Hvorfor representerer 3D-utskrift fremtiden?

Med utviklingen av nye materialer og prosesser kan 3D-utskrift ha en dyp innvirkning på bærekraft og eliminering av avfall.

Potensialet til 3D-utskrift og additiv produksjon er så stort at det kan velte produksjonsindustrien slik vi kjenner den. Den mest åpenbare endringen vil være lokalisert produksjon, som kan erstatte eller erstatte tradisjonell distribuert produksjon. En annen stor endring er muligheten til å tilpasse seg.

I tillegg til å undergrave tradisjonell produksjon, vil 3D-utskrift også forbedre bærekraften gjennom bruk av ikke-petrokjemiske materialer. Nye materialer vil være billigere og enklere å kjøpe, noe som vil redusere produksjonskostnadene. Disse lavere kostnadene vil også påvirke kostnadene for materiallagring, transport og transportsystemer.

Bildekilde: Unsplash

Hva er additiv produksjon?

Additiv produksjon er prosessen med å produsere gjenstander ved å stable materialer lag for lag (vanligvis plast eller metallpulver). Disse målene kan faktisk være hva som helst. Så lenge 3D-modellen kan designes i programvaren, kan den skrives ut.

Hvorfor er additiv produksjon subversiv?

I tradisjonell produksjon er flere trinn involvert for å tenke, designe og utvikle produkter. Først må designere designe tegninger. Deretter må organisasjonen kontakte fabrikken og materialleverandørene. Deretter vil fabrikken produsere en prøve av utstyret og returnere det til organisasjonen (dette kan ta flere uker, spesielt hvis fabrikken er i utlandet). Hvis prøven må justeres, må denne prosessen gjentas for å endre uker til måneder. Når det kommer til masseproduksjon, vil fabrikksjefer overvåke folk eller roboter på samlebåndet for å fullføre produksjonen. Det ferdige produktet sendes deretter tilbake til organisasjonen.

Sammenlign det med additiv produksjon. Selv om designere fortsatt trenger tegninger. Det er imidlertid ikke nødvendig å kontakte fabrikken for å produsere prøver og utføre masseproduksjon. Begge kan gjøres internt ved hjelp av flere 3D-printere ved hjelp av plast- eller metallpulverfordelere. Tiden som kreves for produktet fra konsept til lansering er bare en liten del av fortiden.

For små organisasjoner uten produksjonskapasitet vil fabrikker alltid eksistere for masseproduksjon, men muligheten til å produsere prøver uten outsourcing kan spare mye tid for selskapet.

Bærekraftig produksjon

Noe av det beste med 3D-utskrift er den utrolige variasjonen av materialer vi kan velge mellom. Dette betyr at det er mulig å gå over fra en ikke-bærekraftig produksjonsprosess til en mer bærekraftig produksjonsprosess uten å oppdatere utstyr – det er dette bedrifter må gjøre når de står overfor økende press.

For tiden er den største miljøhindringen i produksjon av metalladditiv forstøvningsprosessen av pulver. De to hovedformene for atomisering er gass og plasma, som vil forbruke mye energi og forårsake stor skade på miljøet.

Derfor utvikles nye prosesser for å møte denne utfordringen. For eksempel kan varianter av mikrobølgebasert plasmaforstøvning gjenvinne brukte materialer med nesten 100 prosent utbytte mens de bruker mindre energi enn gass- eller plasmaforstøvning. Harpiksmaterialer utvikles også for å hjelpe trygt å lagre og resirkulere metallkondensat og redusere avfallet vi genererer. Vi kan til og med lage resirkulerte plastfilamenter hjemme.

Alle disse teknologiene gjør oss i stand til å bruke innenlandske avfallsdeponier uten å stole på utenlandsk produksjon og gruvedrift. Det vi får er en bærekraftig produksjonssyklus. Bedrifter kjøper materialer laget av additivt produksjonsavfall, 3D-printer produktene deres, og selger deretter det nye avfallet tilbake til produsentene av resirkulert pulver.

I tillegg blir biobaserte materialer som PA11 laget av ricinusfrø og ricinusolje mer og mer populært. Dette betyr mindre metallgruvedrift og plastproduksjon. I fremtiden vil 3D-printing bruke ulike materialer.

Intelligent produksjon

Nåværende nye trender inkluderer tilpasning av additiv produksjon i organisasjonens arbeidsflyt. På dette stadiet av utviklingen prøver bedrifter fortsatt å forstå hvordan de kan kombinere 3D-utskrift med eksisterende teknologier. Når problemer oppstår uten manuell overvåking, kan maskinlæring spille en rolle i å rette opp feil og feil i produksjonsprosessen. Denne "intelligente produksjonen" vil forbedre produksjonseffektiviteten, skalaen og prosessen som brukes til å designe produkter på tvers av bransje betydelig.

Medisinske applikasjoner

Når vi ser fremover, vil vi se 3D-utskrift mer integrert i den biomedisinske industrien. Faktisk skjer dette allerede. Det er ikke lenger bare en drøm å kunne skrive ut pasientspesifikke implantater og enheter (kalt bioprinting), som også er neste grense. Nye materialer utvikles for å hjelpe til med å håndtere medikamenter, produsere biologisk vev og til slutt skrive ut implanterbare organer.

Fremtiden for 3D-utskrift er lys

3D-printing er fremtiden. En fremtid som har en dyp innvirkning på bærekraft og eliminering av avfall. Utviklingshastigheten til 3D-utskrift eller additiv produksjon er fantastisk. Opprinnelig bare utskrift av enkle 3D-figurer, har det blitt en ny banebrytende teknologi brukt av industri og akademia på tvers.

Nå kan vi se at nye materialer og atomiseringsprosesser som er gunstige for jordens miljø, blir dannet. Medisinske avdelinger bruker 3D-utskrift for å produsere pasientspesifikke implantater og enheter. Prøveproduksjonen vil bli fullført internt i stedet for å stole på utenlandske fabrikker. Jo større fremgang vi har gjort, desto tydeligere er det at fremtiden er basert på additiv produksjon.