтеров. Программное обеспечение сообщает принтеру о размерах конечного продукта. И потом принтер начинает выводить материал на платформу согласно плану. В 3D-принтерах часто используют жидкие металлы, пластик, цемент и вариации разных материалов, которые когда остывают и высыхают, формируя конструкцию.

В 3D-принтере для строительства программы CAD или BIM сообщают устройству, что надо печатать, и машина начинает наслаивать материал слоями, согласно плану конструкции.

3D-принтеры в строительстве: как они работают?

Концепция 3D-печати — принтер выдавливает послойно определенную жидкую смесь, уровень за уровнем, создавая конструкцию, основываясь на трехмерной модели. Подготовленный микс из бетона, наполнителя, пластификатора и других компонентов загружается в бункер устройства и подается на печатающую головку.   Смесь наносится на поверхность площадки или на предыдущие отпечатанные слои. Таков принцип работы большинства 3D-принтеров. Среди них существует три вида устройств для 3D-печати:

Роботизированный принтер

Читайте также: Новые технологии в строительстве 2021

5 инновационных примеров 3D-печати

На сегодняшний день в строительной сфере реализовано всего несколько проектов в 3D-печати. Вот пять наиболее впечатляющих и многообещающих проектов:

Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

1. Офисное здание муниципалитета Дубая, ОАЭ

В декабре 2019 фирма  Apis Cor, занимающаяся роботами для 3D печати объявила о завершении самого крупного в мире  частного здания, напечатанного при помощи 3D-печати. Офисный блок, построенный в ОАЭ, представляет собой 9,5 метровой сооружение  в высоту и площадью в 640 m2.

3D-принтер Apis Cor перемещался по стройплощадке под открытым небом при помощи крана и возводил разные части конструкции.

2. Офис будущего, ОАЭ 

Офис будущего, ОАЭ

Еще одно впечатляющее здание в ОАЭ, созданное 3D-печатью — Офис будущего — уникальная, довольно большая, конструкция, в котором в настоящее время размещается временная штаб-квартира организации Дубайский фонд будущего.

Для этого здания элементы создавались не на стройплощадке, и их напечатали за 17 дней, а само здание было собрано за 48 часов.

3.Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Дома, созданные 3D-принтером компании ВинСун, Китай

Китайская компания 3D-печати WinSun также применила заводские 3D- принтеры для строительства жилых домов. Компания создала несколько проектов домов, в том числе и небольшое многоэтажное здание. Все детали конструкции можно быстро и дешево напечатать и потом быстро их собрать уже на стройплощадке.

Компания подсчитала, что постройка-печать их пятиэтажного здания может стоить всего $161,000.

4. 3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

3D-напечатанный номер в Льюис Гранд Хотел, Филиппины

Планируя поездку на Филиппины, подумайте о том, чтобы остановиться в отеле Lewis Grand Hotel в Анхелес-Сити, Пампанга, где посетителей встретят первым в мире гостиничным люксом, напечатанным на 3D-принтере. Номер в отеле был разработан Льюисом Якичем, владельцем отеля и инженером по материаловедению, в сотрудничестве со специалистом по 3D-печати Энтони Руденко. Они создали массивный 3D-принтер, который выводит песок и бетон на основе вулканического пепла. Комната была напечатана за 100 часов.

5. Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Двухэтажный особняк в Бекуме, Германия

Первый 3D-напечатанный жилой дом площадью около 80 квадратных метров  — детище немецкой строительной компании PERI GmbH и архитектурно-дизайнерским бюро MENSE-KORTE ingenieure+architekten. Чтобы напечатать один квадратный метр двойной обшивки стены за 5 минут, использовали 3D-принтер BOD2. Здание представляет собой сооружение с трехслойными полыми стенами, заполненными изоляционной массой. Установка полых труб и соединений во время печати осуществлялась вручную.

3D-печать в строительстве кажется действительно впечатляющей, но каковы реальные выгоды такой технологии?

Как 3D-печатные проекты могут быть полезны строительным компаниям?

Сторонники 3D-печати домов и коммерческих офисов указывают на несколько преимуществ такого метода строительства:

• Безотходное строительство

В Великобритании почти треть отходов — это от строительной отрасли. По данным Transparency Market Research Group, строительная индустрия к 2025 году во всем мире будет производить 2,2 млрд тонн строительного мусора. И хотя большая часть отходов относится к сносу сооружений, сами строительные площадки продуцируют немало отходов.

И напротив, 3D-печать может сократить отходы практически до нуля. 3D-принтер использует четко определенное количество материала, которое требуется для печати конструкции — ни больше ни меньше. Это может стать большой экономией.

• Сниженное потребление энергии

3D-печать в строительстве стимулирует применение местных доступных материалов и натуральных компонентов. Такая практика может сократить энергозатраты на транспортировке, возведении и производстве, поскольку для большинства местных материалов требуется меньше энергопотребления для обработки или установки. Если традиционные материалы с токсичными химическими примесями заменить на натуральные, то можно снизить токсичность всего строительства. Кроме того, местные материалы часто лучше подходят для локальных климатических условий и могут снизить нагрузку для отопления или охлаждения здания, что также снижает затраты на строительство.

• Экономия времени и денег

Как и в случае с ИИ в строительстве, 3D-принтер может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Это означает, что строительные проекты имеют потенциал быть завершенными намного быстрее, и можно избежать ряда затрат на низкоквалифицированную рабочую силу. Более того, благодаря 3D-печати отпадает необходимость во временных конструкциях, таких как опалубка и леса, которые обычно используются в традиционном строительстве. Исследования бетонных конструкций, напечатанных на 3D-принтере, выявили значительное снижение требований к опалубке — это  снижает затраты на 35–60%.

• Может реализовывать необычные формы дизайна

Одна из самых привлекающих характеристик 3D-принтеров — их способность создавать сложный и необычный дизайн конструкций, в том числе и единственный, уникальный. Поскольку работа 3д-принтера заключается в наслаивании материала, то их можно запрограммировать на абсолютно любую необычную форму, которую будет намного труднее  создать традиционными техниками.

• Минимизация человеческих ошибок и повышение безопасности 

Опубликованная статистика травм на рабочем месте американским агентством BLS в 2020 году свидетельствует, что строительство- одно из травмоопасных сфер и высоким уровнем частоты заболеваний. Каждый день, около 5333 рабочих гибнет на стройплощадке. А с появлением 3D-печати количество производственных травм и смертельных случаев очевидно снизится, поскольку она делает строительство более программируемым и автоматизированным. Роботизированное строительство требует стандартизированной, точной и полной цифровой информации по зданию, что делает эту технологию более точной и эффективной, с минимальными доработками из-за человеческих ошибок или любых информационных несостыковок. Обычные проблемы с материалами и комплектующими, которые нужно где-то хранить, беречь от повреждения — нивелируются, также исчезают проблемы с монтажом и незавершенной работы из-за повреждений — 3D-элементы создаются по мере строительства, их не нужно перемещать и хранить.

• Освоение новых рынков

Применение 3D-принтера также позволяет строительным компаниям заходить на новые секторы рынков, ранее им недоступные. А для начинающих стартапов-компаний, наличие 3D-принтера будет конкурентным преимуществом. Более того, 3D-печать — это блестящий способ поднять или улучшить репутацию бренда строительной компании среди тех, кто считает, что производство бетона влияет на окружающую среду планеты.

Распространение структурной 3D-печати

3D-печать для усиления конструкции, маломасштабных компонентов и структурной стали может произвести настоящую революцию в сфере дизайна, строительства и освоения космоса. Кроме того, Европейское Космическое Агентство (ЕКА) считает, что используя металлы для 3D-печати для создания высококачественных сложных форм, можно существенно снизить их стоимость, и они станут весьма распространенными.

ЕКА вместе с Европейской Комиссией разработали проект по усовершенствованию печатания металлических компонентов, которые можно использовать в космосе. Всего объединилось 28 европейских партнеров для совместного проекта AMAZE (Additive Manufacturing Aiming Towards Zero — послойная 3D-печать для нулевых отходов от производства и эффективное производство высокотехнологичной металлической продукции).

Практически все можно спроектировать на компьютере, так что в планах AMAZE установить 3D-принтер на борт космического корабля, и  как только астронавту потребуется какая-либо деталь, инструмент — он сможет просто ее распечатать.

Структурная 3D-печать

3D-печать в гражданском строительстве

3D-печать в гражданском строительстве набирает популярность за последнее десятилетие, как и в аэрокосмической и биомедицинских отраслях. Эта революционная производственная техника основана на ее уникальной возможности создавать любую геометрическую форму без каких-либо формальных ограничений, сводя к минимуму отходы, но повышая производительность и результаты. Активное движение строительной отрасли навстречу автоматизации за последнее время достигло важных рубежей, включая создание первых конструкций при помощи роботизированных «рук» и технологии 3D-печати.

Применение метода 3D-печати в создании структурных элементов из полимерных материалов, бетона и металлов становится все распространеннее.

Эти техники в гражданском проектировании могут создавать свободные формы и инновационные архитектурные конструкции благодаря использованию программному обеспечению, интегрированному в СAD.

Однако несмотря на значительные исследования в аэрокосмической отрасли и биоинженерии по оценке и анализу этого механизма, по прежнему недостаточно понимания по его использованию, воздействия 3D-напечатанных материалов в гражданских сооружениях, как с точки зрения свойств материалов, так и структурной реакции.

Императорский колледж Лондона

Читайте также: Лучшие приложения для стройки в 2021

WIKI HOUSE —  3D печать в строительстве: что в основе концепта

Wiki House — это инновационный проект, созданный небольшой группой архитекторов в Лондоне в 2011 году. Он предлагает цифровую систему с открытым кодом для проектирования домов, что позволяет пользователям создавать, загружать и делиться разным дизайном и печатать свои собственные дома.

Комплект набора не требует каких-то специальных знаний и обучения и может быть создан за 1 день. Элементы в цифровом виде вырезаются из обычного листового материала, наподобие фанеры, применяя станок с ЧПУ. И это намного быстрее, менее затратно и не требует участия экспертов, как в обычном традиционном строительстве.

Стандартный дом с двумя спальнями может быть построен менее чем за £50,000, а к основному каркасу сооружения можно добавить дополнительные компоненты, такие как облицовка, изоляция, окна и прочее. Первым домом, который был построен на базе технологии Wiki House с открытым кодом, стал  двухэтажное здание. 3D-напечатанный дом был представлен на Лондонском фестивале дизайна в 2014 году.

Движение Wiki House возглавил Аластер Парвин, чья презентация на TED «Архитектура для людей, созданная людьми»  рассказала о перспективах 3D-печати в строительстве. Создатель этого проекта верит, что Wiki House может помочь в решении жилищного вопроса, особенно в чрезвычайных ситуациях, таких как землетрясения (есть уже доказательство, что 3D-напечатанные дома могут выдерживать толчки до 8 баллов).

В будущем это может стать реальной альтернативой недорогих домов, одновременно позволяя заказчику контролировать дизайн проекта.

3D-здание, построенное с использованием Wiki House

Станет ли 3D- печать экологическим будущим строительства?

3D-печать способна коренным образом изменить цепочку и структуру поставок, благодаря новому методу проектирования и производства. Согласно исследованию,  3D-печать может помочь строительной отрасли стать более экономичной, более эффективной и экологичной.

Ученые из Саксонского Университета Прикладных наук Иво Котман и Нейлс Фабер утверждают, что технология 3D печати «изменят правила игры». Они исследовали возможности 3D-печати бетона, и их выводы таковы:

• 3D-печать сокращает цепочку поставок и в целом сам процесс проектирования. 3D-печать прямо на стройплощадке исключает трудоемкие этапы процесса проектирования. Архитекторы, инженеры, подрядчики, клиенты и  руководители, которые обычно должны активно участвовать в проекте, в 3D-печати больше не нужны. Поскольку все задачи могут совмещаться в одной фигуре архитектора, который использует метод моделирования и воспроизводит точные целостные конструкции.
• Монтаж труб и проводка электричества становятся проще и более эффективнее. Системы отопления, изоляция, водопровод и электричество — все это требует трудоемкого монтажа на месте при традиционном строительстве. Однако при 3D-печати некоторые из этих функций могут быть включены в процесс 3D-печати. Печать полых стен требует меньше ресурсов, улучшает изоляцию и она дает возможность использовать напечатанные на 3D-принтере каналы для подачи горячей или холодной воды. Более того, нивелируется необходимость установки на стройплощадке, что напрямую влияет на сокращение отходов.
• Лучшая логистика. 3D-печать устраняет 3 проблемы, связанных с логистикой и доставкой. Во-первых, много материалов и элементов часто портятся при доставке, а если печатать все на площадке, то повреждения минимизируются

Во-вторых, чтобы выдерживать транспортировку, части должны быть с повышенными техническими характеристиками, что по умолчанию удорожает их, а значит, и весь проект. Избежать таких дополнительных затрат поможет 3D-печать прямо на строительной площадке.

• Создание индивидуальных проектов домов, доступных для широкого рынка. Обычно строительство дома с привлечением к проекту архитектора дорогое удовольствие для большинства потребителей. Но с 3D-печатью из бетона вы можете не беспокоится о выбранной форме, это не будет стоить дороже. Фактически, это значит, что в будущем больше людей смогут покупать дома по их собственному проекту в соответствии с их индивидуальными потребностями

Обратная сторона медали

Несмотря на определенно привлекательную инновационность 3D-печати, все же важно рассмотреть ее беспристрастно, убрав некоторую стимуляцию популяризации. Скептики отмечают несколько недостатков этой технологии.

