Kluczowe trendy technologiczne w druku 3D

GlobalData określiła najważniejsze trendy technologiczne wpływające na przemysł druku 3D.

Od prototypowania po produkcję cyfrową

Istnieje dążenie do zmiany terminologii związanej z drukiem 3D, aby wyjść poza prototypowanie i myśleć w kategoriach większych wolumenów i wykorzystania w produkcji. Zakłócenie łańcucha wartości oznacza szersze myślenie, bardziej w zakresie produkcji cyfrowej niż drukowania 3D. Ponadto pomysł cyfrowej produkcji części poprzez druk 3D oferuje potencjalnie znacznie większy sukces komercyjny.

Zrównoważony rozwój

Globalne ukierunkowanie na zmiany klimatu i globalne ocieplenie powoduje, że większy nacisk kładziony jest na zrównoważony rozwój, w oparciu o ideę stworzenia gospodarki o obiegu zamkniętym wokół drukowania 3D zamiast liniowej.

Wykorzystując zmiany w projekcie – i usuwając niepotrzebne części – wagę wytworzonych części można w niektórych przypadkach zmniejszyć o ponad 93%, co oznacza zmniejszenie śladu węglowego nawet o 95%.

Materiały

Wejście kilku firm chemicznych, takich jak BASF na rynek druku 3D pomaga zwiększyć wykorzystanie nowych innowacyjnych materiałów i związków. Obecnie stosowane materiały obejmują kompozyty polimerowe na bazie włókna szklanego i diamentu, a także proszki z tworzyw sztucznych, włókna z tworzywa sztucznego, fotopolimery, hydrożel, metale, ceramikę i biomateriały.

Na początku 2019 r. Firma T&R Biofab zarejestrowała patent na technologię bioprintingu 3D do tworzenia sztucznej skóry

Cyfrowe bliźniaki

W druku 3D zaawansowana analityka bliźniaków cyfrowych umożliwi organizacjom zamknięcie pętli między planem produkcji cyfrowej a jego faktycznym wykonaniem.

Na przykład oprogramowanie MindSphere od Siemensa, bada pozyskane dane o procesach produkcyjnych, stanie maszyn, stanach magazynowych w tym surowców do produkcji, kosztach energii, dostępności pracowników w celu dostarczenia informacji z powrotem do cyfrowego bliźniaka. Łącząc procesy pochodzące z wielu strumieni, umożliwia organizacji rozwiązywanie problemów przed i po drukowaniu.

Korzyści projektowe

Druk 3D może potencjalnie usunąć wiele ograniczeń tradycyjnego procesu produkcyjnego. Uwolnieni od tradycyjnych ograniczeń produkcyjnych projektanci będą mogli tworzyć geometrie, które lepiej osiągną pożądaną wydajność i spełnią potrzeby klientów.

GE skorzystało z tej swobody, aby przeprojektować dyszę silnika odrzutowego LEAP z 18 oddzielnych komponentów na jedną część. Zmniejszyło to wagę produktu i zwiększyło jego wydajność dzięki złożonym wewnętrznym ścieżkom

Urządzenie nauki

Proces drukowania 3D otwiera nowe możliwości w innych obszarach naukowych. Niedawno został stworzony w USA 3D model worka powietrznego naśladującego płuca, w którym funkcjonowały drogi oddechowe zdolne do dostarczania tlenu do otaczających naczyń krwionośnych. Podejście zastosowane w tym projekcie może otworzyć możliwość stworzenia nowego środka do bioprintowania ludzkich narządów do przeszczepu.

Współpraca pomiędzy firmami

Potrzeba lepszego zrozumienia świata automatyki przemysłowej i materiałów prowadzi do większej liczby partnerstw pomiędzy firmami. Na przykład HP chętnie korzysta z wiedzy specjalistycznej firmy Siemens w zakresie automatyki przemysłowej i specjalizacji BASF w zakresie materiałów do drukowania 3D. Ściśle współpracuje również z GKN w tej samej dziedzinie materiałowej. Inne przykładowe partnerstwa to np. Stratasys z Solvay, BASF z Impossible Objects oraz francuska firma chemiczna Arkema z Carbon.

Aplikacje specjalistyczne

Azja jest szybko rozwijającym się rynkiem druku 3D, a rządy, które mogły wcześniej zainwestować w produkcję maszyn 3D, teraz chcą stymulować doradztwo i współtworzenie druku 3D.

Materialize: firma zajmująca się drukiem 3D, pomaga organizacjom produkcyjnym w Ulsanin w Korei Południowej opracowywać aplikacje poprzez projekty współtworzenia. Niemiecki Thyssenkrupp stwierdził, że przemysł druku 3D mógłby wygenerować do 2025 r. wartość dodaną w wysokości 100 mld USD dla Stowarzyszenia ASEAN.

Więcej materiałów

Mimo silnego postępu w kierunku większego zastosowania druku 3D metalu, producenci materiałów, w tym coraz większa liczba firm chemicznych, zaczynają wytwarzać różne nowe proszki, w tym polimery. To również będzie napędzane przez spodziewany wzrost aplikacji produkcyjnych, a nie prototypowych.

Automatyzacja i oprogramowanie

Gdy organizacje zaczynają integrować druk 3D z opcjami produkcji, konieczne jest zwiększenie wydajności, co oznacza większą automatyzację zadań.

Oprogramowanie będzie miało kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tego, a włączenie symulacji do przepływu pracy drukowania 3D pomoże w redukcji kosztów materiałów eksploatacyjnych i czasu pracy maszyny. Symulacja procesu drukowania 3D może ułatwić operatorom produkcji wykrycie potencjalnych błędów przed rozpoczęciem budowy konstrukcji.