V posledných rokoch, keď nové materiály a technológie zvyšujú výrobnú kapacitu a znižujú náklady, sa význam technológie 3D tlače a rýchlo sa rozvíjajúcej prototypovej technológie stáva čoraz výraznejším. Malé spoločnosti a dokonca aj súkromní spotrebitelia si môžu dovoliť prispôsobené 3D objekty. Tento článok bude analyzovať aplikáciu a zmeny tejto technológie vo výrobnom priemysle.
3D tlačiareň je nízkonákladová verzia technológie rýchleho prototypovania (RP). Technológia rýchleho prototypovania sa používa na vytvorenie nízkonákladových modelov v počiatočných fázach dizajnu. S modelom vyrobeným 3D tlačiarňou môže dizajnérsky tím skontrolovať, či je koncepcia dizajnu vhodná. Týmto spôsobom môže spoločnosť vidieť lepšiu spätnú väzbu a tým uviesť na trh lepšie produkty. Technológia 3D tlače tiež uľahčuje spoluprácu medzi spoločnosťami v reálnom čase v globálnom meradle.
V posledných rokoch, keď väčšina priemyselných oblastí začína uplatňovať túto technológiu v továrňach, sa aplikácia technológie 3D tlače výrazne rozvinula. Okrem toho technológia 3D tlače vstúpila aj do tisícov domácností, aby slúžila individuálnym potrebám. Podľa ABI Research dosiahne globálny trh s 3D tlačovými systémami v roku 2013 783 miliónov USD.
Polia, v ktorých je možné použiť 3D technológiu
Inžinierstvo: Inžinieri často potrebujú vyrábať prototypy svojich návrhov alebo výrobkov. Predtým proces výroby prototypov vyžadoval týždne a veľa pracovných síl, pretože proces vyžadoval rezanie a piercing papiera, dreva a iných materiálov. Teraz, s 3D technológiou, môžu dizajnéri použiť 3D tlačiareň na výrobu prototypov, pokiaľ vytvárajú 3D obrázky návrhu návrhu.
Architektúra: Rovnako ako inžinieri, aj architekti potrebujú modely dizajnových návrhov. S 3D tlačiarňou môžu architekti získať vysoko presné modely v krátkom čase. 3D model zároveň uľahčuje ľuďom intuitívnejšie pochopenie návrhu návrhu dizajnu.
Šperky: Klenotnícky priemysel je jedným z prvých odvetví, ktoré používajú technológiu 3D tlače v procese investičného odlievania. Rozdiel je v tom, že šperkársky priemysel používa vosk namiesto kovových tlačiarní. Inými slovami, model šperkov je modelovaný voskom alebo vytlačený. Vstreknite sadru na jeden koniec a potom nalejte roztavený kov na sadru. Obe sú zlúčené, aby vytvorili kovový voskový model v sadre. Zrodil sa prototyp šperkov a záverečné leštiace práce dokončil klenotník. Mnohí nezávislí klenotníci zaviedli do svojej práce high-tech tlačiarne.
Lekárska implantácia: V medicíne sa takéto "spúšťacie" situácie často vyskytujú pri chirurgických operáciách. Niekedy je situácia veľmi komplikovaná a na zabitie pacienta stačí malá chyba. Preto je vznik technológie 3D tlače veľkým prínosom. Mnoho chirurgov začalo praktizovať operáciu na tele pacienta vytvorenú 3D technológiou pred samotnou operáciou. To môže nielen zvýšiť dôveru lekárov, ale aj zvýšiť úspešnosť ich skutočnej operácie. Okrem toho má technológia 3D tlače aj iné medicínske využitie, ako napríklad výrobu kostných modelov na uľahčenie chirurgov praktizovať zložité operácie. Táto technika je použiteľná aj pre pokročilý výskum kmeňových buniek.