• Стоимость исследований и разработок

Большинство строительных компаний работают с относительно невысокой рентабельностью. Чтобы повсеместно начать применять 3D-печать, потребуются немалые инвестиции.

• Будут ли потребители рассматривать это как маркетинговый ход?

3D-напечатанные дома, офисы, магазины и прочие сооружения инфраструктуры часто здорово впечатляют. Но действительно ли хотят большинство людей жить или работать в таких? Для большинства людей все же кирпичные дома гораздо привычнее и привлекательнее. Другие технологии, такие как сборные дома также некоторое время назад казались привлекательной технологией будущего, однако так и не получила широкого распространения, несмотря на то, что во многих случаях она была дешевле традиционной.

• Сложность с интеграцией с другими составляющими 

3D-принтеры могут выполнить уникальный и интересный дизайн. Однако, если вам нужно здание, в котором будут использоваться разные материалы или разные элементы, которые не подойдут для 3D-печати, то это будет сложной задачей включить 3D-принтер для строительного процесса.

• Нехватка квалифицированной рабочей силы

При существующей проблеме недостатка квалифицированной рабочей силы в строительном секторе в целом, 3D-печать потребует еще большего набора специализированных знаний и навыков, который придется выбирать из и без того небольшой ниши кандидатов. Так что поиск специалистов для работы в 3D печати для строительства может стать еще одной трудной задачей в будущем.

• Контроль качества строительства

Погодные условия могут замедлять традиционный процесс строительства, но для 3D-печати дела обстоят еще хуже. Фактор окружающей среды для коммерческого строительства может снизить востребованность 3D-печать. Более того, контроль качества может быть намного серьезнее задачей, требующей постоянного мониторинга процесса реальными людьми на стройке.

•  Отсутствие стандартов и правил

Несмотря на регулярное упоминание 3D-печати в СМИ, она все же еще не оказала существенного влияния на строительный сектор. Существует очевидная проблема ответственности при использовании таких принтеров, даже больше, чем человеческая ответственность при  выполнении некоторых строительных работ. И довольно много других неясностей в отношении этой технологии. Так что пока не будут установлены нормы и стандарты, а также правила в этой области, 3D-печать вряд ли станет мейнстримом в строительной индустрии.

Читайте также: Новые технологии в строительстве 2021

Как 3D-печать может интегрироваться со строительством?

На данный момент есть веские доказательства, что 3D-печать заслуживает внимания и может применяться в строительном сегменте, и скорее всего, что эта технология будет больше применяться в ближайшие годы. Правда, неизвестно, насколько широко будут применяться эти устройства на стройплощадке, или они останутся лишь инструментом для изготовления блоков-элементов для сборных конструкций. Но для определенных проектов резонно предполагать, что 3D-принтеры и эта технология в строительстве будут обязательным инструментом в арсенале строителей.

О PLANRADAR

PlanRadar была основана в  2013 году и предоставляет инновационное мобильное программное решение для строительства и недвижимости. Наше приложение доступно на всех устройствах iOS, Android и Windows и уже помогло более 13 000 клиентов оцифровать свой рабочий процесс в более чем 55 странах. Узнайте больше о приложении здесь.

перспективы, развитие и будущее 3d принтеров

3D-печать — это крайне перспективная технология, которая способна изменить принципы производства многих вещей. Помимо этого, использование  3D-принтеров  существенно сократит время производства различных изделий и снизит их конечную стоимость. Рассмотрим, в каких областях наиболее перспективно использование 3D-печати, какое будущее у данной технологии и насколько быстро она будет развиваться.

Актуальность 3D-печати

Технология 3D-печати актуальна благодаря простоте ее использования и экономии времени, затрачиваемого на производство различных видов изделий.

Также печать трехмерных объектов обеспечивает высокоточное воспроизведение необходимых форм и деталей определенного объекта. При этом ручной труд практически сведен к нулю, а это значит, что затраты на оператора и обслуживание 3D-принтера будут минимальными. Впоследствии это позволит снизить себестоимость готового изделия.

Благодаря подобным преимуществам трехмерная печать успешно используется во многих отраслях промышленности и в повседневной жизни.

Перспективы 3D-принтеров в разных сферах

Технология 3D-печати имеет довольно большие перспективы при ее правильном применении. В услугах 3D-печати наиболее нуждаются следующие сферы деятельности:

1. Строительство. В строительном деле 3D-печать может стать весомым подспорьем традиционным методам строительства. Так как эта технология не требует привлечения большого количества людей для выполнения тяжелого труда. Достаточно нескольких операторов и мастеров, которые будут обслуживать  строительный 3D-принтер . Первые удачные эксперименты по изготовлению строительных деталей и возведению домов уже были проведены в Китае и ОАЭ.
2. Электроника. При изготовлении цифровых устройств 3D-печать позволит сократить время на изготовление трудоемких деталей, микросхем и аппаратной электроники. В частности, силами 3D-печати уже разрабатываются первые образцы графеновых аккумуляторов, которые имеют неограниченный срок эксплуатации.
3. Машиностроение и автомобильная промышленность. В этой сфере при помощи трехмерной печати создаются экспериментальные модели будущих запчастей и деталей, которые в дальнейшем позволяют произвести изделия идеального качества. Это возможно благодаря детальной проработке трехмерного объекта во время его создания и печати готовой компьютерной модели, которая отличается высоким уровнем детализации.
4. Аэрокосмическая промышленность. Применение 3D-печати в этой отрасли объясняется возможностью создавать инновационные конструкции любой сложности. Детали спутников, ракет и других космических объектов печатаются из металла, полимеров и других видов сверхпрочных материалов.
5. Медицина и фармацевтика. В медицине технология 3D-печати крайне важна. Поэтому в этой отрасли ее изучают очень детально. При помощи 3D-принтера можно напечатать прототипы человеческих органов, протезы, имплантаты костные ткани. Даже делаются первые шаги по разработке и печати настоящих органов, которые хорошо приживутся в человеческом теле. В фармацевтической промышленности 3D-печать в основном используют для создания таблеток, которые будут постепенно высвобождать активные вещества после приема.
6. Реклама. Для рекламных целей на 3D-принтере печатают прототипы различной продукции, демонстрационные и раздаточные материалы.
7. Пищевая промышленность. Пищевые 3D-принтеры особенно интересны из-за того, что они позволяют создавать съедобные объекты из привычных продуктов. Трехмерная печать дает возможность создавать уникальные украшения и сложные многоцветные объекты с высокой детализацией.

Будущее 3D-печати

Трехмерная печать при ее должном развитии и изучении в будущем будет более доступна. Так как 3D-принтеры будут распространены в качестве рабочей единицы во многих сферах. При этом цены на такое оборудование, скорее всего, упадут. Так как их будут производить различные компании в больших количествах, чтобы удовлетворить спрос всех покупателей.

Большая востребованность трехмерной печати повлечет за собой разработку новых видов 3D-принтеров и материалов для создания изделий.

Также для более объемной 3D-печати будет создаваться крупногабаритное оборудование, которое позволит печатать изделия очень больших размеров для строительных нужд, машиностроительной и других видов промышленности.

Неожиданные возможности 3D-печати

Помимо стандартного создания трехмерных объектов, на 3D-принтере также доступна разработка и 3D-печать уникальных и индивидуализированных изделий. Их форма, структура и особенности конструкции ограничиваются только фантазией пользователя. Можно производить необычные изделия. Например, нетающие ледяные скульптуры, фигурные идеально пожаренные блинчики или ювелирные изделия тонкой работы.

От кого зависит будущее 3D-печати?

В первую очередь будущее развития 3D-печати зависит от изобретателей, которые создают новые виды принтеров и разрабатывают новые технологии печати в зависимости от вида используемого материала. Чаще всего новинки 3D-печати появляются в научно-исследовательских центрах, на промышленных предприятиях и на технических кафедрах различных университетов. Это связано с тем, что люди, работающие в подобных учреждениях, заинтересованы в развитии новых технологий. Так как инновации помогут совершенствовать и улучшать процессы создания изделий в конкретных областях. Помимо научных сотрудников и студентов, большое количество разработок выполняют дети и любители 3D-печати. Например, изобретение первого протеза, напечатанного на 3D-принтере, принадлежит 17-летнему Истону ЛаШапелю.

Помимо изобретателей, за стабильное развитие и усовершенствование методов печати также отвечают организации, которые спонсируют новые разработки.

Справка. Наиболее известными в области 3D-печати считаются три компании: Shapeways, Sculpteo и Materialise. Они занимаются профессиональной разработкой и выпуском новых моделей 3D-принтеров, материалов, а также усовершенствованием уже существующих технологий и созданием новых.

Что ждет 3D-печать в ближайшие несколько лет?

Эксперты в области 3D-печати в 2021 году делают следующие прогнозы ее развития:

• Распространение 3D-печати будет массовым. Студии по созданию трехмерных объектов будут распространены примерно так же, как и студии по ксерокопированию и распечатыванию материалов. 3D-печать будет осуществляться как по стандартным моделям, так и по индивидуальным проектам.
• Малосерийное производство различных изделий полностью перейдет на технологию 3D-печати. Это поможет значительно снизить цены на готовые изделия.
• Медики-ученые освоят создание на 3D-принтере полноценных и полностью совместимых с организмом органов, которые будут напечатаны из делящихся человеческих клеток.
• После проведения экспертиз, подтверждающих безопасность 3D-печати при использовании ее в строительных целях, многие компании в этой отрасли начнут использовать мощные промышленные принтеры для создания необходимых строительных элементов. При этом время на постройку домов сократится и уменьшится доля наемных рабочих, которые выполняют тяжелый труд.

Революция в материалах

Стандартно при 3D-печати на принтере применяют в качестве филамента пластиковые материалы. Однако развитие технологии продолжается усиленными темпами. Благодаря этому на рынке появляются инновационные материалы, такие как:

•  Металлический порошок . Данный материал во время печати смешивается с полимером и используется в технологии лазерного спекания металлов. Изделия, напечатанные из смеси полимера и металлического порошка, имеют повышенную прочность сравнимую с настоящим металлом.
• Графен. Этот углеродный материал используется в экспериментальных целях для выведения нового композита. В идеале напечатанный на 3D-принтере графеновый лист будет иметь толщину, равную одной молекуле. По весу материал будет легче воздуха, но его прочностные свойства будут очень высокими — лист в десять раз прочнее стали.

• Керамическая пена. Такой материал имеет гибкие характеристики, которые можно менять в зависимости от целей использования. Из керамической пены на 3D-принтере можно напечатать как очень легкую фигуру, так и тяжелый монумент. В теории разработка уже существует. Но она требует проведения ряда испытаний и стабилизации функциональных свойств.

Какие есть необычные проекты технологии будущего?

Среди необычных 3D-технологий будущего особое внимание следует обратить на:

• создание индивидуализированной одежды и обуви, которая будет производиться на основе 3D-сканирования тела;
• макияж, создаваемый специальными портативными 3D-принтерами, который очень быстро выполняется и при этом является очень точным при создании мелких деталей;
• биопечать живыми клетками и создание тканей и органов из гидрогеля.

3D-печать имеет очень большие перспективы в различных сферах промышленности и жизнедеятельности человека. Технология позволит заменить тяжелый труд людей, печатать более дешевые изделия со стабильно высоким качеством. Однако не во всех сферах возможно сразу же использовать 3D-печать. Для этого потребуются многолетние испытания и проведение ряда экспертиз.

• 19 апреля 2021
• 8220

Получите консультацию специалиста

7 удивительных вещей, которые можно напечатать на 3D-принтере

16 августаТехнологии

Настоящая еда, живое сердце, экодом из риса и другие полезные «распечатки», которые способны решить мировые проблемы.

