Dlaczego druk 3D reprezentuje przyszłość?

Wraz z rozwojem nowych materiałów i procesów druk 3D może mieć ogromny wpływ na zrównoważony rozwój i eliminację odpadów.

Potencjał druku 3D i wytwarzania przyrostowego jest tak wielki, że może wywrócić do góry nogami przemysł wytwórczy, jaki znamy. Najbardziej oczywistą zmianą będzie zlokalizowana produkcja, która może zastąpić lub zastąpić tradycyjną produkcję rozproszoną. Kolejną ważną zmianą jest możliwość personalizacji.

Oprócz obalenia tradycyjnej produkcji, druk 3D poprawi również zrównoważony rozwój dzięki wykorzystaniu materiałów innych niż petrochemiczne. Nowe materiały będą tańsze i łatwiejsze w zakupie, co obniży koszty produkcji. Te niższe koszty wpłyną również na koszty magazynowania materiałów, transportu i systemów transportowych.

Źródło zdjęcia: Unsplash

Co to jest produkcja addytywna?

Wytwarzanie addytywne to proces wytwarzania obiektów poprzez układanie materiałów warstwa po warstwie (zwykle jest to proszek z tworzywa sztucznego lub metalu). Celami tymi może być właściwie wszystko. Tak długo, jak model 3D można zaprojektować w oprogramowaniu, można go wydrukować.

Dlaczego produkcja addytywna jest wywrotowa?

Tradycyjna produkcja składa się z kilku etapów opracowywania, projektowania i opracowywania produktów. Po pierwsze, projektanci muszą zaprojektować plany. Następnie organizacja musi skontaktować się z fabryką i dostawcami materiałów. Następnie fabryka wyprodukuje próbkę sprzętu i zwróci ją organizacji (może to potrwać kilka tygodni, zwłaszcza jeśli fabryka znajduje się za granicą). Jeśli próbka wymaga dostosowania, proces ten należy powtórzyć, aby tygodnie zamieniły się w miesiące. Jeśli chodzi o produkcję masową, kierownicy fabryk będą nadzorować ludzi lub roboty na linii montażowej, aby zakończyć produkcję. Gotowy produkt jest następnie wysyłany z powrotem do organizacji.

Porównaj to z produkcją addytywną. Chociaż projektanci wciąż potrzebują planów. Nie ma jednak potrzeby kontaktowania się z fabryką w celu wyprodukowania próbek i przeprowadzenia masowej produkcji. Oba można wykonać wewnętrznie za pomocą kilku drukarek 3D z pomocą dystrybutorów proszku z tworzywa sztucznego lub metalu. Czas potrzebny na produkt od koncepcji do uruchomienia to tylko niewielka część przeszłości.

W przypadku małych organizacji bez możliwości produkcyjnych fabryki zawsze będą istniały do ​​masowej produkcji, ale możliwość wytwarzania próbek bez outsourcingu może zaoszczędzić firmie dużo czasu.

Zrównoważona produkcja

Jedną z najlepszych rzeczy w druku 3D jest niesamowita różnorodność materiałów, z których możemy wybierać. Oznacza to, że możliwe jest przejście od niezrównoważonego procesu produkcyjnego do bardziej zrównoważonego procesu produkcyjnego bez modernizacji sprzętu - to właśnie muszą zrobić przedsiębiorstwa w obliczu rosnącej presji.

Obecnie największą przeszkodą środowiskową w produkcji dodatków do metali jest proces atomizacji proszku. Dwie główne formy atomizacji to gaz i plazma, które zużywają dużo energii i powodują ogromne szkody w środowisku.

Dlatego opracowywane są nowe procesy, aby sprostać temu wyzwaniu. Na przykład warianty atomizacji plazmowej opartej na mikrofalach mogą odzyskiwać zużyte materiały z prawie 100-procentową wydajnością przy mniejszym zużyciu energii niż atomizacja gazowa lub plazmowa. Opracowywane są również materiały żywiczne, które pomogą w bezpiecznym przechowywaniu i recyklingu kondensatów metali oraz zmniejszeniu generowanych przez nas odpadów. Plastikowe włókna z recyklingu możemy nawet wytwarzać w domu.

Wszystkie te technologie pozwalają nam korzystać z przydomowych wysypisk bez polegania na zagranicznej produkcji i wydobyciu. Otrzymujemy zrównoważony cykl produkcyjny. Przedsiębiorstwa kupują materiały wykonane z odpadów z produkcji addytywnej, drukują swoje produkty w 3D, a następnie sprzedają swoje nowe odpady z powrotem producentom proszku z recyklingu.

Ponadto coraz bardziej popularne stają się biomateriały, takie jak PA11 wytwarzane z nasion rącznika i oleju rycynowego. Oznacza to mniej wydobycia metali i produkcji tworzyw sztucznych. W przyszłości druk 3D będzie wykorzystywał różne materiały.

Inteligentna produkcja

Obecne pojawiające się trendy obejmują dostosowywanie wytwarzania przyrostowego do przepływu pracy organizacji. Na tym etapie rozwoju przedsiębiorstwa wciąż próbują zrozumieć, jak połączyć druk 3D z istniejącymi technologiami. Gdy problemy pojawiają się bez ręcznego monitorowania, uczenie maszynowe może odegrać rolę w korygowaniu błędów i pomyłek w procesie produkcyjnym. Ta „inteligentna produkcja” znacznie poprawi wydajność produkcji, skalę i proces projektowania produktów międzybranżowych.

Zastosowania medyczne

Patrząc w przyszłość, zobaczymy, jak druk 3D jest bardziej zintegrowany z przemysłem biomedycznym. W rzeczywistości to już się dzieje. Możliwość drukowania implantów i urządzeń specyficznych dla pacjenta (tzw. biodrukowanie) nie jest już tylko marzeniem, co jest również kolejną granicą. Opracowywane są nowe materiały, które pomogą zarządzać lekami, wytwarzać tkanki biologiczne i ostatecznie drukować wszczepialne narządy.

Przyszłość druku 3D rysuje się w jasnych barwach

Druk 3D to przyszłość. Przyszłość, która ma ogromny wpływ na zrównoważony rozwój i eliminację odpadów. Szybkość rozwoju druku 3D czy wytwarzania przyrostowego jest niesamowita. Pierwotnie drukowanie prostych figurek 3D stało się nową przełomową technologią stosowaną przez różne branże i środowiska akademickie.

Teraz widzimy, że powstają nowe materiały i procesy atomizacji korzystne dla środowiska ziemskiego. Oddziały medyczne wykorzystują druk 3D do produkcji implantów i urządzeń dostosowanych do potrzeb pacjentów. Produkcja próbek zostanie zakończona wewnętrznie, zamiast polegać na zagranicznych fabrykach. Im większy postęp poczyniliśmy, tym bardziej jasne jest, że przyszłość opiera się na produkcji addytywnej.