Рубрика: Теория

Аддитивное производство

Прообраз принтера — печатный станок. Впервые аддитивное производство (т.е. применение 3D-печати) было произведено еще в конце 1980-х, тогдашний метод назывался стереолитографией. Для создания слоёв использовался фотополимер, который затвердевал под воздействием лазера. Первоначальные успехи технологии были связаны с быстротой и удобством создания прототипов различных изделий, которые затем запускались в традиционное серийное производство.

Содержание статьи:

  1. 3D рынок;
  2. Ничто человеческое им не чуждо;
  3. Включаем печать;
  4. Принтер в каждый дом, но не сейчас.

3D рынок

Нынешние технологии 3D-печати отличаются способом наращивания слоёв, видами материалов и сферой применения: экструзия (наплавление термопластиков), фотополимеризация, ламинирование, гранулирование (лазерное спекание). Они позволяют «распечатывать» объекты со сложной внешней и внутренней геометрией для авиакосмической промышленности, жилые дома, органы и ткани человека.

То, что мы называем 3d-печатью, в промышленности именуют аддитивными технологиями: послойным наращиванием материалов. Это принципиально новая парадигма производства, в отличие от традиционного мира станков и заводских линий. Только представьте: каждому по принтеру — и твори, что хочешь. Главное, чтобы были исходные материалы. Но мечты футуристов об индивидуальном производстве пока останутся мечтами.
Показателем трендов в этой индустрии являются продажи самих принтеров и программного обеспечения для них. По данным Wohlers Associates, в 2016 году продажи принтеров для медико-стоматологического сегмента составили $667 млн. — примерно 11 % от общего объёма рынка. 20 % рынка принадлежит аддитивным машинам, которые обрабатывают металлическое сырьё; свыше 50 % — принтеры для работы с полимерами.

Видео по теме:

Ничто человеческое им не чуждо

Основные области, где осуществляется применение 3D-печати — медицина и высокотехнологичное машиностроение, которое предопределяет развитие других отраслей.

Аддитивные технологии производства

Корпорации уже полным ходом внедряют подобные технологии и запускают свое аддитивное производство. Siemens восстанавливает с помощью данной технологии изношенные горелки в камерах сгорания газовых турбин, «допечатывая» их с помощью лазерного селективного спекания. А еще аддитивное производство позволяет GE изготавливать кромки лопасти двигателя из титанового порошка. Boeing идёт дальше и нанимает норвежскую Norsk Titanium для выпуска титановых деталей для лайнеров B787 Dreamliner. Печать автомобильных деталей опробуют BMW и Ford.

Возможность восстанавливать б/у запчасти может кардинально изменить всю отрасль. Это заставляет скептически отнестись к открытию у нас заводов по выпуску автокомпонентов, где, по самым скромным подсчётам, заняты не менее 25 тыс. рабочих. В основном они производят многокомпонентные изделия с высокой долей ручных операций, пока ещё недоступные принтерам, но приход печати в этот сектор может грозить обвалом рынка труда. А пока дешевле открывать новые заводы, чем переоборудовать старые. Например, 3D-принтер Southern Fan может выпускать металлические структуры весом до 300 тонн и диаметром 6 метров, но его размеры 28х23х9,5 метра и цена немалая: от $300 тыс. до $1 млн. Однако их массовый приход в промышленность неизбежен.

Медицина тоже близка к массовому внедрению принтеров. Первыми стартовали американские госпитали, которые специализируются на работе с ветеранами боевых действий. Настольные принтеры Stratasys Mojo 3D работают с ABS-пластиком, который подходит для протезирования, а цена их (немногим более $6 тыс.) доступна для широкого круга медицинских учреждений.

Аддитивное производство

Аддитивное производство: Включаем печать

Позиции нашей страны в этом перспективном направлении — более 20 % разведанных мировых запасов титановых руд и полный цикл производства титана. Этим могут похвастать только США и КНР. Уже сейчас несколько металлургических заводов производят титановые порошки и соединения на их основе, а технологии спекания, которые используют немецкие и американские корпорации, необходимы и нашему машиностроению. Пока же у нас развиваются в основном любительские проекты.

Но наиболее перспективным может стать производство средств производства, то есть самих 3D-принтеров и ПО для них. На этом рынке уже тесновато от производителей, однако большинство «серьёзных» промышленных моделей слишком дорогостоящие, и свободные ниши найдутся. А бесплатные курсы 3D-моделирования и программирования для школьников позволили бы запустить в массы одну из самых востребованных специальностей ближайшего будущего.

Применение 3D-печати

Принтер в каждый дом, но не сейчас

3D-принтеры могут быть точнее и эффективнее, чем современные станки с ЧПУ. В создании штучных уникальных деталей с нестандартной геометрией, а также работе с некоторыми сплавами, 3D-принтерам нет равных. Неслучайно Boeing хочет печатать титановые детали, а не штамповать. Таким образом, аддитивное производство даст экономию минимум в $3 млн. на каждом самолёте.

Но перспективу ограничивают ассортимент доступного сырья и скорость производства, а соответственно и его стоимость. Всё же проще и дешевле изготовить формы для штамповки. Для запуска массового производства на аддитивных принципах нужна революция в материаловедении.

Домашние принтеры доступны уже сейчас, но они слишком специализированы. А к технологиям свободной манипуляции на молекулярном уровне человечество ещё только подбирается…ⓂⒷ

Аддитивное производство изменит наш мир в лучшую сторону?

Отправить ответ

Оставьте первый комментарий!

Notify of
avatar
wpDiscuz
Очень плохоПлохоНормальноХорошоОтлично (2 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...