Поделиться

1. Человеческие органы

Учёные уже сейчас могут напечатать кожу^{How Close Are We to 3D Printed Skin? / 3D Sourced, почки3D‑printed organs and their affordability / Medical Device Network, ткани печени3D Bioprinting / Organovo, сердцеResearchers 3D print a heart with human tissue and blood vessels / 3Dnatives и ряд других органов. Правда, пока они обычно меньшего размера, чем реальные, и поэтому пригодны только для клинических испытаний или хирургической практики. Но в перспективе должны серьёзно помочь в борьбе с различными заболеваниями. Например, 3D‑кожу хотят использоватьR. J. A. Moakes, J. J. Senior, T. E. Robinson, M. Chipara, A. Atansov, A. Naylor, A. D. Metcalfe, A. M. Smith, L. M. Grover. A suspended layer additive manufacturing approach to the bioprinting of tri‑layered skin equivalents featured / APL Bioengineering как средство для заживления ран. А полноценные напечатанные сердца или почки смогут сократить очередь на донорские органы и спасти больше жизней: пересадка ежегодно требуетсяEstimated number of organ transplantations worldwide in 2020 / Statista сотням тысяч людей.}

3D‑органы создаются^{Printing the future: 3D bioprinters and their uses / Australian Academy of Science из реальных живых клеток: либо из взрослых стволовых, либо из образца, взятого непосредственно у человека. Они играют роль краски, которую головки принтера насаживают на органическую или синтетическую основу. Правильная форма, текстура и слои тканей программируются на основе результатов сканирования — это обеспечивает максимальную точность копии. Главный вызов, который стоит перед учёными сейчас, — найти возможность3D‑printed organs and their affordability / Medical Device Network создавать органы, способные функционировать внутри организма: контактировать с нервной и кровеносной системами и правильно выполнять свои задачи.}

2. Кости и хрящи

А вот они уже применяются хирургами в реальной жизни. Например, 3D‑имплантаты используют для замены^{100 000 Patients Later, the 3D‑Printed Hip Is a Decade Old and Going Strong / Orphopedia Design & Technology бедренных костей. Также есть удачные примеры пересадки75% of a human skull replaced with 3D‑printed material / ExtremeTech напечатанных костей черепа и хрящей ушной раковиныDoctors Transplant Ear of Human Cells, Made by 3‑D Printer / The New York Times. Следующим шагом в применении этой технологии может стать замена небольших повреждённых участков прямо внутри человека. Такой метод 3D‑печати, по словам исследователей, позволитS. Romanazzo, T. G. Molley, S. Nemec, K. Lin, R. Sheikh, J. J. Gooding, B. Wan, Q. Li, K. A. Kilian, I. Roohani. Synthetic Bone‑Like Structures Through Omnidirectional Ceramic Bioprinting in Cell Suspensions / Advanced Functional Material ускорить процесс и спасёт в случаях, когда критически важна быстрота реакции, например при лечении рака костей.}

3D‑принтеры пригождаются^{Open wide: how 3D printing is reshaping dentistry / Medical Device Network и в стоматологии. Они упрощают процесс создания коронок, мостов и протезов: специалисту не нужно подбирать размеры вручную — модель формируется и отпечатывается на основе снимков ротовой полости. А ещё такие имплантаты можно использовать как временные: это помогает пациентам привыкнуть к новым зубам и убедиться, что они хорошо сидят во рту. Технология безопасна: для печати используютHARZ Labs Received Patent for Dental Resins / Хабр специальные фотополимерные смолы. Они крепкие, долго сохраняют эстетичный оттенок и не раздражают слизистую.}

3. Протезы

Рук, ног и других частей тела. За счёт упрощённого процесса производства 3D‑протезы стоят^{Scientists Create Fully Automated 3D Printed Prosthetic Production Line / 3D Printing Industry дешевле и создаются быстрее. В стандартной схеме сначала нужно сделать слепок сохранившейся части конечности пациента, затем отлить пробную версию из гипса, после примерить, исправить неточности и только тогда приступать к созданию готового продукта. В 3D‑варианте достаточно собрать мерки, откорректировать модель на экране и распечатать её.}

При этом такие протезы необязательно выполняют исключительно косметическую функцию. 3D‑руки с сенсорным управлением^{These bionic arms make kids feel like superheroes / Insider, то есть реакцией на сигналы тела, или с вибрационным откликом3D printed prosthetic arm providing feedbacks / Sculpteo на касание к предметам уже существуют. Кроме того, распечатанную искусственную конечность после износа проще заменить аналогичной, создав повторно по сохранённому макету.}

3D‑протезы могут использоваться не только у людей. Например, в Австралии на принтере создали^{Millie The Dog : Australia’s First Pup To Receive a 3D Printed Prosthetic Leg / HuffPost искусственную ногу для собаки.}

Скорость и стоимость производства 3D‑протезов — это шанс для многих детей: обычные варианты слишком быстро оказываются бесполезными из‑за активного роста ребёнка. А напечатанную модель можно создать даже для годовалого пациента, который только осваивает движения: такую разработку уже представили^{First 3D‑Printed Sensor‑Operated Prosthetic Arm for Toddlers / University of Lincoln учёные из Университета Линкольна.}

4. Еда

Бренды используют^{Is 3D Printing the Future of Food Manufacturing? / Blacksmith Applications 3D‑принтеры для моделирования будущих продуктов или создания необычных форм привычной еды. Креативные возможности подачи используют и в некоторых ресторанах. В 2016 году в Лондоне временно открывалось целое заведение, меню которого полностью состояло из блюд, получаемых с помощью 3D‑технологии.}

Но выбор внешнего вида не единственный плюс 3D‑печати еды. За счёт возможности виртуального программирования состава созданные принтером блюда легко подогнать под нужную пищевую ценность: контролировать калорийность, количество белков, жиров, углеводов, клетчатки, витаминов. Это облегчит жизнь людям, находящимся на строгой диете по медицинским показаниям. Также принтер позволит готовить привычную еду, но из бюджетных ингредиентов. Допустим, сформировать филе рыбы из морских водорослей. Это в теории должно помочь^{Solving World Hunger with 3D‑Printed Food / The American Society of Mechanical Engineers в решении проблемы мирового голода.}

В перспективе 3D‑принтеры способны сделать рацион этичнее. Например, они позволят отказаться от убийства животных для производства мясных продуктов. Один из альтернативных вариантов здесь создание^{Would you eat a steak from a 3D printer? / SBS мяса полностью на основе растительных компонентов.}

Другой способ — формировать «чернила» для 3D‑принтера из образца мяса, взятого у животного методом биопсии. Устройство для печати по такой технологии создали в Московском государственном университете пищевых производств (МГУПП). Правда, чтобы 3D‑принтер смог сделать целый стейк из крошечного кусочка ткани, требуется несколько месяцев. Сначала образец культивируют в биореакторе. Когда клеток становится достаточно, приступают к формированию основы — из ингредиентов растительного происхождения. После на неё поочерёдно наносятся животные и растительные «чернила». В итоге у продукта сохраняются и вкус, и текстура.

3D‑принтер МГУПП способен печатать не только мясо, но и, например, шоколад или тесто. Исследователи университета планируют экспериментировать с технологией дальше, чтобы расширить ассортимент продуктов.

5. Одежда и обувь

Вещи, созданные с использованием 3D‑печати, выпускают многие бренды. Например, Nike изготавливала^{Nike’s 3D‑Printed Uppers Are a Game‑Changing First for the Sneaker World / Esquire на принтере верхнюю часть кроссовок, а Adidas — межподошвуAdidas running shoes with 3D printed midsoles push your feet forward / CNET. Сшитые по этой технологии платья голландского дизайнера Айрис ван Херпен регулярно надеваютWho is Iris Van Herpen? Here’s what you need to know about the designer who dominated the Met Gala 2022 / Glamour знаменитости. С принтером работает и австрийка Джулия Кёрнер — аксессуары, которые она создала в коллаборации с костюмером Рут Картер, носилаMeet Julia Koerner The Designer Who Helped Bring Black Panthers 3D Printed Costumes To Life / UCLA Анджела Бассетт в фильме «Чёрная пантера».}

3D‑печать в сфере моды расширяет креативные возможности дизайнеров, позволяя получать футуристические формы, которых сложно добиться привычными методами шитья. Однако это не главное преимущество технологии. 3D‑принтер сокращает^{3D Printing: The Solution to Fashion’s Waste Problem? / ÀLA.HAUSSE расход ресурсов: вещь или её элемент сразу появляется в нужном размере — не остаются лишние лоскутки и нитки. К тому же для изготовления 3D‑ткани нужно меньше воды, чем для хлопка, а ещё она может быстро создаваться из вторичных или перерабатываемых материалов. В будущем печать вещей может уничтожитьCould 3D printing clothes be the future of fashion? / Thred быструю моду, позволив создавать их штучно, идеально подходящими под параметры и запросы клиента.}

6. Лабораторные приборы

Напечатанные на принтере приборы за счёт скорости и стоимости производства способны помочь в проведении исследований в бедных странах. Сейчас существует сразу несколько проектов, создающих бюджетные микроскопы^{OpenFlexure: an open‑source 3D printed microscope / The Company of Biologists для диагностики малярии в Танзании.}

3D‑технологии делают науку доступнее и для любителей. Например, австралийские исследователи разработали^{Want to do some science? Here’s a smartphone microscope you can 3D print / Digital Trends насадку‑микроскоп для смартфона и выложили файлы в открытый доступ: создать подобное устройство может каждый, у кого есть принтер.}

7. Дома

Здания с напечатанными стенами есть по всему миру, в том числе и в России^{В России напечатают на 3D‑принтере целый посёлок / РБК. 3D‑принтеры позволяют3D Printed Houses: A Closer Look at Completed Projects from Around the World / 3Dnatives возводить дома за несколько суток, при этом сокращают расходы и не требуют участия целой строительной бригады. Крупная спецтехника тоже не нужна — можно работать даже в труднодоступных местах. Сам строительный принтер весит пару тонн, поэтому транспортировать его до точки вполне реально.}

3D‑печать расширяет креативные возможности: машина способна напечатать округлые стены, спиралевидные опоры и другие сложные формы. И вариативность строительных материалов в этой технологии большая: в качестве «чернил» могут выступать бетон, песок, вулканический пепел или экоматериалы вроде шелухи риса^{The Firts 3D Printed House «Gaia» Built With Soil, Rice Husks, and Straws / Surfaces Reporter.}

С помощью 3D‑принтеров возводят не только здания, но и другие конструкции, например пешеходные мосты. Пройтись по таким можно, например, в Амстердаме^{Joris Laarman’s 3D‑printed stainless steel bridge finally opens in Amsterdam / Dezeen или испанском городе АлькобендасеWorld’s First 3D Printed Bridge Opens in Spain / ArchDaily.}

Как работает 3D-принтер, что можно напечатать на 3D-принтере

3D–принтер — это технология, которая позволяет создавать реальные объекты из цифровой модели. Всё началось в 80-х годах под названием «быстрое прототипирование», что и было целью технологии: создать прототип быстрее и дешевле. С тех пор многое изменилось, и сегодня 3D-принтеры позволяют создавать всё, что вы можете себе представить.

Оглавление:

• Что такое 3D–печать?
• Как работает 3D-принтер?
• Что можно напечатать?

3D-принтер позволяет создавать объекты, которые практически идентичны их виртуальным моделям. Именно поэтому сфера применения данных технологий так широка.

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это процесс аддитивного производства, потому что, в отличие от традиционного субтрактивного производства, трехмерная печать не удаляет материал, а добавляет его, слой за слоем — то есть выстраивает или выращивает.

1. На первом этапе печати данные из чертежа или 3D–модели считываются принтером.
2. Далее идет последовательное наложение слоев.
3. Эти слои, состоящие из листового материала, жидкости или порошка соединяются друг с другом, превращаясь в окончательную форму.

При производстве ограниченного количества деталей 3D-печать будет быстрее и обойдет дешевле. Мир 3D-печати не стоит на месте и поэтому на рынке появляется все больше различных технологий, конкурирующих между собой. Разница их заключается в самом процессе печати. Одни технологии создают слои путем размягчения или плавления материала, затем они обеспечивают послойное нанесение этого самого материала. Другие технологии предусматривают использование жидких материалов, обретающих в процессе твердую форму под воздействие разнообразных факторов.

Для того, чтобы что-то напечатать, сначала вам понадобится 3D-модель объекта, который вы можете создать в программе 3D-моделирования (CAD — Computer Aided Design), или использовать 3D-сканер для сканирования объекта, который вы хотите печатать. Есть также более простые варианты, такие как поиск моделей в Интернете, которые были созданы и доступны другим людям.

После того, как ваш проект готов, все, что вам нужно сделать, это импортировать его в Слайсер, программа которая адаптирует модель в коды и инструкции для 3D–принтера, большинство программ с открытым исходным кодом и распространяются бесплатно. Слайсер преобразует ваш проект в файл gcode, готовый к печати как физический объект. Просто сохраните файл на прилагаемой SD-карте и вставьте его в свой 3D–принтер и нажмите печать.

На весь процесс может уйти нескольких часов, а иногда и несколько дней. Все зависит от размера, материала и сложности модели. Некоторые 3D-принтеры используют два различных материала. Один из них является частью самой модели, другой выступает в роли подпорки, которая поддерживает части модели, нависающие в воздухе. Второй материал в дальнейшем удаляется.

Как работает 3D-принтер?

Хотя существует несколько технологий 3D-печати, большинство из них создают объект, наращивая множество последовательных тонких слоев материала. Обычно настольные 3D-принтеры используют пластиковые нити (1), которые подаются в принтер податчиком (2). Нить плавится в печатающей головке (3), которая выдавливает материал на платформу (4), создавая объект слой за слоем. Как только принтер начнет печатать, все, что вам нужно делать, это подождать — это просто.

Конечно, когда вы станете продвинутым пользователем, игра с настройками и настройкой вашего принтера может привести к еще лучшему результату.

Что можно напечатать на 3D-принтере?

Возможности 3D-принтеров безграничны, и теперь они становятся обычным инструментом в таких областях, как инженерия, промышленный дизайн, производство и архитектура. Вот некоторые типичные примеры использования:

Персонализированные (Custom) модели

Создавайте персонализированные продукты, которые полностью соответствуют вашим потребностям с точки зрения размера и формы. Сделайте что-то, что было бы невозможно с помощью любых других технологий.

Быстрое прототипирование

Трехмерная печать позволяет быстро создать модель или прототип, помогая инженерам, дизайнерам и компаниям получить обратную связь по своим проектам за короткое время.

Сложная геометрия

Модели, которые трудно даже представить, могут быть легко созданы на 3D-принтере. Эти модели хороши для обучения других по сложной геометрии интересным и полезным способом.

Снижение затрат

Стоимость деталей и прототипов конечного использования 3D-печати низкая благодаря используемым материалам и технологии. Сокращается время производства и расход материала, так как вы можете многократно печатать модели, используя только необходимый материал.

Как выбрать и купить 3D-принтер? →

Революция в области 3D-печати

Кратко об идее

Прорыв

Аддитивное производство, или 3D-печать, готово преобразовать индустриальную экономику. Его чрезвычайная гибкость не только позволяет легко настраивать товары, но также устраняет сборку и складские запасы и позволяет перепроектировать продукты для повышения производительности.

