Additiv Fabrikatioun, och bekannt als 3D-Dréck, huet sech bal 35 Joer laang, zënter senger kommerzieller Notzung, weiderentwéckelt. D'Loft- a Raumfaart-, Automobil-, Verteidegungs-, Energie-, Transport-, Medizin-, Zänn- a Konsumenteindustrie benotzen additiv Fabrikatioun fir eng breet Palette vun Uwendungen.
Mat sou enger wäit verbreeter Uwendung ass et kloer, datt d'additiv Fabrikatioun keng One-Size-Fits-All-Léisung ass. Nom ISO/ASTM 52900 Terminologiestandard falen bal all kommerziell additiv Fabrikatiounssystemer an eng vu siwe Prozesskategorien. Dozou gehéieren Materialextrusioun (MEX), Badphotopolymeriséierung (VPP), Pulverbettfusioun (PBF), Bindemittelsprëtzen (BJT), Materialsprëtzen (MJT), geriicht Energieoflagerung (DED) a Blechlaminéierung (SHL). Hei sinn se no Popularitéit op Basis vun den Eenheetsverkaf sortéiert.
Eng wuessend Zuel vu Branchenexperten, dorënner Ingenieuren a Manager, léieren, wéini additiv Fabrikatioun hëllefe kann, e Produkt oder e Prozess ze verbesseren a wéini net. Historesch gesinn, koumen grouss Initiativen fir additiv Fabrikatioun ëmzesetzen vun Ingenieuren, déi mat der Technologie Erfahrung hunn. D'Management gesäit méi Beispiller dofir, wéi additiv Fabrikatioun d'Produktivitéit verbesseren, d'Liwwerzäiten verkierzen an nei Geschäftsméiglechkeete schafen kann. Additiv Fabrikatioun wäert déi meescht traditionell Forme vun der Fabrikatioun net ersetzen, mä wäert Deel vum Arsenal u Produktentwécklungs- a Fabrikatiounsméiglechkeeten vum Entrepreneur ginn.
Additiv Fabrikatioun huet eng breet Palette vun Uwendungen, vu Mikrofluidik bis Groussbau. D'Virdeeler vun AM variéiere jee no Industrie, Uwendung a gewënschter Leeschtung. Organisatiounen mussen gutt Grënn hunn fir AM ëmzesetzen, onofhängeg vum Gebrauchsfall. Déi heefegst sinn konzeptuell Modelléierung, Designverifizéierung a Verifizéierung vun der Gëeegentheet a Funktionalitéit. Ëmmer méi Firmen benotzen et fir Tools an Uwendungen fir d'Masseproduktioun ze kreéieren, dorënner och personaliséiert Produktentwécklung.
Fir Loftfaart-Uwendungen ass Gewiicht e wichtege Faktor. Et kascht ongeféier 10.000 Dollar fir eng Notzlaascht vun 0,45 kg an d'Äerdëmlafbunn ze bréngen, laut dem Marshall Space Flight Center vun der NASA. D'Reduktioun vum Gewiicht vu Satellitte kann d'Startkäschte spueren. Déi ugehaangte Bild weist en Swissto12 Metall-AM-Deel, deen e puer Wellenleiter an engem Deel kombinéiert. Mat AM gëtt d'Gewiicht op manner wéi 0,08 kg reduzéiert.
Additiv Fabrikatioun gëtt an der ganzer Wäertkette an der Energieindustrie benotzt. Fir verschidde Firmen ass de Geschäftsargument fir AM ze benotzen, Projeten séier ze iteréieren, fir dat beschtméiglecht Produkt an der kuerst méiglecher Zäit ze kreéieren. An der Ueleg- a Gasindustrie kënne beschiedegt Deeler oder Baugruppen Dausende vun Dollar oder méi u Produktivitéitsverloschter pro Stonn kaschten. D'Benotzung vun AM fir de Betrib ze restauréieren kann besonnesch attraktiv sinn.
E grousse Produzent vun DED-Systemer, MX3D, huet e Prototyp vun engem Reparaturinstrument fir Päifen erausbruecht. Eng beschiedegt Pipeline kann laut der Firma tëscht 100.000 an 1.000.000 Euro (113.157 $ - 1.131.570 $) pro Dag kaschten. D'Armatur, déi op der nächster Säit gewisen ass, benotzt en CNC-Deel als Kader a benotzt DED fir den Ëmfang vum Päif ze schweessen. AM bitt héich Oflagerungsraten mat minimalem Offall, während CNC déi erfuerderlech Präzisioun garantéiert.
