Proč 3D tisk představuje budoucnost?

S vývojem nových materiálů a procesů může mít 3D tisk hluboký dopad na udržitelnost a eliminaci odpadu.

Potenciál 3D tisku a aditivní výroby je tak velký, že může převrátit výrobní průmysl, jak jej známe. Nejviditelnější změnou bude lokalizovaná výroba, která může nahradit nebo nahradit tradiční distribuovanou výrobu. Další zásadní změnou je možnost personalizace.

Kromě podvracení tradiční výroby zlepší 3D tisk také udržitelnost díky použití nepetrochemických materiálů. Nové materiály budou levnější a jednodušší na nákup, což sníží výrobní náklady. Tyto nižší náklady ovlivní také náklady na systémy skladování, přepravy a přepravy materiálu.

Zdroj fotografií: Unsplash

Co je aditivní výroba?

Aditivní výroba je proces výroby předmětů vrstvením materiálů vrstvu po vrstvě (obvykle plastový nebo kovový prášek). Tyto cíle mohou být ve skutečnosti cokoli. Pokud lze 3D model navrhnout v softwaru, lze jej vytisknout.

Proč je aditivní výroba podvratná?

Tradiční výroba zahrnuje několik kroků k vytvoření, návrhu a vývoji produktů. Nejprve musí designéři navrhnout plány. Dále musí organizace kontaktovat továrnu a dodavatele materiálu. Poté továrna vyrobí vzorek zařízení a vrátí jej organizaci (to může trvat několik týdnů, zvláště pokud je továrna v zámoří). Pokud je třeba vzorek upravit, musí se tento proces opakovat, aby se týdny změnily na měsíce. Jakmile dojde na hromadnou výrobu, manažeři továrny budou dohlížet na lidi nebo roboty na montážní lince, aby dokončili výrobu. Hotový produkt je poté odeslán zpět organizaci.

Porovnejte to s aditivní výrobou. I když návrháři stále potřebují modrotisky. Není však nutné kontaktovat továrnu za účelem výroby vzorků a sériové výroby. Obojí lze provést interně pomocí několika 3D tiskáren s pomocí plastových nebo kovových rozdělovačů prášku. Doba potřebná pro produkt od konceptu po uvedení na trh je jen malou částí minulosti.

Pro malé organizace bez výrobní kapacity budou továrny vždy existovat pro hromadnou výrobu, ale možnost vyrábět vzorky bez outsourcingu může firmě ušetřit spoustu času.

Udržitelná výroba

Jednou z nejlepších věcí na 3D tisku je neuvěřitelná rozmanitost materiálů, ze kterých si můžeme vybrat. To znamená, že je možné přejít od neudržitelného výrobního procesu k udržitelnějšímu výrobnímu procesu bez aktualizace zařízení – to je to, co podniky musí dělat, když čelí rostoucímu tlaku.

V současnosti je největší environmentální překážkou ve výrobě kovových přísad proces atomizace prášku. Dvě hlavní formy atomizace jsou plyn a plazma, které spotřebují hodně energie a způsobí velké škody na životním prostředí.

Proto se vyvíjejí nové procesy, které tento problém řeší. Například varianty plazmové atomizace založené na mikrovlnné troubě mohou regenerovat použité materiály s téměř 100procentním výtěžkem při použití méně energie než atomizace plynem nebo plazmou. Pryskyřičné materiály jsou také vyvíjeny, aby pomohly bezpečně skladovat a recyklovat kovové kondenzáty a snižovat množství odpadu, který vytváříme. Recyklovaná plastová vlákna si můžeme vyrobit i doma.

Všechny tyto technologie nám umožňují využívat domácí skládky odpadu, aniž bychom se spoléhali na zahraniční produkci a těžbu. To, co získáme, je udržitelný výrobní cyklus. Podniky nakupují materiály vyrobené z aditivního výrobního odpadu, 3D tisknou své produkty a poté prodávají svůj nový odpad zpět výrobcům recyklovaného prášku.

Kromě toho jsou stále populárnější materiály na biologické bázi, jako je PA11 vyrobený z ricinových semen a ricinového oleje. To znamená méně těžby kovů a výroby plastů. V budoucnu bude 3D tisk využívat různé materiály.

Inteligentní výroba

Současné vznikající trendy zahrnují přizpůsobení aditivní výroby do pracovního postupu organizace. V této fázi vývoje se podniky stále snaží pochopit, jak kombinovat 3D tisk se stávajícími technologiemi. Když nastanou problémy bez ručního monitorování, může strojové učení hrát roli při opravě chyb a chyb ve výrobním procesu. Tato „inteligentní výroba“ výrazně zlepší efektivitu výroby, rozsah a proces používaný k navrhování produktů napříč odvětvími.

Lékařské aplikace

Při pohledu do budoucna uvidíme, že 3D tisk bude více integrován do biomedicínského průmyslu. Ve skutečnosti se to již děje. Už není jen snem mít možnost vytisknout pacientovi specifické implantáty a zařízení (tzv. bioprinting), což je také další hranice. Vyvíjejí se nové materiály, které pomohou spravovat léky, vyrábět biologické tkáně a případně tisknout implantovatelné orgány.

Budoucnost 3D tisku je jasná

3D tisk je budoucnost. Budoucnost, která má hluboký dopad na udržitelnost a odstranění plýtvání. Rychlost vývoje 3D tisku nebo aditivní výroby je úžasná. Původně jen tisk jednoduchých 3D figurek se stal novou průlomovou technologií používanou napříč průmyslem a akademickou sférou.

Nyní můžeme vidět, že se formují nové materiály a procesy atomizace prospěšné pro životní prostředí Země. Lékařská oddělení využívají 3D tisk k výrobě implantátů a zařízení specifických pro pacienty. Výroba vzorků bude dokončena interně, spíše než se spoléhat na zámořské továrny. Čím větší pokrok jsme udělali, tím jasnější je, že budoucnost je založena na aditivní výrobě.