Задача

Управленческие группы должны пересмотреть свои стратегии по трем направлениям: (1) Как мы или конкуренты могли бы улучшить наши предложения? (2) Как мы должны изменить конфигурацию наших операций, учитывая множество новых возможностей для производства продуктов и деталей? (3) Как будет развиваться наша коммерческая экосистема?

The Big Play

Неизбежно появятся мощные платформы для установления стандартов и облегчения обмена между дизайнерами, производителями и поставщиками 3D-печатных товаров. Самые успешные из них будут процветать.

Обучение на испанском языке
Ler em português

Промышленная 3D-печать находится на переломном этапе и вот-вот станет массовым явлением. Большинство руководителей и многие инженеры этого не осознают, но эта технология вышла далеко за рамки прототипирования, быстрой оснастки, безделушек и игрушек. «Аддитивное производство» — это создание прочных и безопасных продуктов для продажи реальным покупателям в умеренных и больших количествах.

Начало революции видно из проведенного PwC в 2014 году опроса более 100 производственных компаний. На момент опроса 11% уже перешли на массовое производство 3D-печатных деталей или изделий. По мнению аналитиков Gartner, технология считается «мейнстримной», когда уровень ее внедрения достигает 20%.

Среди многочисленных компаний, использующих 3D-печать для наращивания производства, — GE (реактивные двигатели, медицинские приборы и детали бытовой техники), Lockheed Martin и Boeing (аэрокосмическая и оборонная промышленность), Aurora Flight Sciences (беспилотные летательные аппараты), Invisalign. (стоматологические приборы), Google (бытовая электроника) и голландская компания LUXeXcel (линзы для светодиодов, или светодиодов). Наблюдая за этими событиями, McKinsey недавно сообщила, что 3D-печать «готова выйти из своего статуса ниши и стать жизнеспособной альтернативой традиционным производственным процессам во все большем числе приложений». В 2014 году продажи промышленных 3D-принтеров в США уже составляли треть объема продаж промышленной автоматизации и робототехники. По некоторым прогнозам, к 2020 году эта цифра вырастет до 42%9.0007

Дальнейшее чтение

По мере расширения ассортимента материалов для печати последуют и другие компании. Помимо основных пластиков и светочувствительных смол, к ним уже относятся керамика, цемент, стекло, многочисленные металлы и металлические сплавы, а также новые термопластичные композиты, наполненные углеродными нанотрубками и волокнами. Превосходная экономика в конечном итоге убедит отстающих. Хотя прямые затраты на производство товаров с использованием этих новых методов и материалов часто выше, большая гибкость, обеспечиваемая аддитивным производством, означает, что общие затраты могут быть значительно ниже.

Поскольку этот революционный сдвиг уже начался, менеджеры теперь должны заниматься стратегическими вопросами на трех уровнях:

Во-первых, продавцы материальных товаров должны задаться вопросом, как их предложения можно улучшить, будь то они сами или конкуренты. Изготовление объекта слой за слоем в соответствии с цифровым «чертежом», загруженным на принтер, позволяет не только выполнять безграничную настройку, но и создавать более сложные конструкции.

Во-вторых, промышленные предприятия должны пересмотреть свои операции. Поскольку аддитивное производство создает множество новых вариантов того, как, когда и где изготавливаются продукты и детали, какая сеть активов цепочки поставок и какое сочетание старых и новых процессов будет оптимальным?

В-третьих, лидеры должны учитывать стратегические последствия, поскольку целые коммерческие экосистемы начинают формироваться вокруг новых реалий трехмерной печати. Многое было сделано из-за возможности того, что большие участки производственного сектора распылятся на неисчислимое количество мелких «производителей». Но это видение, как правило, затемняет более надежное и важное развитие: чтобы обеспечить интеграцию деятельности дизайнеров, производителей и перевозчиков товаров, необходимо будет создать цифровые платформы. Поначалу эти платформы будут обеспечивать работу от дизайна до печати, а также обмен дизайном и быструю загрузку. Вскоре они будут управлять работой принтеров, контролем качества, оптимизацией сетей принтеров в реальном времени и обменом емкостью, а также другими необходимыми функциями. Наиболее успешные поставщики платформ будут процветать, устанавливая стандарты и предоставляя условия, в которых сложная экосистема может координировать ответы на запросы рынка. Но развитие этих платформ повлияет на каждую компанию. Между действующими игроками и новичками будет много борьбы за долю огромной стоимости, которую создаст эта новая технология.

Эти вопросы составляют значительную часть стратегического мышления, и остается еще один: как быстро все это произойдет? Для данного бизнеса, вот как быстро это может произойти: Американская индустрия слуховых аппаратов перешла на 100% аддитивное производство менее чем за 500 дней, по словам одного генерального директора отрасли, и ни одна компания, придерживавшаяся традиционных методов производства, не выжила. Руководителям необходимо будет определить, разумно ли ждать, пока эта быстро развивающаяся технология созреет, прежде чем делать определенные инвестиции, или же риск ожидания слишком велик. Их ответы будут разными, но для всех них можно с уверенностью сказать, что сейчас настало время для стратегического мышления.

Преимущества добавок

Трудно представить, что эта технология вытеснит сегодняшние стандартные способы производства продуктов в больших количествах. Традиционные прессы для литья под давлением, например, могут выдавать тысячи изделий в час. Напротив, люди, которые наблюдали за 3D-принтерами в действии на рынке для любителей, часто находят послойное наращивание объектов комично медленным. Но недавние достижения в области технологий резко меняют ситуацию в промышленных условиях.

Некоторые могут забыть, почему стандартное производство происходит с такой впечатляющей скоростью. Эти изделия быстро исчезают, потому что были сделаны большие инвестиции в создание сложного набора станков и оборудования, необходимого для их производства. Первая единица чрезвычайно дорога в производстве, но по мере того, как следуют идентичные единицы, их предельные затраты резко падают.

Аддитивное производство не предлагает ничего похожего на эффект масштаба. Однако он позволяет избежать недостатка стандартного производства — отсутствия гибкости. Поскольку каждый модуль создается независимо, его можно легко модифицировать в соответствии с уникальными потребностями или, в более широком смысле, с учетом улучшений или изменения моды. И настроить производственную систему, во-первых, намного проще, потому что она включает в себя гораздо меньше этапов. Вот почему 3D-печать так ценна для изготовления одноразовых изделий, таких как прототипы и редкие запасные части. Но аддитивное производство становится все более целесообразным даже в больших масштабах. Покупатели могут выбирать из бесконечных комбинаций форм, размеров и цветов, и эта индивидуализация мало увеличивает стоимость производителя, даже когда заказы достигают уровня массового производства.

Преимущество аддитивных технологий в значительной степени заключается в том, что детали, которые раньше формовались отдельно, а затем собирались, теперь могут быть изготовлены как единое целое за один проход. Простой пример — солнцезащитные очки: трехмерный процесс позволяет варьировать пористость и состав пластика в разных областях оправы. Наушники получаются мягкими и гибкими, а ободки, удерживающие линзы, жесткими. Сборка не требуется.

Печатные детали и продукты также позволяют проектировать их с более сложной архитектурой, такой как соты внутри стальных панелей или геометрия, ранее слишком тонкая для фрезерования. Сложные механические детали — например, набор шестерен в корпусе — могут быть изготовлены без сборки. Аддитивные методы можно использовать для объединения частей и создания гораздо большего количества деталей интерьера. Вот почему GE Aviation перешла на печать топливных форсунок некоторых реактивных двигателей. Ожидается, что компания будет выпускать более 45 000 единиц одного и того же дизайна в год, поэтому можно предположить, что традиционные методы производства будут более подходящими. Но технология печати позволяет изготавливать сопло, которое раньше собиралось из 20 отдельно отлитых деталей, как единое целое. GE заявляет, что это снизит себестоимость производства на 75%.

Американские производители слуховых аппаратов полностью перешли на 3D-печать менее чем за 500 дней.

Аддитивное производство также может использовать несколько струйных принтеров для одновременной укладки различных материалов. Таким образом, Optomec и другие компании разрабатывают проводящие материалы и методы печати микробатарей и электронных схем непосредственно на поверхности бытовых электронных устройств. Дополнительные приложения включают медицинское оборудование, транспортные средства, аэрокосмические компоненты, измерительные устройства, телекоммуникационную инфраструктуру и многие другие «умные» вещи.

Огромная привлекательность ограничения сборочных работ заставляет оборудование для аддитивного производства становиться все больше. В настоящее время Министерство обороны США, Lockheed Martin, Cincinnati Tool Steel и Окриджская национальная лаборатория сотрудничают для разработки возможности печати большинства эндо- и экзоскелетов реактивных истребителей, включая корпус, крылья, внутренние структурные элементы. панели, встроенная проводка и антенны, а вскоре и центральная несущая конструкция. Так называемое аддитивное производство на больших площадях делает возможным изготовление таких крупных объектов за счет использования огромного портала с компьютеризированным управлением для перемещения принтеров в нужное положение. Когда этот процесс будет сертифицирован для использования, единственной необходимой сборкой будет установка готовых электронных модулей для навигации, связи, вооружения и систем радиоэлектронного противодействия в отсеках, созданных в процессе печати. В Ираке и Афганистане американские военные использовали дроны от Aurora Flight Sciences, которая печатает все корпуса этих беспилотных летательных аппаратов — некоторые с размахом крыльев 132 фута — за одну сборку.

Трехмерная стратегия

Этот краткий обзор преимуществ аддитивного производства дает представление о том, с какой готовностью компании воспользуются этой технологией, а дополнительная экономия на складских запасах, доставке и производственных затратах сделает аргументы еще более убедительными. Явный вывод заключается в том, что менеджеры компаний всех видов должны работать над тем, чтобы предвидеть, как их бизнес будет адаптироваться на трех стратегических уровнях, упомянутых выше.

Предложения, переработанный дизайн.

Стратегия продукта — это ответ на самый главный вопрос в бизнесе: что мы будем продавать? Компании должны будут представить себе, как лучше обслуживать своих клиентов в эпоху аддитивного производства. Какие конструкции и функции теперь будут возможны, которых не было раньше? Какие аспекты можно улучшить, поскольку ограничения или задержки доставки были устранены?

Например, в аэрокосмической и автомобильной промышленности трехмерная печать чаще всего используется для повышения производительности. Раньше топливную эффективность реактивных истребителей и транспортных средств можно было повысить за счет уменьшения их веса, но это часто делало их менее прочными. Новая технология позволяет производителям делать детали полыми, чтобы сделать их более легкими и экономичными, а также включать внутренние структуры, обеспечивающие большую прочность на растяжение, долговечность и ударопрочность. А новые материалы, обладающие большей термостойкостью и химической стойкостью, можно использовать в различных местах изделия по мере необходимости.

Хотите узнать, как быстро наступит трехмерное будущее? Не смотрите только на уровень внедрения среди производителей. Посмотрите на темпы инноваций изобретателей. В 2005 г. во всем мире было выдано всего 80 патентов, относящихся к материалам, программному обеспечению и оборудованию для аддитивного производства, не считая дубликатов, поданных в нескольких странах. К 2013 году это число вышло на орбиту, и по всему миру было выдано около 600 новых неповторяющихся патентов.

Какие компании стоят за этими патентами? Неудивительно, что двумя лидерами являются Stratasys и 3D Systems, конкуренты, застолбившие за собой позиции в аддитивном производстве. Они держат 57 и 49неповторяющиеся патенты соответственно. Как и подобает своему полиграфическому наследию, Xerox также вложила значительные средства в аддитивные технологии для производства электроники и наладила прочный альянс с 3D Systems. Panasonic, Hewlett-Packard, 3M и Siemens также имеют многочисленные патенты.

Удивительно, но крупнейшие пользователи 3D-печати также были активными новаторами. Четвертым в списке с 35 патентами является Therics, производитель медицинских устройств. Эти коммерческие компании понимают потенциал аддитивного производства, который дает им важные преимущества перед конкурентами.

Среди патентообладателей также следует отметить компании, работающие в обоих направлениях. GE и IBM являются важными производителями, но они все больше инвестируют в платформы, которые оптимизируют цепочки создания стоимости, которыми управляют другие компании. GE (11 патентов) разрабатывает промышленный интернет, а IBM (19) разработала так называемую «программно определяемую цепочку поставок» и программное обеспечение для оптимизации интеллектуальных производственных систем. Оба имеют хорошие возможности для того, чтобы взять на себя аналогичные роли в отношении аддитивного производства, и оба являются образцами того, как действующие лица могут извлечь несоразмерную выгоду из революционной технологии.

В других отраслях использование аддитивного производства для более адаптированных и быстро развивающихся продуктов будет иметь последствия для того, как предложения продаются. Что происходит с концепцией поколений продукта — не говоря уже о шумихе вокруг запуска — когда вещи можно модернизировать постоянно во время последовательных печатей, а не квантовыми скачками, требуемыми более высокими затратами на инструменты и временем настройки традиционного производства? Представьте себе ближайшее будущее, в котором облачный искусственный интеллект расширяет возможности аддитивного производства по мгновенному изменению или добавлению продуктов без переоснащения. Становятся возможными изменения в стратегии продукта в режиме реального времени, такие как ассортимент продуктов и дизайнерские решения. При такой быстрой адаптации, какие новые преимущества должны стать ключевыми для обещаний бренда? И как отделы маркетинга могут предотвратить дрейф бренда без потери продаж?

Операции переоптимизированы.