Am Joer 2021 gouf eng 3D-gedréckte Waassermantel op enger TotalEnergies-Uelegplattform an der Nordséi installéiert. Waassermantele sinn e wichtegt Element, dat benotzt gëtt fir d'Kuelewaasserstoffgewinnung a Buerungen am Bau ze kontrolléieren. An dësem Fall sinn d'Virdeeler vun der additiver Fabrikatioun reduzéiert Liwwerzäiten an eng Reduktioun vun Emissiounen ëm 45% am Verglach mat traditionelle geschmiedte Waassermantelen.
En anere Geschäftsargument fir additiv Fabrikatioun ass d'Reduktioun vun deieren Tools. Phone Scope huet Digiscoping-Adapter fir Apparater entwéckelt, déi d'Kamera vun Ärem Telefon mat engem Teleskop oder Mikroskop verbannen. Nei Telefone ginn all Joer erausbruecht, soudatt d'Entreprisen eng nei Linn vun Adapteren erausbrénge mussen. Duerch d'Benotzung vun AM kann eng Firma Sue spueren op deieren Tools, déi musse ersat ginn, wann nei Telefone erauskommen.
Wéi bei all Prozess oder Technologie sollt additiv Fabrikatioun net benotzt ginn, well se als nei oder anescht ugesi gëtt. Dëst ass fir d'Produktentwécklung an/oder d'Produktiounsprozesser ze verbesseren. Et soll Wäert bäifügen. Beispiller fir aner Business Cases sinn personaliséiert Produkter a Massepersonaliséierung, komplex Funktionalitéit, integréiert Deeler, manner Material a Gewiicht, a verbessert Leeschtung.
Fir datt AM säi Wuesstemspotenzial realiséiere kann, mussen Erausfuerderunge behuewe ginn. Fir déi meescht Produktiounsapplikatioune muss de Prozess zouverlässeg a reproduzéierbar sinn. Déi folgend Methode fir d'Automatiséierung vun der Entfernung vu Material vun Deeler an Ënnerstëtzer an der Noveraarbechtung wäerten hëllefen. D'Automatiséierung erhéicht och d'Produktivitéit a reduzéiert d'Käschte pro Deel.
Ee vun de Beräicher vu gréisstem Interessi ass d'Automatiséierung vun der Nowaarbechtung, wéi zum Beispill d'Entfernung a Veraarbechtung vu Pudder. Duerch d'Automatiséierung vum Prozess vun der Masseproduktioun vun Uwendungen kann déiselwecht Technologie Dausende vu Mol widderholl ginn. De Problem ass, datt spezifesch Automatiséierungsmethoden jee no Deeltyp, Gréisst, Material a Prozess variéiere kënnen. Zum Beispill ass d'Nowaarbechtung vun automatiséierten Zännkrounen ganz anescht wéi d'Veraarbechtung vu Rakéitemotordeeler, obwuel béid aus Metall kënne sinn.
Well Deeler fir AM optimiséiert sinn, ginn dacks méi fortgeschratt Funktiounen an intern Kanäl derbäigesat. Fir PBF ass d'Haaptzil, 100% vum Pulver ze entfernen. Solukon produzéiert automatesch Pulverentfernungssystemer. D'Firma huet eng Technologie mam Numm Smart Powder Recovery (SRP) entwéckelt, déi Metalldeeler rotéiert a vibréiert, déi nach ëmmer un der Bauplack befestegt sinn. Rotatioun a Vibratioun ginn vum CAD-Modell vum Deel kontrolléiert. Duerch präzis Beweegung a Schüttelen vun den Deeler fléisst dat agefaange Pulver bal wéi eng Flëssegkeet. Dës Automatiséierung reduzéiert d'manuell Aarbecht a kann d'Zouverlässegkeet an d'Reproduzéierbarkeet vun der Pulverentfernung verbesseren.
