Tre zona që mbajnë prapa Industrinë e printimit 10.6D prej 3 miliardë dollarësh

Firma e kërkimit të tregut SmarTech Analysis publikoi së fundmi të dhënat e saj për industrinë e prodhimit të aditivëve (AM). Ai përcaktoi se, në vitin 2021, sektori i printimit 3D arriti $ 10.6 miliardë në të ardhura, duke përjashtuar të ardhurat që lidhen me kontratat e mirëmbajtjes së harduerit dhe pajisjet e pas-përpunimit. Firma projekton më tej se AM pritet të rritet në mbi 50 miliardë dollarë deri në vitin 2030.

Kjo rritje është e lidhur ngushtë me prirjen që prodhuesit e mëdhenj do të përdorin gjithnjë e më shumë teknologjinë për prodhimin masiv. Megjithatë, në mënyrë që AM të arrijë miratimin në shkallë të gjerë, ajo do të duhet të përparojë ndjeshëm në tre fusha thelbësore dhe të ndërlidhura: xhiros, integrimi i fabrikës dhe kontrolli i cilësisë. Për fat të mirë për industrinë, të gjitha këto janë gjithashtu çështje që po trajtohen në mënyrë aktive.

Performanca e printimit 3D

Për shkak të rrënjëve të tij si një teknologji prototipizimi, printimi 3D nuk u projektua kurrë me prodhimin masiv në mendje. Në vend të kësaj, aftësia e tij për të krijuar forma komplekse ka qenë e kufizuar në pjesë të njëpasnjëshme ose prodhim të vogël. Për këtë arsye, firmat në të gjithë industrinë e printimit 3D kanë punuar për të zhvilluar sisteme që mund të bëjnë shumë pjesë sa më shpejt që të jetë e mundur, një koncept i njohur si xhiros.

Ndër liderët në këtë drejtim është HP, e cila kaloi vite duke hulumtuar teknologjinë përpara se më në fund të zbulonte teknologjitë e afta për prodhim të shpejtë si në plastikë ashtu edhe në metale. Gjigandi i printimit 2D ka transferuar ekspertizën e tij në kokat e printimit me bojë në printimin 3D me një teknologji të quajtur Multi Jet Fusion (MJF). MJF tashmë është duke u përdorur për të prodhuar tufa të mëdha të pjesëve polimer për çdo gjë nga eyewear në bots ushqimore.

Ky është vetëm fillimi për kompaninë, e cila tani po nxjerr teknologjinë e saj Metal Jet. Një formë e asaj që quhet "shpërthimi i lidhësit metalik", Metal Jet depoziton një lidhës të lëngshëm në pluhur metalik, duke krijuar një përbërës që më pas duhet të shkrihet në një furrë. Klientë të mëdhenj si Volkswagen po investojnë në teknologji me një plan për të prodhuar në masë deri në 100,000 komponente metalike çdo vit për automjetet e konsumit.

Megjithatë, HP nuk është kompania e vetme në këtë hapësirë ​​që evoluon shpejt. Një startup i njohur gjerësisht i quajtur Desktop Metal po punon për të përshpejtuar hedhjen e binderit metalik. GE, gjithashtu, po punon në versionin e vet të teknologjisë. Së bashku, këto kompani po hapin një epokë në të cilën pluhurat metalikë me kosto të ulët mund të përdoren për të printuar 3D një numër të madh pjesësh në një punë të vetme, duke ndryshuar potencialisht strukturën e kostos për printimin 3D të metalit.

Kjo do të thotë se ata do të marrin përsipër liderët e vendosur në printimin 3D të metaleve, të cilët zakonisht mbështeten në zbërthimin e rrezeve lazer me fuqi të lartë në pluhurat metalikë të shtrenjtë. Këto kompani po punojnë edhe për rritjen e xhiros, duke shtuar deri në 12 lazer te makinat e tyre.

Fabrikat e printimit 3D

Ndërsa një flotë printerësh 3D mund të jetë në gjendje të prodhojë në vëllim, kjo nuk do të thotë se ata do të përshtaten domosdoshmërisht në një operacion ekzistues të fabrikës. Në pjesën më të madhe, kjo është për shkak të faktit se atyre u mungon softueri i nivelit të prodhimit masiv.