Операционная стратегия охватывает все вопросы того, как компания будет покупать, производить, перемещать и продавать товары. Ответы будут совсем другими при аддитивном производстве. Повышение операционной эффективности всегда является целью, но ее можно достичь разными способами. Сегодня большинство компаний, рассматривающих возможность использования этой технологии, проводят поэтапный финансовый анализ целевых возможностей замены 3D-оборудования и конструкций, которые могут снизить прямые затраты. Гораздо большие выгоды будут получены, когда они расширят свой анализ, чтобы учесть общую стоимость производства и накладные расходы.

Сколько можно сэкономить, убрав этапы сборки? Или путем сокращения запасов в процессе производства только в ответ на фактический спрос? Или продавать по-разному — например, напрямую потребителям через интерфейсы, которые позволяют им указать любую конфигурацию? В гибридном мире старых и новых методов производства у производителей будет гораздо больше возможностей; им придется решить, какие компоненты или продукты следует перевести на аддитивное производство и в каком порядке.

Дополнительные вопросы возникнут в связи с расположением объектов. Насколько близко они должны быть к каким клиентам? Как можно доставлять индивидуальные заказы так же эффективно, как они производятся? Должна ли печать быть централизована на заводах или рассредоточена по сети принтеров у дистрибьюторов, в розничных магазинах, на грузовиках или даже на объектах клиентов? Возможно все перечисленное. Ответы будут меняться в режиме реального времени, приспосабливаясь к колебаниям курса иностранной валюты, стоимости рабочей силы, эффективности и возможностей принтера, стоимости материалов, энергии и стоимости доставки.

Эта статья также появляется в:

Более короткое расстояние доставки продуктов или деталей не только экономит деньги; это экономит время. Если вам когда-либо приходилось оставлять свой автомобиль в ремонтной мастерской, пока механик ждет запчасти, вы это оцените. BMW и Honda, среди других автопроизводителей, переходят к аддитивному производству многих промышленных инструментов и автозапчастей конечного использования на своих заводах и в дилерских центрах, особенно по мере того, как новые материалы из металла, композитного пластика и углеродного волокна становятся доступными для использования в 3- Д принтеры. Дистрибьюторы во многих отраслях обращают на это внимание, стремясь помочь своим бизнес-клиентам извлечь выгоду из новой эффективности. UPS, например, опирается на свой существующий сторонний логистический бизнес, чтобы превратить свои склады в аэропортах в мини-фабрики. Идея состоит в том, чтобы производить и поставлять индивидуальные детали клиентам по мере необходимости, вместо того, чтобы выделять акры стеллажей для огромных запасов. Если мы уже живем в мире управления запасами точно в срок, то теперь мы видим, как все может работать JIT. Добро пожаловать в мгновенное управление запасами.

Действительно, учитывая всю потенциальную эффективность высокоинтегрированного аддитивного производства, управление бизнес-процессами может стать самой важной возможностью. Некоторые компании, преуспевающие в этой области, разрабатывают собственные системы координации для обеспечения конкурентного преимущества. Другие примут и помогут сформировать стандартные пакеты, созданные крупными компаниями-разработчиками программного обеспечения.

Экосистемы, реконфигурация.

Наконец, возникает вопрос о том, где и как предприятие вписывается в более широкую бизнес-среду. Здесь менеджеры решают загадки Кто мы? и Что нам нужно иметь, чтобы быть теми, кто мы есть? Поскольку аддитивное производство позволяет компаниям приобретать принтеры, которые могут производить множество продуктов, а свободные мощности продаются другим компаниям, предлагающим различные продукты, ответы на эти вопросы станут гораздо менее ясными. Предположим, у вас на предприятии есть ряды принтеров, которые сегодня производят детали для автомобилей, завтра — военную технику, а завтра — игрушки. Частью какой отрасли вы являетесь? Традиционные границы стираются. Тем не менее, менеджеры должны хорошо понимать роль компании в мире, чтобы принимать решения о том, в какие активы они будут инвестировать или от которых избавятся.

Aurora Flight Sciences может напечатать весь корпус дрона за одну сборку.

Они могут обнаружить, что их организации эволюционируют во что-то совершенно отличное от того, чем они были. Поскольку компании освобождаются от многих логистических требований стандартного производства, им придется по-новому взглянуть на ценность своих возможностей и других активов и на то, как они дополняют или конкурируют с возможностями других.

Возможности платформы

Одна позиция в экосистеме окажется самой центральной и мощной — и этот факт не ускользнет от внимания управленческих команд крупнейших игроков, уже работающих в сфере аддитивного производства, таких как eBay, IBM, Autodesk, PTC, Materialise, Stratasys и 3D Systems. Многие борются за разработку платформ, на которых другие компании будут строить и подключаться. Они знают, что роль поставщика платформы — это самая большая стратегическая цель, которую они могут преследовать, и что она все еще очень актуальна.

Платформы являются отличительной чертой высокоцифровых рынков 21-го века, и аддитивное производство не будет исключением. Здесь владельцы платформ будут иметь влияние, потому что само производство, вероятно, со временем будет иметь меньшее значение. Некоторые компании уже создают контрактные «принтерские фермы», которые эффективно сделают производство продукции по запросу товаром. Даже ценные дизайны для печатной продукции, будучи чисто цифровыми и легко распространяемыми, будет трудно удержать. (Если уж на то пошло, устройства трехмерного сканирования позволят реконструировать продукты, собирая информацию об их геометрическом дизайне.)

Каждый в системе будет заинтересован в поддержке платформ, на которых производство динамически организовано, чертежи хранятся и постоянно совершенствуются, поставки сырья отслеживаются и закупаются, а заказы клиентов принимаются. Те, кто контролирует цифровую экосистему, будут находиться в центре огромного объема промышленных транзакций, собирая и продавая ценную информацию. Они будут участвовать в арбитраже и разделять работу между доверенными сторонами или поручить ее своим сотрудникам, когда это уместно. Они будут торговать производительностью и дизайном принтеров по всему миру, влияя на цены, контролируя или перенаправляя «поток сделок» для обоих. Подобно товарным арбитражерам, они будут финансировать сделки или покупать дешево и продавать дорого, используя асимметричную информацию, которую они получают, наблюдая за миллионами транзакций.

Любой производитель, чья стратегия на будущее включает в себя аддитивные технологии, должен разработать дорожную карту для достижения этой цели. Компании, которые уже находятся в пути, продвигаются вперед шаг за шагом, но тремя разными способами.

Просочиться вниз

Некоторые начинают со своих продуктов высокого класса, зная, что их самые искушенные (и нечувствительные к цене) клиенты оценят инновации и гибкость. Роскошь будет просачиваться проверенным временем способом по мере того, как технология совершенствуется и становится все более доступной. Производители автомобилей, например, как правило, разрабатывают одноразовые детали специально для гоночных автомобилей Формулы-1, а затем находят способы внедрить версии этих инноваций в высококачественные спортивные и роскошные автомобили. По мере того, как инженеры знакомятся с этой технологией, они видят возможности для внедрения ее в детали для сегментов автомобилей массового рынка.

Swap Out

Другие первопроходцы действуют менее пафосно, сосредотачиваясь в первую очередь на тех компонентах данного продукта, которые проще всего перейти на аддитивное производство. Цель состоит в том, чтобы развивать ноу-хау организации, продвигаясь к более сложным компонентам того же продукта. Это распространено в аэрокосмической отрасли, где компании выбрали конкретный продукт, такой как истребитель F-35, и начали с обычных кронштейнов и распорок, прежде чем перейти, скажем, к внутренним панелям и перегородкам. По мере того, как производители узнают больше, они начинают печатать внешнюю обшивку истребителя. Сейчас проводятся эксперименты по печати его несущих конструкций.

Cut Across

Третий подход заключается в том, чтобы найти компоненты, которые присутствуют в нескольких продуктах, и использовать их для создания трехмерной точки опоры. Например, усовершенствование конструкции истребителя может быть перенесено на беспилотники, ракеты или спутники. Такое комплексное совершенствование продуктов способствует повышению осведомленности всей компании о том, как аддитивное производство может повысить производительность по ключевым параметрам, таким как вес, энергопотребление и гибкость.

Общая тема здесь — маленькие пошаговые шаги. Во всех трех подходах инженеры получают новые увлекательные головоломки, которые им предстоит решать, не переворачивая их мир с ног на голову все еще развивающимися методами и материалами, что сводит к минимуму риск и сопротивление изменениям. Руководители более высокого уровня должны поддерживать соответствующий уровень давления для каждого последующего шага. Поскольку они настаивают на дальнейшем внедрении, они должны позволить скептикам объяснить, почему 3D-печать не подходит для данной детали или процесса, а затем бросить им вызов, чтобы преодолеть это препятствие. Традиционалисты всегда быстро скажут вам, чего не может 3D-печать. Не позволяйте им ослепить вас тем, что они могут.

Ответственность за приведение рассредоточенных мощностей в соответствие с растущим рыночным спросом ляжет на небольшое число компаний, и если вся система должна работать эффективно, некоторым из них придется взять на себя эту ответственность. Ищите аналоги Google, eBay, Match.com и Amazon, которые станут поисковыми системами, платформами обмена, фирменными торговыми площадками и посредниками среди принтеров, дизайнеров и репозиториев аддитивного производства. Возможно, появится даже автоматическая торговля, а также рынки для торговли деривативами или фьючерсами на мощность и дизайн принтеров.

Таким образом, владельцы производственных активов, основанных на принтерах, будут конкурировать с владельцами информации за прибыль, генерируемую экосистемой. И в довольно короткие сроки власть перейдет от производителей к крупным системным интеграторам, которые создадут фирменные платформы с общими стандартами для координации и поддержки системы. Они будут способствовать инновациям за счет открытого источника и приобретения или партнерства с небольшими компаниями, которые соответствуют высоким стандартам качества. Небольшие компании действительно могут продолжать опробовать интересные новые подходы на полях, но нам понадобятся крупные организации, чтобы наблюдать за экспериментами, а затем продвигать их, чтобы они были практичными и масштабируемыми.

Реплика цифровой истории

Размышляя о разворачивающейся революции в аддитивном производстве, трудно не задуматься о такой великой преобразующей технологии, как Интернет. С точки зрения истории последнего, было бы справедливо сказать, что аддитивное производство появилось только в 1995 году. В тот год уровень ажиотажа был высок, но никто не представлял, как изменится коммерция и жизнь в ближайшее десятилетие с появлением Wi-Fi. , смартфоны и облачные вычисления. Мало кто предвидел тот день, когда искусственный интеллект и программные системы на основе Интернета смогут управлять фабриками и даже городской инфраструктурой лучше, чем люди.

Будущее аддитивного производства преподнесет подобные сюрпризы, которые задним числом могут показаться вполне логичными, но сегодня их сложно представить. Представьте себе, как новые высокопроизводительные принтеры могут заменить высококвалифицированных рабочих, переводя целые компании и даже страны с промышленным производством на производство без людей. В «машинных организациях» люди могут работать только для обслуживания принтеров.

И это будущее наступит быстро. Как только компании берутся за дело и ощутят преимущества большей гибкости производства, они, как правило, погружаются глубоко. По мере того, как наука о материалах создает больше материалов, пригодных для печати, за ними последуют новые производители и продукты. Local Motors недавно продемонстрировала, что может напечатать красивый родстер, включая колеса, шасси, кузов, крышу, внутренние сиденья и приборную панель, но еще не трансмиссию, снизу вверх за 48 часов. Когда он пойдет в производство, родстер, включая трансмиссию, будет стоить примерно 20 000 долларов. Поскольку стоимость оборудования и материалов для трехмерной печати падает, оставшиеся преимущества традиционных методов в плане экономии за счет масштаба становятся второстепенным фактором.

Компания Local Motors может напечатать красивый родстер полностью за 48 часов.

Вот чего мы можем с уверенностью ожидать: в течение следующих пяти лет у нас будут полностью автоматизированные, высокоскоростные системы аддитивного производства в больших количествах, которые экономичны даже для стандартных деталей. Благодаря гибкости этих систем, кастомизация или фрагментация во многих категориях продуктов будут развиваться, что еще больше сократит долю рынка традиционного массового производства.

Умные лидеры бизнеса не ждут, пока все детали и возможности раскроются сами собой. Они достаточно ясно видят, что разработки в области аддитивного производства изменят способ проектирования, производства, покупки и доставки продуктов. Они делают первые шаги в модернизации производственных систем. Они предвидят претензии, которые они будут делать в формирующейся экосистеме. Они принимают многоуровневые решения, которые обеспечат преимущество в новом мире 3D-печати.

Версия этой статьи была опубликована в выпуске Harvard Business Review за май 2015 г. (стр. 40–48) .

Промышленные 3D-принтеры: прочные детали. Прямо сейчас

Полная линейка станков для создания функциональных деталей. Промышленные 3D-принтеры, которые постоянно совершенствуются благодаря подключенной платформе и точной конструкции.

Поговорите с экспертом

Флагман Промышленный композитный 3D-принтер

FX20™

Производственная платформа с нитями ULTEM™ для больших, прочных и высокотемпературных деталей, которую можно использовать от завода до полета. Товарные знаки ULTEM™ и 9085 используются по лицензии SABIC, ее филиалов или дочерних компаний.

Откройте для себя FX20™

Флагман Металлический 3D-принтер

Система Metal X™

Доступный способ перейти от проектирования к металлической детали — система Metal X представляет собой ведущее комплексное решение для аддитивного производства.

Откройте для себя систему Metal X™

Флагман Промышленный композитный 3D-принтер

X7™

Промышленный 3D-принтер «под ключ» для многих типов функциональных деталей.

Откройте для себя X7™

Флагман Промышленный композитный 3D-принтер

X7™

Промышленный 3D-принтер «под ключ» для многих типов функциональных деталей.