D'Problemer a Grenzen vun der manueller Pulverentfernung kënnen d'Machbarkeet vun der Notzung vun AM fir d'Masseproduktioun limitéieren, och a klenge Quantitéiten. Solukon Metallpulverentfernungssystemer kënnen an enger inerter Atmosphär funktionéieren an ongebraucht Pulver fir d'Wiederverwendung an AM-Maschinnen sammelen. Solukon huet eng Clientëmfro duerchgefouert an am Dezember 2021 eng Studie publizéiert, déi weist, datt déi zwee gréisst Suergen d'Aarbechtsgesondheet an d'Reproduzéierbarkeet sinn.
D'manuell Entfernung vu Pulver aus PBF-Harzstrukturen kann zäitopwänneg sinn. Firmen wéi DyeMansion a PostProcess Technologies bauen Nofveraarbechtungssystemer fir Pulver automatesch ze entfernen. Vill Deeler vun der additiver Fabrikatioun kënnen an e System gelueden ginn, dat de Medium ëmdréit an erauswerft fir iwwerschësseg Pulver ze entfernen. HP huet säin eegent System, dat soll Pulver aus der Baukammer vum Jet Fusion 5200 an 20 Minutten ewechhuelen. De System späichert ongeschmolz Pulver an engem separaten Behälter fir nei ze benotzen oder fir aner Uwendungen ze recycléieren.
Firmen kënne vun der Automatiséierung profitéieren, wa se op déi meescht Schrëtt vun der Noveraarbechtung ka benotzt ginn. DyeMansion bitt Systemer fir d'Pulverentfernung, d'Uewerflächenvirbereedung an d'Lackéierung un. De PowerFuse S System lued d'Deeler, dampft déi glat Deeler a läscht se aus. D'Firma stellt e Rack aus Edelstol fir d'Ophänken vun Deeler zur Verfügung, wat manuell gemaach gëtt. De PowerFuse S System kann eng Uewerfläch produzéieren, déi enger Sprëtzguss ähnlech ass.
Déi gréisst Erausfuerderung fir d'Industrie ass et, déi reell Méiglechkeeten ze verstoen, déi d'Automatiséierung bitt. Wa eng Millioun Polymerdeeler hiergestallt musse ginn, kéinten traditionell Goss- oder Formprozesser déi bescht Léisung sinn, obwuel dat vum Deel ofhänkt. AM ass dacks fir den éischte Produktiounslaf bei der Werkzeugproduktioun an -tester verfügbar. Duerch automatiséiert Nowveraarbechtung kënnen Dausende vun Deeler zouverlässeg a reproduzéierbar mat AM produzéiert ginn, awer et ass deelspezifesch a kann eng personaliséiert Léisung erfuerderen.
AM huet näischt mat der Industrie ze dinn. Vill Organisatiounen presentéieren interessant Fuerschungs- an Entwécklungsresultater, déi zu engem richtege Fonctionnement vu Produkter a Servicer féiere kënnen. An der Loftfaartindustrie produzéiert Relativity Space ee vun de gréissten additive Fabrikatiounssystemer fir Metall mat proprietärer DED-Technologie, déi d'Firma hofft, fir déi meescht vun hire Rakéiten ze produzéieren. Seng Terran 1 Rakéit kann eng Notzlaascht vun 1.250 kg an eng niddreg Äerdëmlafbunn liwweren. Relativity plangt Mëtt 2022 eng Testrakéit ze starten a plangt schonn eng méi grouss, wiederverwendbar Rakéit mam Numm Terran R.
D'Terran 1 an R Rakéite vu Relativity Space sinn eng innovativ Method fir nei ze visualiséieren, wéi zukünfteg Raumfaart ausgesi kéint. Design an Optimiséierung fir additiv Fabrikatioun hunn d'Interesse un dëser Entwécklung geweckt. D'Firma behaapt, datt dës Method d'Zuel vun den Deeler ëm den 100-fache reduzéiert am Verglach mat traditionelle Rakéiten. D'Firma behaapt och, datt si Rakéiten aus Rohmaterial bannent 60 Deeg produzéiere kann. Dëst ass e gutt Beispill dofir, wéi vill Deeler an een zesummebruecht kënne ginn an d'Liwwerketten däitlech vereinfacht kënne ginn.
