De siste årene, ettersom nye materialer og teknologier øker produksjonskapasiteten og reduserer kostnadene, har viktigheten av 3D-utskriftsteknologi og raskt utviklende prototypeteknologi blitt stadig mer fremtredende. Små bedrifter og til og med private forbrukere har råd til tilpassede 3D-objekter. Denne artikkelen vil analysere bruken og endringene av denne teknologien i produksjonsindustrien.
3D-skriveren er en lavkostversjon av teknologi for hurtig prototyping (RP). Rapid prototyping-teknologi brukes til å lage rimelige modeller i de tidlige stadiene av design. Med modellen produsert av 3D-printeren kan designteamet sjekke om designkonseptet er hensiktsmessig. På denne måten kan bedriften se bedre tilbakemeldinger og dermed lansere bedre produkter. 3D-utskriftsteknologi letter også sanntidssamarbeid mellom selskaper på global skala.
De siste årene, ettersom de fleste industrifelt begynner å bruke denne teknologien i fabrikker, har bruken av 3D-utskriftsteknologi utviklet seg kraftig. I tillegg har 3D-utskriftsteknologi også kommet inn i tusenvis av husstander for å betjene individuelle behov. I følge ABI Research vil det globale markedet for 3D-utskriftssystemer nå USD 783 millioner i 2013.
Felt der 3D-teknologi kan brukes
Engineering: Ingeniører trenger ofte å produsere prototyper av design eller produkter. Tidligere krevde prosessen med å lage prototyper uker og mye arbeidskraft, fordi prosessen krevde kutting og gjennomhulling av papir, tre og andre materialer. Nå, med 3D-teknologi, kan designere bruke en 3D-printer til å lage prototyper så lenge de produserer 3D-bilder av designutkastet.
Arkitektur: I likhet med ingeniører trenger arkitekter også modeller av designutkast. Med en 3D-printer kan arkitekter få høypresisjonsmodeller på kort tid. Samtidig gjør 3D-modellen det også lettere for folk å forstå designutkastet mer intuitivt.
Smykker: Smykkeindustrien er en av de første industriene som bruker 3D-utskriftsteknologi i investeringsstøpeprosessen. Forskjellen er at smykkeindustrien bruker voks i stedet for metallskrivere. Smykkemodellen er med andre ord modellert med voks eller printet ut. Injiser gips i den ene enden, og hell deretter det smeltede metallet på gipsen. De to er smeltet sammen for å produsere en metallisk voksmodell i gipsen. Smykkeprototypen ble født, og det siste poleringsarbeidet ble fullført av gullsmeden. Mange uavhengige gullsmeder har introdusert høyteknologiske skrivere i arbeidet sitt.
Medisinsk implantasjon: I medisinen oppstår ofte slike «utløsende» situasjoner ved kirurgiske operasjoner. Noen ganger er situasjonen veldig komplisert, og en liten feil er nok til å drepe pasienten. Derfor er fremveksten av 3D-utskriftsteknologi en stor velsignelse. Mange kirurger har begynt å praktisere kirurgi på pasientens kropp laget av 3D-teknologi før selve operasjonen. Dette kan ikke bare øke tilliten til leger, men også øke suksessraten for deres faktiske operasjon. I tillegg har 3D-utskriftsteknologi andre medisinske bruksområder, for eksempel å lage beinmodeller for å gjøre det lettere for kirurger å utføre komplekse operasjoner. Denne teknikken kan også brukes til avansert stamcelleforskning.
Fordeler med 3D-utskriftsteknologi
3D-utskriftsteknologi kan bidra til å raskt finjustere designutkastet, finne ut av problemene i designet tidlig og eliminere behovet for designere å gå til fabrikken. Det kan oppnå lavkostproduksjon og redusere kostnadene for tradisjonell prototypeproduksjon og verktøy, som ligner på tradisjonell produksjonsteknologi. Sammenlignet er det mindre avfall, og en rekke harpikser og voks kan brukes når du fullfører modellen. Du kan også bruke en ny uretan til å produsere dine egne produkter.
Prototyping: 3D-utskriftsteknologi er veldig nyttig i utvikling av produktprototyper. Med denne teknologien kan designere og ingeniører bygge prototyper til lave kostnader for å teste om designet er gjennomførbart før de investerer tungt i verktøy og produksjonsprosesser.
Komponentproduksjon: I noen bransjer har 3D-utskriftsteknologi blitt brukt for å erstatte tradisjonelle produksjonsteknikker for å produsere et komplett spekter av produkter. Denne teknologien har blitt brukt med hell til å produsere små komponenter for ulike bransjer. Ettersom bil-, romfarts-, medisinsk utstyr, elektro, energi og andre industrier gradvis øker etterspørselen etter denne teknologien, vil selskaper bruke 3D-teknologi for å produsere større og mer komplekse komponenter.
Luftfartskomponenter: Giganter i romfartsindustrien vurderer også å bruke 3D-utskriftskomponenter for å erstatte eksisterende maskinerte deler eller sveisede deler. Samtidig reduserer 3D-utskriftsteknologi også betraktelig restriksjonene på komponentene som skal produseres. Etter hvert som etterspørselen etter store, høyhastighets og rimelige skrivere vokser, vil 3D-utskriftsteknologi ha mye applikasjonsplass i produksjonen av lette romfartskomponenter. Denne utviklingsmuligheten vil også spre seg til andre bransjer og forbrukerområder.
Noen fordeler med 3D-utskriftsteknologi er ikke tilgjengelige i maskinverktøybehandling. For eksempel er 3D-utskriftsteknologi mye raskere enn tradisjonell maskinverktøyteknologi (bortsett fra CNC-maskinverktøy). I likhet med maskinverktøybehandling kan 3D-utskrift også bruke en rekke materialer, men det er en nøkkelforskjell mellom to-maskinverktøybehandlingen må gå gjennom trinnene kutting, boring, sliping og avgrading av materialet for å fullføre arbeidsstykket, mens 3D-utskrift kan skape komplekse former som maskinverktøy ikke kan håndtere. I tillegg, forskjellig fra maskinverktøybehandling, kan 3D-utskriftsteknologi enkelt behandle hule arbeidsstykker, fordi prosesseringsprosessen ofte involverer lag med pulversystemer eller systemer som bruker støttematerialer.
Se på fremtiden
Anvendelsesområdet for 3D-utskriftsteknologi utvides gradvis, og denne trenden kan fortsette inn i fremtiden. De mest lovende områdene inkluderer medisinsk behandling, varige forbruksvarer, elektriske og elektroniske produkter, romfart og andre tekniske komponenter. Med fremskritt av materialer og kostnadsreduksjoner, vil noen applikasjoner som vi knapt kan forestille oss i dag også bli virkelighet.
3D-utskriftsteknologi kan brukes til å produsere komponenter som ikke er spesielt komplekse og produsere førsteklasses ferdige produkter. Når det gjelder produksjon, vil vi i fremtiden sannsynligvis se den raske utviklingen av prototypeproduksjon, som til slutt vil erstatte viss maskinverktøybehandling og produksjon.