Откройте для себя X7™

Промышленный композитный 3D-принтер

X5™

Промышленный 3D-принтер для деталей, армированных непрерывным стекловолокном.

Откройте для себя X5™

Промышленный композитный 3D-принтер

X3™

Усовершенствованный промышленный 3D-принтер FFF для изготовления деталей из нейлона, наполненного микроуглеродным волокном.

Откройте для себя theX3™

Desktop Series

Внедряйте инновации прямо с рабочего стола. Мощные профессиональные 3D-принтеры, разработанные для максимального использования возможностей высококачественной композитной печати.

Ознакомьтесь с нашей серией настольных компьютеров

Флагман Настольный композитный 3D-принтер

Mark Two™

Мощный профессиональный 3D-принтер из углеродного волокна для деталей из алюминия.

Откройте для себя Mark Two™

Настольный композитный 3D-принтер

Onyx Pro™

Профессиональный 3D-принтер для непрерывной печати деталей, армированных стекловолокном.

Откройте для себя Onyx Pro™

Настольный композитный 3D-принтер

Onyx One™

Настольный 3D-принтер FFF для прочных высококачественных деталей Onyx.

Откройте для себя Onyx One™

Прочные детали

Каждый промышленный 3D-принтер Markforged создан для создания прочных деталей. Период.

Создан для обеспечения надежности

Точный дизайн и конструкция обеспечивают предсказуемые и воспроизводимые результаты.

Platform Connected

Мониторинг и управление с центральной платформы — изготовление функциональных деталей так же просто, как печать.

1. Дизайн и нарезка

Создайте деталь на выбранной вами платформе САПР и экспортируйте ее в формате STL. Загрузите STL в Eiger и выберите материал и ориентацию. Программное обеспечение нарезает вашу деталь, автоматически создавая подложку, опоры, где это необходимо, и слой разделительного материала между подложкой/подпорками и самой деталью.

О нашем программном обеспечении

2. Печать

Металлический порошок, связанный пластиком, печатается слоем за раз в форме вашей детали. Детали масштабируются, чтобы компенсировать усадку в процессе спекания.

Доступные материалы

3. Стирать

После печати «зеленые» детали помещаются в «Смывку-1», которая использует растворитель для растворения большей части пластикового связующего материала.

Узнайте больше о системе Metal X

4. Агломерат

Промытые «коричневые» детали помещаются в печь Markforged, где они нагреваются по специальному для материала профилю для удаления остатков связующего и затвердевания металлического порошка.

Узнайте больше о системе Metal X

5. Используйте

Детали выходят из печи для спекания в виде полностью металлических предметов и могут использоваться в производстве, оснастке и операциях прототипирования.

См. 3D-печатные детали в работе

1. Дизайн и нарезка

Используя выбранную вами платформу САПР, спроектируйте деталь. Можно напечатать множество различных деталей, но соблюдение рекомендаций по проектированию для аддитивного производства (DFAM) позволит вам в полной мере использовать уникальную прочность и гибкость композитных принтеров Markforged. Загрузите STL в Eiger и выберите базовые материалы и ориентацию детали.

О нашем программном обеспечении

2. Укрепить

Компания Eiger, уникальная для композитных принтеров Markforged с армированием непрерывным волокном (CFR), позволяет печатать с использованием двух типов печатных материалов: филамента с композитной основой и непрерывного волокна. Настройте армирование для своего приложения, выбрав непрерывное волокно и слои для армирования.

Доступные материалы

3. Печать

Композитный принтер Markforged автоматически печатает вашу деталь слой за слоем. Композитный базовый материал печатается через одно сопло, а непрерывное волокно укладывается послойно с помощью второго сопла и системы экструзии.

Откройте для себя X7

4.

Используйте

Полученная композитная деталь состоит из композитной основы и непрерывного волокна и может использоваться в самых разных областях промышленности.

См. 3D-печатные детали в работе

Начнем.

Поговорите с экспертом Запросить демо Попробуйте программное обеспечение

Пять отраслей, использующих 3D-печать

Учиться Блог

Учитывая множество компаний, использующих профессиональные 3D-принтеры в своих производственных процессах, мы хотим определить отрасли, которые, по нашему мнению, могут извлечь наибольшую выгоду из аддитивного производства. Глядя на эти отрасли, легко понять, как и почему профессиональные 3D-принтеры меняют производство в целом.

Аэрокосмическая отрасль

Аэрокосмическая промышленность предъявляет одни из самых высоких требований к характеристикам деталей. Детали аэрокосмической отрасли должны выдерживать экстремальные температуры и химические вещества, подвергаться повторяющимся нагрузкам, оставаясь при этом максимально легкими. Отказы отдельных частей часто приводят к отказам всей системы на борту самолетов, перевозящих людей и грузы, поэтому отказ просто невозможен. Поскольку точность деталей имеет решающее значение для самолетов, аэрокосмические инженеры использовали инструменты для проверки с помощью 3D-печати, чтобы снизить затраты на детали небольшого объема.

За последние несколько лет аддитивное производство быстро развивалось, а достижения в области 3D-печати позволили разработать лучшие решения для производителей самолетов. Профессиональные 3D-принтеры теперь могут печатать высокопроизводительными термопластами, армированными непрерывным армированием волокнами (CFR) для дополнительной прочности, такими как нить ULTEM™ 9085. Кроме того, профессиональные 3D-принтеры теперь могут печатать более крупные детали с более высокой скоростью, что расширяет возможности аэрокосмических приложений для преимуществ AM.

Технический документ: почему добавка, почему сейчас?

Как развивалась 3D-печать в последние годы? Узнайте, на что способны современные платформы AM и как они решают новые проблемы.

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность продвигается вперед с помощью аддитивного производства, а такие известные компании, как Audi, используют 3D-принтеры. Не только Audi мира используют 3D-принтеры — все, от команд гоночных автомобилей до производителей комплектующих (OEM) для каждого производителя автомобилей, используют 3D-принтеры. Первоначально ценность индустрии 3D-печати для производителей автомобилей была сосредоточена на создании инструментов и приспособлений, которые помогают производственному процессу. Наиболее распространенными деталями, печатаемыми производителями автомобилей, являются приспособления, опоры и прототипы, которые должны быть жесткими и прочными, а также долговечными.

Тем не менее, профессиональные 3D-принтеры теперь также используются для печати высокопрочных, армированных волокном конечных деталей. Garry Rogers Motorsport, например, использует профессиональный 3D-принтер для печати многочисленных деталей конечного использования, таких как рулевые колеса.

Некоторые используют профессиональные 3D-принтеры для изготовления запасных частей для многовековых автомобилей. Это гарантирует наличие достаточного количества деталей для обслуживания устаревших автомобилей, а также стандартного обслуживания, ремонта и эксплуатации.

Производство

Промышленные 3D-принтеры, начиная с приспособлений и приспособлений и заканчивая инструментами на конце руки, полностью переворачивают с ног на голову многолетнюю обрабатывающую промышленность. Компании могут создавать нестандартные инструменты и приспособления в небольших объемах по цене, которая намного ниже традиционной, что дает дизайнерам и инженерам больше времени для создания деталей, приносящих доход. Благодаря достижениям в области 3D-печати производители торговых центров получают те же преимущества с профессиональным 3D-принтером, что и гигантские мировые производители, для улучшения и ускорения обработки при одновременном сокращении времени простоя. Компании также могут иметь больше творческой свободы, экономя при этом трудозатраты и время. Компания по производству металлических изделий Lean Machine, например, подошла к 3D-печати с подходом проектирования для аддитивного производства (DFAM), сэкономив более 4000 долларов на каждом инструменте.

Робототехника

Благодаря этим факторам, начиная с возможности настройки и заканчивая меньшим весом, успешные детали робототехники хорошо сочетаются с возможностями 3D-печати. Такие детали, как захваты и крепления датчиков, дороги в изготовлении и должны быть специально разработаны для различных целей. Инженеры-робототехники используют 3D-принтеры для инструментов и деталей конечного использования, от пальцев захвата до целых компонентов робота, чтобы уменьшить вес продукта в целом, чтобы инструменты могли двигаться быстрее и нести более тяжелые предметы. Вместо того, чтобы платить большие суммы денег за неиндивидуализированный дизайн, технологии 3D-печати позволяют компаниям, занимающимся робототехникой, проектировать и изготавливать легкие сложные детали, такие как инструменты на конце руки, за небольшую часть стоимости. Например, компания Haddington Dynamics использует свои четыре принтера для создания 3D-печатных манипуляторов роботов для NASA и GoogleX, что на 58% дешевле, чем при традиционном производстве.

Образование

По мере роста индустрии 3D-печати образовательные учреждения спешат убедиться, что они остаются в авангарде новых технологий для исследовательских и образовательных целей. От профессоров, печатающих детали для образовательных инструментов для передачи плана урока, до аспирантов, использующих принтеры для исследований, 3D-принтеры служат различным целям в колледжах. Такие колледжи, как Государственный университет Оклахомы и Университет Пердью в Индиане, проявляют большой интерес к обучению своих студентов новым материалам и технологиям аддитивного производства. ‍

Рочестерский технологический институт (RIT) дает своим студентам конкурентное преимущество после добавления принтеров Markforged в свой центр AMPrint. Центр ориентирован на оснащение студентов лучшими и безопасными промышленными 3D-принтерами для обучения.

Хотите проверить прочность наших деталей? Запросите бесплатный образец детали или запишитесь на демонстрацию !

*Товарные знаки ULTEM™ и 9085 используются по лицензии SABIC, ее филиалов или дочерних компаний.

Демонстрация от инженера по применению Markforged Росса Адамса о приложениях 3D-печати в аэрокосмической отрасли.

Истории успеха клиентов

Команда NASA JPL CoSTAR

Команда CoSTAR из JPL NASA использовала свои принтеры Markforged для печати деталей для использования в полевых условиях в DARPA Challenge

3D-печать для образования

Авторские права на все блоги и информацию, содержащуюся в этих блогах, принадлежат Markforged, Inc., и их нельзя копировать, изменять или использовать каким-либо образом без нашего письменного разрешения. Наши блоги могут содержать наши знаки обслуживания или товарные знаки, а также наших аффилированных лиц. Использование вами наших блогов не дает вам никаких прав или лицензий на использование наших знаков обслуживания или товарных знаков без нашего предварительного разрешения. Markforged Информация, представленная в наших блогах, не должна рассматриваться как профессиональный совет. Мы не обязаны обновлять или пересматривать блоги на основе новой информации, последующих событий или иным образом.

Никогда не пропускайте статьи

Подпишитесь, чтобы получать новый контент Markforged на свой почтовый ящик

требуется требуется требуется

Отправить

Услуга 3D-печати металлом для нестандартных деталей

Спинка

• Материалы

  Материалы по услугам

  Инъекция MoldingCnc Machinening3D Printsheet Metal

  Материалы от типа

  Plasticsmetalselalastomers

  Связанные звенья

  Управляемые заказчики. Мы создали подробное руководство по заменителям смолы для АБС, поликарбоната, полипропилена и других формованных термопластов.

   

  Скачать

• Ресурсы

  Советы по дизайну Руководства и отчеты о тенденциях Истории успеха Вспомогательные средства дизайна Вебинары и выставки

  Блог Видео Часто задаваемые вопросы Преподаватели и студенты Глоссарий

  Отрасли Медицинский Аэрокосмическая промышленность Автомобильный Бытовая электроника Промышленное оборудование

• О нас

  Кто мы Почему Протолабс? Исследования и разработки Награда за крутую идею Партнерские отношения Устойчивое развитие и социальное воздействие

  Карьера Инвесторы Места Нажимать Закупка

  Связаться с США
  Proto Labs, Inc.
  5540 Pioneer Creek Dr.
  Maple Plain, MN 55359
  Соединенные Штаты

  P: 877.479.3680
  F: 763.479.26799
  . 3680
  F: 763.479.26799
  . Лучшее в своем классе онлайн-предложение

  После загрузки проекта детали вы получите онлайн-предложение, которое включает анализ производства, помогающий улучшить технологичность детали. В своем предложении вы также можете настроить количество и материал и увидеть изменения цен в режиме реального времени.

  Узнать больше

Получить предложениеВойти

Получите качественные металлические прототипы и серийные детали, напечатанные на 3D-принтере. Запросите онлайн цитату сегодня.

ПОЛУЧИТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЧАСТИ

Сертификаты

ISO 9001:2015 | AS9100D | Регистрация ITAR

Перейти к разделу

→ Возможности
→ Доступные сплавы
→ Сравнить свойства материалов
→ Отделка поверхности
→ Постобработка
→ Зачем нужна 3D-печать металлом?

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) — это промышленный процесс 3D-печати металлов, позволяющий создавать полнофункциональные металлические прототипы и промышленные детали менее чем за 7 дней. Ряд металлов производят конечные детали, которые можно использовать для конечных применений.

Технология 3D-печати металлом обычно используется для:

• Прототипирования материалов производственного класса
• Сложная геометрия
• Функциональные детали для конечного использования
• Уменьшение металлических компонентов в сборке

---

Мы надеемся, что это руководство окажется для вас полезным. Если файл не скачался, его можно найти здесь.

Начните 3D-печать металлом с помощью этого руководства, в котором рассказывается о выборе материала, дизайне, постобработке и проверке качества.