An der Zännindustrie gëtt additiv Fabrikatioun benotzt fir Krounen, Brécken, chirurgesch Buerschablonen, partiell Prothesen an Aligner ze maachen. Align Technology a SmileDirectClub benotzen 3D-Dréck fir Deeler fir Thermoforming vu klore Plastik-Aligner ze produzéieren. Align Technology, Hiersteller vun Invisalign-Markenprodukter, benotzt vill vun de Photopolymerisatiounssystemer an 3D Systems Bäder. Am Joer 2021 sot d'Firma, datt si iwwer 10 Millioune Patienten behandelt huet, zënter datt si 1998 d'Zoustëmmung vun der FDA krut. Wann d'Behandlung vun engem typesche Patient aus 10 Aligner besteet, wat eng niddreg Schätzung ass, huet d'Firma 100 Milliounen oder méi AM-Deeler produzéiert. FRP-Deeler si schwéier ze recycléieren, well se thermohärtend sinn. SmileDirectClub benotzt den HP Multi Jet Fusion (MJF) System fir thermoplastesch Deeler ze produzéieren, déi fir aner Uwendungen recycléiert kënne ginn.
Historesch gesinn konnt VPP keng dënn, transparent Deeler mat Stäerkteigenschaften fir den Asaz als orthodontistesch Apparater produzéieren. Am Joer 2021 hunn LuxCreo a Graphy eng méiglech Léisung verëffentlecht. Zënter Februar huet Graphy d'FDA-Zoustëmmung fir den direkten 3D-Drock vun Zänninstrumenter. Wann Dir se direkt dréckt, gëllt de komplette Prozess als méi kuerz, méi einfach a potenziell manner deier.
Eng fréi Entwécklung, déi vill Medienopmierksamkeet krut, war d'Benotzung vum 3D-Drock fir grouss Bauapplikatiounen, wéi zum Beispill am Wunnberäich. Dacks ginn d'Mauere vum Haus duerch Extrusioun gedréckt. All aner Deeler vum Haus goufen mat traditionelle Methoden a Materialien hiergestallt, dorënner Biedem, Plafongen, Diecher, Trapen, Dieren, Fënsteren, Apparater, Schief a Kichenuewerflächen. 3D-gedréckte Maueren kënnen d'Käschte fir d'Installatioun vu Stroum, Beliichtung, Sanitär, Kanäl a Belëftungsöffnungen fir Heizung a Klimaanlag erhéijen. D'Veraarbechtung vum Interieur an Exterieur vun enger Betonmauer ass méi schwéier wéi mat engem traditionellen Wanddesign. D'Moderniséierung vun engem Haus mat 3D-gedréckte Maueren ass och eng wichteg Iwwerleeung.
Fuerscher vum Oak Ridge National Laboratory ënnersichen, wéi Energie an 3D-gedréckte Maueren gespäichert ka ginn. Wann een während dem Bau Päifen an d'Mauer asetzt, kann Waasser duerch si fléissen, fir ze heizen a killen. Dëst Fuerschungs- an Entwécklungsprojet ass interessant an innovativ, awer et ass nach an engem fréie Stadium vun der Entwécklung. Dëst Fuerschungs- an Entwécklungsprojet ass interessant an innovativ, awer et ass nach an engem fréie Stadium vun der Entwécklung.Dëst Fuerschungsprojet ass interessant an innovativ, awer et ass nach an der fréier Phas vun der Entwécklung.Dëst Fuerschungsprojet ass interessant an innovativ, awer nach an der fréier Phas vun der Entwécklung.
Déi meescht vun eis si sech nach net mat den ekonomesche Virdeeler vum 3D-Drock vu Gebaideeler oder aner grouss Objeten vertraut. D'Technologie gouf benotzt fir verschidde Brécken, Markisen, Parkbänken an dekorativ Elementer fir Gebaier an d'Ëmwelt am Fräien ze produzéieren. Et gëtt ugeholl, datt d'Virdeeler vun der additiver Fabrikatioun a klengem Moossstaf (vu puer Zentimeter bis zu e puer Meter) och op den 3D-Drock a grousser Skala gëllen. Zu den Haaptvirdeeler vun der additiver Fabrikatioun gehéieren d'Schafung vu komplexe Formen a Funktiounen, d'Reduktioun vun der Unzuel vun den Deeler, d'Reduktioun vu Material a Gewiicht, an d'Erhéijung vun der Produktivitéit. Wann additiv Fabrikatioun kee Wäert bäidréit, sollt hir Nëtzlechkeet a Fro gestallt ginn.