Výhody technológie 3D tlače
Technológia 3D tlače môže pomôcť rýchlo doladiť návrh návrhu, včas zistiť problémy v dizajne a eliminovať potrebu dizajnérov ísť do továrne. Môže dosiahnuť nízkonákladovú výrobu a znížiť náklady na tradičnú výrobu prototypov a náradie, čo je podobné tradičnej výrobnej technológii. V porovnaní s tým je menej odpadu a pri dokončovaní modelu je možné použiť rôzne živice a vosky. Môžete tiež použiť nový uretán na výrobu vlastných výrobkov.
Prototypovanie: Technológia 3D tlače je veľmi užitočná pri vývoji prototypov produktu. S touto technológiou môžu dizajnéri a inžinieri postaviť prototypy za nízke náklady, aby otestovali, či je návrh uskutočniteľný predtým, ako výrazne investujú do nástrojov a výrobných procesov.
Výroba komponentov: V niektorých priemyselných odvetviach sa technológia 3D tlače používa na nahradenie tradičných výrobných techník na výrobu celého radu výrobkov. Táto technológia bola úspešne použitá na výrobu malých komponentov pre rôzne priemyselné odvetvia. Keďže automobilový, letecký, zdravotnícky, zdravotnícky priemysel, elektrotechnický, energetický a ďalší priemysel postupne zvyšujú dopyt po tejto technológii, spoločnosti budú používať 3D technológiu na výrobu väčších a zložitejších komponentov.
Letecké komponenty: Giganti v leteckom priemysle tiež zvažujú použitie komponentov 3D tlače na nahradenie existujúcich obrábaných častí alebo zváraných častí. Technológia 3D tlače zároveň výrazne znižuje obmedzenia týkajúce sa komponentov, ktoré sa majú vyrábať. Keďže dopyt po veľkých, vysokorýchlostných a lacných tlačiarňach rastie, technológia 3D tlače bude mať veľa aplikačného priestoru pri výrobe ľahkých leteckých komponentov. Táto príležitosť rozvoja sa rozšíri aj do iných priemyselných odvetví a spotrebiteľských oblastí.
Niektoré výhody technológie 3D tlače nie sú k dispozícii pri spracovaní obrábacích strojov. Napríklad technológia 3D tlače je oveľa rýchlejšia ako tradičná technológia obrábacích strojov (s výnimkou CNC obrábacích strojov). Rovnako ako spracovanie obrábacích strojov, aj 3D tlač môže použiť rôzne materiály, ale existuje kľúčový rozdiel medzi spracovaním nástrojov s dvoma strojmi, ktoré musí prejsť krokmi rezania, vŕtania, brúsenia a odburiňovania materiálu na dokončenie obrobku, zatiaľ čo 3D tlač môže vytvoriť zložité tvary, s ktorými obrábacie stroje nedokážu manipulovať. Okrem toho, odlišne od spracovania obrábacích strojov, technológia 3D tlače môže ľahko spracovať duté obrobky, pretože proces spracovania často zahŕňa vrstvy práškových systémov alebo systémov, ktoré používajú podporné materiály.
Pohľad do budúcnosti
Aplikačný rozsah technológie 3D tlače sa postupne rozširuje a tento trend môže pokračovať aj v budúcnosti. Medzi najsľubnejšie oblasti patrí lekárska starostlivosť, spotrebné predmety dlhodobej spotreby, elektrické a elektronické výrobky, letecký a iné inžinierske komponenty. S pokrokom v materiáloch a znižovaním nákladov sa pravdepodobne stanú realitou aj niektoré aplikácie, ktoré si dnes len ťažko dokážeme predstaviť.
Technológia 3D tlače môže byť použitá na výrobu komponentov, ktoré nie sú obzvlášť zložité a vyrábajú špičkové hotové výrobky. V oblasti výroby sa v budúcnosti pravdepodobne dočkáme rýchleho vývoja výroby prototypov, ktorá nakoniec nahradí určité spracovanie a výrobu obrábacích strojov.