United States of AmericaAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, Plurinational State ofBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia and HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCongo, the Democratic Republic of theCook IslandsCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland Мальвинские островаФарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГернсиГуин eaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHoly See (Vatican City State)HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Islamic Republic ofIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Democratic People’s Republic ofKorea, Republic ofKuwaitKyrgyzstanLao People’s Democratic RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, the Former Yugoslav Republic ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Federated States ofMoldova, Republic ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana ОстроваНорвегияОманПакистанПалауПалестина, Государство ПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарРеюньонРумынияРоссийская ФедерацияРуандаСен-БартельмиСент-Элена, остров Вознесения и Тристан-да-Кунья aint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Martin (French part)Saint Pierre and MiquelonSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part)SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and the South Sandwich IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSuriNameSvalbard and Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, Province of ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияМалые отдаленные острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВенесуэла, Боливарианская РеспубликаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАЗамбабаУоллис и ФутунаЗападная Сага0007

Я согласен получать сообщения электронной почты, содержащие обновления службы и советы по дизайну от Protolabs и ее дочерних компаний.

---

Возможности 3D-печати металлом

Наши основные рекомендации по 3D-печати металлом включают важные аспекты проектирования, которые помогают улучшить технологичность деталей, улучшить внешний вид и сократить общее время производства.

Допуски для 3D-печати металла

Для хорошо спроектированных деталей допуски + 0,003 дюйма (0,076 мм) плюс 0,1% от номинальной длины обычно может быть достигнуто. Обратите внимание, что допуски могут меняться в зависимости от геометрии детали.

Максимальные размеры

Толщина слоя

Минимальный размер элемента

Допуски

*В настоящее время Inconel 718 и алюминий являются единственными материалами, доступными для нашей широкоформатной машины X Line

---

---

Металл Варианты материалов для 3D-печати

Ниже представлены доступные металлические сплавы для 3D-печати. В зависимости от материала возможна различная термообработка.

Нержавеющая сталь (17-4 фазы)

Нержавеющая сталь 17-4 PH — это дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, известная своей твердостью и коррозионной стойкостью. Если вам нужен вариант из нержавеющей стали, выберите 17-4 PH из-за ее значительно более высокой прочности на растяжение и предела текучести, но учтите, что она имеет гораздо меньшее удлинение при разрыве, чем 316L. Окончательные детали, построенные 17-4 PH, проходят термообработку в вакууме, а также H9.00 старение.

Основные преимущества

• Термообработка для полной твердости и прочности
• Коррозионная стойкость

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

Нержавеющая сталь (316L)

Нержавеющая сталь 316L — это рабочий материал, используемый для изготовления кислотостойких и коррозионностойких деталей. Выберите 316L, если требуется гибкость нержавеющей стали; 316L является более податливым материалом по сравнению с 17-4 РН. Окончательные детали, изготовленные из стали 316L, получают приложение для снятия напряжения.

Основные преимущества

• Кислотостойкость и коррозионная стойкость
• Высокая пластичность

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

Алюминий (AlSi10Mg)

Алюминий (AlSi10Mg) сопоставим со сплавом серии 3000, который используется в процессах литья и литья под давлением. Он имеет хорошее отношение прочности к весу, высокую термостойкость и коррозионную стойкость, а также хорошую усталостную прочность, сопротивление ползучести и разрыву. AlSi10Mg также обладает свойствами теплопроводности и электропроводности. Окончательные детали, изготовленные из AlSi10Mg, получают приложение для снятия напряжения.

Основные преимущества

• Высокая жесткость и прочность по отношению к весу
• Тепловая и электрическая проводимость

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

Инконель 718

Инконель — это высокопрочный, устойчивый к коррозии никель-хромовый суперсплав, идеально подходящий для деталей, которые будут подвергаться экстремальным температурам и механическим нагрузкам. Окончательные детали, изготовленные из Inconel 718, получают приложение для снятия напряжения. Также доступны решение и старение в соответствии с AMS 5663 для повышения прочности на растяжение и твердости.

Основные преимущества

• Стойкость к окислению и коррозии
• Высокая прочность на растяжение, усталостную прочность, ползучесть и прочность на разрыв

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

Кобальт-хром (Co28Cr6Mo)

Хром кобальта (Co28Cr6Mo) — суперсплав, известный своим высоким отношением прочности к весу.

Основные преимущества ​

• Высокая прочность на растяжение и ползучесть
• Коррозионная стойкость

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

Титан (Ti6Al4V)

Титан (Ti6Al4V) — сплав для рабочих лошадей. По сравнению с отожженным Ti сорта 23 механические свойства Ti6Al4V сравнимы с кованым титаном по прочности на растяжение, относительному удлинению и твердости. Окончательные детали, изготовленные из Ti6Al4V, подвергаются вакуумному снятию напряжений.

Основные преимущества​

• Высокая жесткость и прочность по отношению к весу
• Высокая термостойкость и коррозионная стойкость

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ>

---

Сравнить свойства материалов

20 мкм = высокое разрешение (HR)
30, 40 и 60 мкм = нормальное разрешение (NR)

• US
• Метрическая

Материалы	Резолюция	Состояние	Предел прочности при растяжении (тыс.фунтов на кв. дюйм)	Предел текучести (тыс.фунтов/кв.дюйм)	Удлинение (%)	Твердость
Нержавеющая сталь (17-4 фазы)	20 мкм	Раствор и старение (H900)	199	178	10	42 HRc
	30 мкм	Раствор и старение (H900)	198	179	13	42 HRc
Нержавеющая сталь (316L)	20 мкм	снятие стресса	82	56	78	90 руб
	30 мкм	снятие стресса	85	55	75	88 ХРБ
Алюминий (AlSi10Mg)	20 мкм	снятие стресса	39	26	15	42 ХРБ
	30 мкм	снятие стресса	50	33	8	59 руб
	40 мкм	снятие стресса	43	27	10	50 руб
Кобальт-хром (Co28Cr6Mo)	20 мкм	Как построено	182	112	17	39 HRc
	30 мкм	Как построено	176	119	14	38 HRc
Инконель 718	20 мкм	снятие стресса	143	98	36	33 HRc
	30 мкм	снятие стресса	144	91	39	30 HRc
	30 мкм	Раствор и старение в соответствии с AMS 5663	208	175	18	46 HRc
	60 мкм	снятие стресса	139	83	40	27 HRc
	60 мкм	Раствор и старение в соответствии с AMS 5663	201	174	19	45 HRc
Титан (Ti6Al4V)	20 мкм	снятие стресса	153	138	15	35 HRc
	30 мкм	Снятие стресса	144	124	18	33 HRc

Материалы	Резолюция	Состояние	Предел прочности при растяжении (МПа)	Предел текучести (МПа)	Удлинение (%)	Твердость
Нержавеющая сталь (17-4 фазы)	20 мкм	Раствор и старение (H900)	1 372	1 227	10	42 HRc
	30 мкм	Раствор и старение (H900)	1 365	1 234	13	42 HRc
Нержавеющая сталь (316L)	20 мкм	снятие стресса	565	386	78	90 руб
	30 мкм	снятие стресса	586	379	75	88 ХРБ
Алюминий (AlSi10Mg)	20 мкм	снятие стресса	268	180	15	46 руб
	30 мкм	снятие стресса	345	228	8	59 руб
	40 мкм	снятие стресса	296	186	10	50 руб
Кобальт-хром (Co28Cr6Mo)	20 мкм	Как построено	1255	772	17	39 HRc
	30 мкм	Как построено	1213	820	14	38 HRc
Медь (CuNi2SiCr)	20 мкм	Закалка от осадков	496	434	23	87 ХРБ
Инконель 718	20 мкм	снятие стресса	986	676	36	33 HRc
	30 мкм	снятие стресса	993	627	39	30 HRc
	30 мкм	Раствор и старение в соответствии с AMS 5663	1434	1207	18	46 HRc
	60 мкм	снятие стресса	958	572	40	27 HRc
	60 мкм	Раствор и старение в соответствии с AMS 5663	1386	1200	19	45 HRc
Титан (Ti6Al4V)	20 мкм	снятие стресса	1055	951	15	35 HRc
	30 мкм	снятие стресса	993	855	18	33 HRc

Эти цифры являются приблизительными и зависят от ряда факторов, включая, помимо прочего, параметры машины и процесса. Таким образом, предоставленная информация не является обязательной и не считается сертифицированной. Когда производительность имеет решающее значение, также рассмотрите возможность независимого лабораторного тестирования дополнительных материалов или готовых деталей.

---

---

Варианты отделки поверхности

Стандартная отделка

Ожидаемые значения шероховатости от 200 до 400 микродюймов Ra (от 0,005 до 0,010 мм Ra) в зависимости от материала и разрешения. Опорные конструкции удалены, а линии слоев видны.

Индивидуальная отделка

Мы предлагаем шлифованные поверхности различной зернистости и полированные до зеркального блеска. Обязательно укажите, предназначена ли нестандартная отделка поверхности для функциональных или эстетических целей, чтобы мы могли лучше проконсультировать вас по нашим индивидуальным вариантам.

Возможности постобработки металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере

Улучшите прочность, точность размеров и внешний вид готовых металлических компонентов с помощью DMLS для производства.

Обработка поверхности

• 3- и 5-осевое фрезерование
• Токарная обработка
• Полировка (зеркальная или матовая)
• Пассивация
• Проволочный электроэрозионный станок
• Нарезание резьбы и развертывание

Термическая обработка

• Снятие напряжения
• Термическая обработка NADCAP
• Горячее изостатическое прессование (HIP)
• Отжиг на твердый раствор
• Старение

---

Механические испытания

• Растяжение
• Твердость по Роквеллу

Анализ порошков и материалов

• Прослеживаемость
• Химия
• Анализ размера и распределения частиц

---

Зачем использовать 3D-печать металлом?

Узнайте, как можно использовать технологию аддитивного производства металлов для уменьшения количества компонентов в сборке, изготовления деталей сложной геометрии и, в конечном счете, для экономии времени и средств.

Нажмите, чтобы увеличить

Как работает 3D-печать металлом?

Машина DMLS начинает спекать каждый слой — сначала опорные конструкции для базовой пластины, затем саму деталь — с помощью лазера, направленного на слой металлического порошка. После микросварки поперечного слоя порошка платформа сборки смещается вниз, и лезвие устройства для повторного нанесения покрытия перемещается по платформе, чтобы поместить следующий слой порошка в инертную камеру сборки. Процесс повторяется слой за слоем, пока сборка не будет завершена.

Когда сборка завершена, сначала вручную проводится первоначальная чистка деталей щеткой для удаления большей части рассыпчатого порошка, после чего следует соответствующий цикл термообработки, пока они все еще закреплены в системах поддержки, чтобы снять любые напряжения. Детали снимаются с платформы, а поддерживающие конструкции удаляются с деталей, а затем завершаются необходимой дробеструйной очисткой и удалением заусенцев. Конечные детали DMLS имеют почти 100-процентную плотность.

---

Широкоформатная 3D-печать металлом

Недавно мы добавили линию GE Additive X Line к нашему парку 3D-принтеров по металлу для изготовления крупных деталей из сплава Inconel 718 и алюминия (AlSi10Mg). У вас есть проект, который может подойти? Свяжитесь с нами, и мы сможем обсудить ваши требования.

Узнать больше >

3D-печать металлов для производства

Повышение прочности, точности размеров и внешнего вида металлических компонентов конечного использования с помощью вариантов постобработки, таких как обработка на станках с ЧПУ и термообработка.

Узнать больше >

---

Ресурсы

Советы по проектированию

Постобработка для 3D-печати металлов

Узнайте, как улучшить точность размеров, шероховатость поверхности и механические свойства металлических деталей в приложениях с высокими требованиями.

Прочитать совет по проектированию

Информационный документ

Объединение сборок деталей с аддитивным производством для снижения затрат и повышения производительности

Как найти подходящие возможности для объединения многокомпонентных сборок в отдельные компоненты с помощью промышленной 3D-печати

Прочитать технический документ

Блог

Inconel 718: рабочий материал для аддитивного производства

Inconel 718 — популярный материал для аддитивного производства металлических деталей.

Читать блог

Блог

Широкоформатная 3D-печать деталей из алюминия и инконеля

Когда вы печатаете действительно большие детали из металла, здорово иметь выбор материалов. И алюминий, и инконель 718 имеют большой смысл, но какой из них лучше всего подходит для вашего применения?

Читать блог

Мгновенные расценки на детали, напечатанные на 3D-принтере

Получить предложение

Услуги 3D-печати | Parts On Demand

3D-печать представляет собой революционный подход к производству благодаря трем ключевым преимуществам: более короткое время выполнения заказа, свобода проектирования и более низкие затраты.

Время выполнения заказа

В сегодняшней экосистеме Netflix и Amazon (и онлайн-заказов Starbucks, если уж на то пошло) сложно оценить производство до 3D-печати.

То, как мы подходили к прототипированию в течение последних трех десятилетий, можно даже считать роскошью по сравнению с прототипированием до 3D-печати.

Сегодня 3D-печать дизайна на ранней стадии и его повторная печать в течение ночи осуществимы и доступны благодаря платформам быстрого прототипирования или 3D-печати, таким как PolyJet и Stereolithography.

3D-печать конечного продукта всего за один-два дня возможна с использованием нескольких технологий 3D-печати, таких как лазерное спекание, моделирование методом наплавления и прямое лазерное спекание металла.

Однако, до этих быстрых процессов прототипирования и производства, воплощение идеи в реальность было сложным и дорогостоящим процессом, и часто не было места или времени для частого повторного прототипирования или внесения многочисленных корректировок в конструкцию.