Am Oktober 2021 huet Stratasys déi reschtlech 55% vun Xaar 3D, enger Duechtergesellschaft vum briteschen industriellen Tëntendruckerhersteller Xaar, iwwerholl. D'Polymer-PBF-Technologie vu Stratasys, genannt Selective Absorbion Fusion, baséiert op Xaar-Tëntendruckkäpp. D'Stratasys H350 Maschinn konkurréiert mam HP MJF-System.
De Kaf vun Desktop Metal war beandrockend. Am Februar 2021 huet d'Firma Envisiontec iwwerholl, e laangjärege Produzent vun industriellen additive Fabrikatiounssystemer. Am Mee 2021 huet d'Firma Adaptive3D iwwerholl, en Entwéckler vu flexible VPP-Polymeren. Am Juli 2021 huet Desktop Metal Aerosint iwwerholl, en Entwéckler vu Multimaterial-Pulverbeschichtungsprozesser fir d'Neibeschichtung. Déi gréisst Acquisitioun war am August, wéi Desktop Metal de Konkurrent ExOne fir 575 Milliounen Dollar kaaft huet.
D'Acquisitioun vun ExOne duerch Desktop Metal bréngt zwee renomméiert Hiersteller vu Metall-BJT-Systemer zesummen. Am Allgemengen huet d'Technologie nach net deen Niveau erreecht, deen vill mengen. D'Entreprisen adresséieren weiderhin Themen wéi Widderhuelbarkeet, Zouverlässegkeet a Versteesdemech vun der Ursaach vu Problemer, wa se optrieden. Och wann d'Problemer geléist sinn, gëtt et nach ëmmer Plaz fir datt d'Technologie méi grouss Mäert erreecht. Am Juli 2021 huet 3DEO, e Service Provider, deen e proprietärt 3D-Drécksystem benotzt, ugekënnegt, datt en déi milliounste un d'Clienten geliwwert huet.
Software- an Cloud-Plattformentwéckler hunn e bedeitende Wuesstem an der additiver Fabrikatiounsindustrie gesinn. Dëst gëllt besonnesch fir Performance Management Systemer (MES), déi d'AM-Wäertkette verfollegen. 3D Systems huet sech am September 2021 fir 180 Milliounen Dollar ausgemaach, Oqton ze kafen. Oqton, gegrënnt am Joer 2017, bitt Cloud-baséiert Léisunge fir de Workflow ze verbesseren an d'AM-Effizienz ze verbesseren. Materialize huet Link3D am November 2021 fir 33,5 Milliounen Dollar iwwerholl. Wéi Oqton verfollegt d'Cloud-Plattform vu Link3D d'Aarbecht a vereinfacht den AM-Workflow.
Eng vun de leschten Acquisitiounen am Joer 2021 ass d'Acquisitioun vu Wohlers Associates duerch ASTM International. Zesummen schaffen si drun, d'Mark Wohlers ze notzen, fir eng méi breet Akzeptanz vun AM weltwäit z'ënnerstëtzen. Iwwer den ASTM AM Center of Excellence wäert Wohlers Associates weiderhin Wohlers-Rapporten an aner Publikatiounen produzéieren, souwéi Berodungsdéngschter, Maartanalysen a Formatiounen ubidden.
D'Additivfabrikatiounsindustrie ass reif ginn a vill Industrien benotzen d'Technologie fir eng breet Palette vun Uwendungen. Mä den 3D-Drock wäert déi meescht aner Forme vun der Fabrikatioun net ersetzen. Amplaz gëtt en benotzt fir nei Zorte vu Produkter a Geschäftsmodeller ze kreéieren. Organisatiounen benotzen AM fir d'Gewiicht vun Deeler ze reduzéieren, Liwwerzäiten an Toolskäschten ze reduzéieren an d'Produktpersonaliséierung a Leeschtung ze verbesseren. Et gëtt erwaart, datt d'Additivfabrikatiounsindustrie hire Wuesstemstrajet weiderféiert, mat neie Firmen, Produkter, Servicer, Uwendungen a Benotzungsfäll, déi optrieden, dacks mat rasanter Geschwindegkeet.