Tani, një pjesë e vogël e startup-eve janë shfaqur për të marrë përsipër sfidën e zhvillimit të softuerit specifik për AM për prodhimin e sistemeve të ekzekutimit (MES). Këto mjete bëjnë të mundur menaxhimin e një flote printerësh 3D dhe lidhjen e tyre me softuerin ekzistues të prodhimit të një kompanie. Ato zakonisht ndihmojnë në të gjithë rrjedhën e punës nga porosia në fabrikim. Kjo nënkupton kuotimin dhe gjurmimin e porosive, përgatitjen e skedarëve të printimit, monitorimin e punës së printimit dhe mbledhjen e të dhënave, radhën e flotës së printerëve, kontrollin e cilësisë dhe transportin.

Softueri MES lidhet domosdoshmërisht me mjetet softuerike ekzistuese të një biznesi. Kjo përfshin menaxhimin e ciklit jetësor të produktit (PLM), planifikimin e burimeve të ndërmarrjes (ERP) dhe softuerin e përgjithshëm të TI-së. Ndërsa PLM mund të përfshijë softuerin e preferuar të modelimit 3D të një kompanie, ERP do të përbëhet nga gjithçka, nga programet e listës së pagave deri te mjetet për ndjekjen e financave të përgjithshme.

Platformat e MES-it tani po punojnë për të marrë të gjithë softuerin me të cilin mund të jetë duke punuar tashmë një prodhues dhe duke futur printimin 3D në përzierje. Megjithatë, ata nuk po e kufizojnë veten vetëm në AM. Shumë zhvillues të MES po kërkojnë të lidhen me pajisje të tjera prodhimi, të tilla si makinat CNC. Më pas, me ndihmën e mësimit të makinerive, i gjithë fluksi i punës mund të përmirësohet automatikisht pasi të dhënat nga çdo porosi dhe çdo punë makinerie kthehet në ciklin e punës. Inteligjenca artificiale po shton ndjeshëm aftësitë e softuerit MES.

Kontrolli i cilësisë së printimit 3D

Ndoshta pengesa më e madhe për adoptimin e gjerë të AM është kontrolli i cilësisë. Kjo është për shkak se, me aditiv, çdo pjesë është e veçantë. Çdo pikë në platformën e ndërtimit mund të jetë paksa e ndryshme dhe madje edhe ndryshimi më i vogël në një parametër printimi mund të ndryshojë mikrostrukturën e objektit të printuar.

Nga ana tjetër, një objekt i printuar në një kënd nuk do të jetë i njëjtë me atë të printuar në një tjetër. Dhe, për shkak se pjesët ndërtohen shtresë pas shtrese, është e vështirë të vërtetohen gjeometritë e brendshme të një artikulli pasi të ketë përfunduar printimi. Si rezultat, mënyra e vetme e vërtetë për të garantuar cilësinë e një objekti të printuar është me një skanim CT, zakonisht një metodë që ndalon koston për të inspektuar shumë pjesë.

Për fat të mirë, jo vetëm që janë sistemet më të reja të skanimit CT me çmime më të ulëta që dalin në treg, por ka mjete të tjera që po përdoren për të siguruar cilësinë e pjesëve të printuara. Midis tyre është simulimi kompjuterik. Kompanitë si ANSYS kanë zhvilluar softuer që mund të parashikojë çdo defekt që ndodh gjatë procesit të printimit dhe kompensoj për ata. Gjashtëkëndëshi po e çon këtë një hap më tej parashikimi i çështjeve në nivel mikroskopik.

Ndërkohë, firma si Sigma Labs dhe Additive Assurance kanë krijuar pajisje për të monitoruar dhomat e ndërtimit të printerëve metalikë 3D për të zbuluar gabimet. Gjithnjë e më shumë, këto mjete do të mundësojnë reagime aktive në mënyrë që makinat të mund të korrigjojnë shpejt problemet gjatë procesit të printimit. Kur lidhet me softuerin MES dhe simulimin e printimit 3D, pajisja mund të mësojë nga gabimet e së kaluarës dhe t'i adresojë ato para se të ndodhin në të ardhmen.

Së bashku, këto zona po përparojnë me ritme të jashtëzakonshme, kryesisht sepse prodhuesit e shohin vlerën në aftësinë për të prodhuar objekte nga skedarët dixhitalë sipas kërkesës. Ndërsa kompani të mëdha si Ford, GE dhe Siemens kërkojnë printim 3D për të prodhuar pjesë fundore cilësore, ato po drejtojnë të gjithë tregun e aditivëve që të përkulet sipas nevojave të tyre. Për të arritur 50 miliardë dollarë deri në fund të shekullit, industria e printimit 3D duhet të jetë në gjendje të prodhojë miliona pjesë për këta klientë.