Традиционный производственный процесс

Давайте рассмотрим довольно распространенный пример. Перенесемся в 1985 год: вы инженер-конструктор, делающий ставку на новый продукт. Это проект мечты; у вас уже есть представление о дизайне.

С чего начать? Сначала вы направляетесь в чертежную комнату (AutoCAD, самое раннее программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР), существует всего два года — слишком рано для того, чтобы ваша компания полностью внедрила его).

Вы разрабатываете дизайн, прорисовываете детали вручную и тщательно измеряете размеры с помощью линейки и карандаша. Как только дизайн будет завершен, вы встретитесь со своим модельным магазином или сторонней модельной фирмой.

В мастерской можно обработать модель вручную, добавив элементы и детали, с кропотливым ручным трудом и изготовлением, или мастерская может создать прототип инструмента и отлить пластиковую или металлическую деталь, что добавит к вашему проекту еще 2-4 недели. .

Вы выбираете обработку с ЧПУ. Разработчики машин помогают перевести ваш проект в инструкции, которые механик может использовать для создания детали, а ваш проект вручную преобразуется в длинную программу (известную как RS-274 или просто G-код), чтобы машина считывала и выполняла код строка за строкой.

Проект претерпевает дальнейшие изменения по мере того, как вы выясняете, что можно и что нельзя построить с учетом ваших временных рамок и ограничений производственного процесса. К настоящему времени прошло больше месяца, а ваша модель все еще находится на ранних стадиях производства.

Производство деталей с помощью 3D-печати

Перенесемся в 2005 год. Вам предлагается сделать ставку на новый продукт. Это проект мечты; у вас было приблизительное представление о дизайне в течение многих лет.

Перед тем, как перейти к 3D CAD, вы создаете черновой эскиз, легко вводите размеры и выполняете дизайн в 3D-программном обеспечении (вы профессионал CAD-моделирования!).

Вы завершаете свой проект с руководителем проекта, загружаете файл 3D CAD в Stratasys Direct Manufacturing и выбираете прототипирование PolyJet.

На следующий день вы показываете свою физическую модель своей команде. Они сразу же указывают на недостаток — эй, никто не идеален — и вы возвращаетесь к 3D-чертежу.

Через несколько прототипов вы и ваша команда приземлились на идеальную модель. Вы заказываете новую печать — на этот раз она должна быть функциональной и косметически законченной. Ваш надежный партнер в области 3D-печати, компания Stratasys Direct Manufacturing, распечатывает вашу деталь в моделировании методом наплавления, шлифует ее вручную и отправляет вам обратно в течение пяти рабочих дней.

Прошло всего четыре недели с тех пор, как вы начали прототипировать. Вам потребовалось всего около месяца, чтобы довести свою окончательную идею до места проведения торгов. Вот в чем разница благодаря 3D-печати — от недель до дней. От «нет, мы не можем это сделать» до «да, мы можем это построить».

Применение 3D-печати

И сегодня 3D-печать используется не только для прототипов и моделей. 3D-печать включает:

• Прототипирование
• Производство больших развлекательных моделей, используемых во всем, от фильмов до обучения персонала новым методам работы
• Мелкосерийное производство и оснастка
• Аэрокосмическое производство
• Решения для медицинского оборудования
• И многое другое

Нужно знать, какая технология подходит для какого приложения и когда лучше использовать одну, а какую другую. Но время выполнения заказа — это всего лишь одна маленькая часть головоломки решений для 3D-печати.

Пожалуй, самым революционным преимуществом 3D-печати является присущая ей свобода дизайна.

Свобода дизайна

Традиционно дизайнеры и инженеры в значительной степени полагались на производственный процесс, определяющий конечный дизайн.

Традиционные производственные процессы, такие как обработка на станках с ЧПУ, имеют строгие ограничения на правила сборки, технологичность и общую осуществимость.

Выход за рамки методов проектирования для этих традиционных производственных процессов напрямую приводит к увеличению затрат и трудозатрат.

Однако соблюдение старых правил проектирования неизбежно приводит к замедлению роста инноваций.

Аддитивное производство, или 3D-печать, открыло ранее невообразимые двери для дизайнеров и инженеров, потому что оно не зависит от тех же конструктивных и производственных ограничений, что и традиционное производство.

С помощью 3D-печати плавные, органичные и замысловатые конструкции легко выполняются, сохраняя прочность способами, невозможными для любого другого производственного процесса.

На изображениях ниже мы представили некоторые из наиболее красивых и сложных конструкций, созданных с использованием процесса 3D-печати, называемого лазерным спеканием. Эти 3D-печатные конструкции задействованы, и все же деталь может быть построена в виде единого блока.

Попытка изготовить такие детали была бы либо очень дорогой, либо даже невозможной. Есть проекты, которые можно выполнить только с помощью 3D-печати, и без 3D-печати они просто невозможны.

Превосходный пример свободы дизайна 3D-печати исходит прямо от НАСА.

Центр космических полетов им. Маршалла НАСА смог преобразовать деталь, которая ранее состояла из более чем 150 деталей, и с помощью 3D-печати объединил всю конструкцию в одну непрерывную единицу!

Свобода дизайна в 3D-печати считается «нулевой стоимостью» из-за многослойного процесса.

Конструктивные элементы легко интегрируются в каждое поперечное сечение по мере сборки детали, что устраняет необходимость в инструментах, трудоемкой сборке и сокращает время и количество деталей, что приводит к значительной экономии средств.

Стоимость

3D-печать снижает затраты на производство/производство за счет множества усовершенствований, которые можно свести к трем ключевым преимуществам: отсутствие инструментов, сложность с нулевыми затратами, сокращение трудозатрат.

Эти три преимущества в конечном итоге приводят к сокращению времени выполнения заказа, что дополнительно связано с экономией средств. Ниже мы определили эти три средства экономии и то, как их можно достичь с помощью 3D-печати.

1. Нулевая оснастка

Инструментальная оснастка требуется для различных производственных процессов, от оснастки по выплавляемым моделям для литья по выплавляемым моделям до стальной оснастки для литья под давлением. Инструментальная обработка обычно включает в себя обработку сторон A и B конструкции.

Конструкции инструментов должны учитывать конструктивные особенности, такие как точки высвобождения, чтобы фактически извлечь формованную деталь из инструмента; отверстия и углы, которые могут стать трудными для выполнения, учитывая, что инструмент не может иметь плавающие внутренние элементы, не прикрепленные к самому инструменту, и элементы не могут препятствовать отделению формованной детали; и типичные особенности, такие как толщина стенки, которая обычно не может меняться, потому что различная толщина стенки может затвердевать в разное время, что даже в небольшом масштабе влияет на точность детали.

Существует множество конструктивных и производственных ограничений, присущих инструментам, поэтому 3D-печать меняет правила игры. 3D-печать создает детали снизу вверх и не требует никаких инструментов для выполнения сложных конструкций.

Избавляясь от инструментов, 3D-печать устраняет затраты и трудозатраты на создание инструментов. Кроме того, 3D-печать освобождает дизайн для гораздо более широкого спектра геометрических возможностей — например, плавающих деталей интерьера!

2.

Нулевая сложность

Мы рассмотрели эту идею в предыдущем разделе, но ее стоит повторить. Например, с помощью инструментов или механической обработки для создания внутренней плавающей детали потребовалось бы много дополнительного труда.

Для этого потребуются штифты и ручное извлечение штифтов с точки зрения оснастки и литья, или многократное кодирование и переориентация детали с точки зрения механической обработки.

В целом, такая внутренняя деталь была бы настолько дорогостоящей в производстве, что ее, скорее всего, не рассматривали бы для окончательного дизайна. Благодаря 3D-печати внутренние функции без доступа легко выполняются без дополнительных трудозатрат, времени или дизайнерских хитростей.

3. Сокращение трудозатрат

В то время как 3D-печать требует ручного труда для удаления опор или гладких поверхностей, она во многих отношениях сокращает ручной труд по сравнению с обычными процессами.

Как мы упоминали выше, поскольку 3D-печать не требует инструментов, она может значительно сократить трудозатраты, связанные с производством инструментов.

3D-печать также сокращает трудозатраты за счет объединения нескольких сборок деталей в один блок. Отказ от сборки — это огромная экономия средств. 3D-печать еще больше сокращает трудозатраты за счет автоматизации.

Подготовка детали к сборке в значительной степени автоматизирована с некоторым ручным вмешательством для идеальной ориентации детали или создания поддержки.

В отличие от механической обработки, которая обычно требует ручного программиста для выполнения строк кода, необходимых для обработки детали, программное обеспечение для 3D-печати автоматизирует создание построчной информации для построения детали по одному слою за раз.

Будущее 3D-печати

Хотя некоторые могут не согласиться с тем, действительно ли 3D-печать является революционной для производства, ее сокращение затрат, времени и трудозатрат позитивно меняет производственную среду так, как не наблюдалось со времен промышленной революции.

Настало прекрасное время для работы в отрасли, поскольку дальнейшие разработки материалов и средств управления процессами развиваются для дальнейшей автоматизации и совершенствования 3D-печати для использования в тысячах других приложений.

Чтобы узнать, где предприятия внедряют 3D-печать в своей практике сегодня и в будущем, загрузите наш отраслевой отчет 700 специалистов.

Технология литьевой печати расширяет возможности 3D-печати

Инновации

представлено

Изображение: Аддитивное производство/Elsevier

Методика, разработанная исследователем UMass Lowell, включает элементы литья под давлением для увеличения производительности 3D-печати при одновременном повышении прочности, жесткости и устойчивости к деформации.

Норберт Воробей | 10 августа 2020 г.

Новая технология 3D-печати, разработанная исследователем Лоуэлла из Массачусетского университета (UMass), включает элементы литья под давлением для увеличения производительности 3D-печати при одновременном повышении прочности и свойств получаемых продуктов. Среди потенциальных применений – более прочные протезы и более прочные детали для самолетов и автомобилей.

В то время как мировой рынок 3D-принтеров для пластика оценивается в 4 миллиарда долларов и продолжает расти, по-прежнему существуют проблемы с обеспечением того, чтобы принтеры создавали объекты, которые производятся быстро, сохраняют свою прочность и точно отражают желаемую форму, по словам Дэвида Казмера из UMass Lowell. профессор инженерии пластмасс, руководивший исследовательским проектом. Эта технология, получившая название литьевой печати, описана в академическом журнале Additive Manufacturing .

При литьевой печати 3D-принтер используется в качестве инъекционного узла для заполнения полостей, созданных стенками оболочки, напечатанными на 3D-принтере. Изображение предоставлено Аддитивное производство /Elsevier.

Инжекционная печать сочетает экструзию материала наружных поверхностей детали с высоким разрешением с литьем под давлением больших внутренних полостей с высокой скоростью потока, пишут Казмер и Остин Колон в Аддитивное производство . Колон является кандидатом наук в области разработки пластмасс, который помог утвердить технологию. «Таким образом, литьевая печать направлена ​​на использование полной плавящей способности принтеров для экструзии материалов, чтобы смягчить проклятие размерности, от которого страдает аддитивное производство», — добавили они.

Экструзия материалов, один из семи типов процессов аддитивного производства, включает в себя непрерывную нить из термопласта или композитного материала, которая подается через сопло, где она нагревается и слой за слоем осаждается на строительной платформе.

«Мы используем 3D-принтер в качестве узла впрыска для заполнения полостей, [созданных] стенками оболочки, напечатанными на 3D-принтере, — сказал Казмер PlasticsToday . — Другими словами, мы используем внутреннюю часть детали как собственную полость пресс-формы. Ключевым моментом является расчет расстояния между стенками оболочки и высоты, чтобы получить хорошее заполнение без чрезмерного отклонения. Удивительно, но проектирование пресс-форм с учетом потока, отклонения и теплопередачи имеет отношение к планированию процесса литьевой печати», — сказал он. Казмер: «Хотя этот процесс обратно совместим с существующими 3D-принтерами, управляющие программы (G-код) для выполнения литьевой печати требуют новых препроцессоров (слайсеров)», — добавил он9.0007

Большинство термопластов, которые могут быть переработаны путем изготовления плавленых нитей (FFF; также известное как моделирование методом наплавления), совместимы с литьевой печатью, отметил Казмер. Действительно, изобретение Казмера, как сообщается, может нагреть деталь больше, так что сварка материала значительно улучшится по сравнению с FFF. «Это означает, что существует большой потенциал для достижения более высокой прочности и большей изотропии в сильно наполненных материалах», — сказал Казмер PlasticsToday . «Скорость печати ограничена вашей способностью плавить материал и отводить тепло от детали. Типичные скорости потока составляют порядка 4 мм ³ /сек. Я обнаружил, что большинство недорогих 3D-принтеров могут расплавить около 12 мм ³ в секунду. С помощью нескольких модификаций хотэнда вы можете легко наносить 20 мм ³ в секунду», — сказал Казмер. Технологии синтеза (DLS). Он признал, что MJF и DLS имеют более высокую производительность, потому что они обрабатывают слои параллельно, что он признает большим преимуществом с точки зрения скорости производства. Однако литьевая печать обеспечивает множитель производительности за счет заполнения больших Он отметил, что внутренние объемы определяются напечатанными стенками оболочки. «Таким образом, литьевая печать уменьшает размерность проблемы, чтобы FDM / FFF могли лучше конкурировать. Кроме того, литьевая печать поддерживает широкий спектр термопластов с улучшенными свойствами. «Для технических и крупносерийных применений литьевая печать является большим преимуществом», — подчеркнул Казмер.0007

Эластичные стержни на основе АБС использовались для проверки характеристик литьевой печати по сравнению с экструзией материала.

No related posts.