Il-manifattura addittiva, magħrufa wkoll bħala stampar 3D, kompliet tevolvi għal kważi 35 sena minn mindu bdiet tintuża b'mod kummerċjali. L-industriji tal-ajruspazju, tal-karozzi, tad-difiża, tal-enerġija, tat-trasport, mediċi, dentali, u tal-konsumatur jużaw il-manifattura addittiva għal firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet.
B'adozzjoni daqshekk mifruxa, huwa ċar li l-manifattura addittiva mhijiex soluzzjoni waħda għal kulħadd. Skont l-istandard tat-terminoloġija ISO/ASTM 52900, kważi s-sistemi kummerċjali kollha tal-manifattura addittiva jaqgħu f'waħda minn seba' kategoriji ta' proċess. Dawn jinkludu estrużjoni tal-materjal (MEX), fotopolimerizzazzjoni tal-banju (VPP), fużjoni tas-sodda tat-trab (PBF), bexx tal-legaturi (BJT), bexx tal-materjal (MJT), depożizzjoni ta' enerġija diretta (DED), u laminazzjoni tal-folji (SHL). Hawnhekk huma magħżula skont il-popolarità bbażata fuq il-bejgħ tal-unitajiet.
Numru dejjem jikber ta’ professjonisti tal-industrija, inklużi inġiniera u maniġers, qed jitgħallmu meta l-manifattura addittiva tista’ tgħin biex ittejjeb prodott jew proċess u meta ma tistax. Storikament, inizjattivi ewlenin biex tiġi implimentata l-manifattura addittiva ġew minn inġiniera b’esperjenza fit-teknoloġija. Il-maniġment jara aktar eżempji ta’ kif il-manifattura addittiva tista’ ttejjeb il-produttività, tnaqqas il-ħinijiet taċ-ċomb u toħloq opportunitajiet ġodda ta’ negozju. L-AM mhux se tissostitwixxi l-biċċa l-kbira tal-forom tradizzjonali ta’ manifattura, iżda se ssir parti mill-armament tal-iżvilupp tal-prodott u l-kapaċitajiet ta’ manifattura tal-intraprenditur.
Il-manifattura addittiva għandha firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet, mill-mikrofluidika sal-kostruzzjoni fuq skala kbira. Il-benefiċċji tal-AM ivarjaw skont l-industrija, l-applikazzjoni, u l-prestazzjoni meħtieġa. L-organizzazzjonijiet irid ikollhom raġunijiet tajbin biex jimplimentaw l-AM, irrispettivament mill-każ ta' użu. L-aktar komuni huma l-immudellar kunċettwali, il-verifika tad-disinn, u l-verifika tal-idoneità u l-funzjonalità. Aktar u aktar kumpaniji qed jużawha biex joħolqu għodod u applikazzjonijiet għall-produzzjoni tal-massa, inkluż l-iżvilupp ta' prodotti apposta.
Għal applikazzjonijiet aerospazjali, il-piż huwa fattur ewlieni. Jiswa madwar $10,000 biex titpoġġa tagħbija ta' 0.45kg fl-orbita tad-Dinja, skont iċ-Ċentru tat-Titjiriet Spazjali Marshall tan-NASA. It-tnaqqis tal-piż tas-satelliti jista' jiffranka fuq l-ispejjeż tat-tnedija. L-immaġni mehmuża turi parti AM tal-metall Swissto12 li tgħaqqad diversi waveguides f'parti waħda. Bl-AM, il-piż jitnaqqas għal inqas minn 0.08 kg.
Il-manifattura addittiva tintuża fil-katina tal-valur kollha fl-industrija tal-enerġija. Għal xi kumpaniji, il-każ kummerċjali għall-użu tal-AM huwa li l-proġetti jiġu ripetuti malajr biex jinħoloq l-aħjar prodott possibbli fl-iqsar żmien possibbli. Fl-industrija taż-żejt u l-gass, partijiet jew assemblaġġi bil-ħsara jistgħu jiswew eluf ta’ dollari jew aktar f’produttività mitlufa fis-siegħa. L-użu tal-AM biex jiġu restawrati l-operazzjonijiet jista’ jkun partikolarment attraenti.
Manifattur ewlieni tas-sistemi DED MX3D ħareġ prototip ta’ għodda għat-tiswija tal-pajpijiet. Pajp bil-ħsara jista’ jiswa bejn €100,000 u €1,000,000 ($113,157-$1,131,570) kuljum, skont il-kumpanija. L-apparat muri fil-paġna ta’ wara juża parti CNC bħala qafas u juża DED biex iwweldja ċ-ċirkonferenza tal-pajp. L-AM jipprovdi rati għoljin ta’ depożizzjoni b’inqas skart, filwaqt li s-CNC jipprovdi l-preċiżjoni meħtieġa.
Fl-2021, ġie installat kisi tal-ilma stampat bi stampar 3D fuq pjattaforma taż-żejt ta' TotalEnergies fil-Baħar tat-Tramuntana. Il-ġakketti tal-ilma huma element kritiku użat biex jikkontrolla l-irkupru tal-idrokarburi fil-bjar li għadhom qed jinbnew. F'dan il-każ, il-benefiċċji tal-użu tal-manifattura addittiva huma tnaqqis fil-ħinijiet taċ-ċomb u tnaqqis fl-emissjonijiet b'45% meta mqabbla mal-ġakketti tal-ilma falsifikati tradizzjonali.
Każ kummerċjali ieħor għall-manifattura addittiva huwa t-tnaqqis ta' għodda għalja. Phone Scope żviluppat adapters tad-digiscoping għal apparati li jgħaqqdu l-kamera tat-telefon tiegħek ma' teleskopju jew mikroskopju. Telefowns ġodda joħorġu kull sena, u dan jirrikjedi li l-kumpaniji joħorġu linja ġdida ta' adapters. Bl-użu tal-AM, kumpanija tista' tiffranka l-flus fuq għodda għalja li teħtieġ li tiġi sostitwita meta joħorġu telefowns ġodda.
Bħal kull proċess jew teknoloġija, il-manifattura addittiva m'għandhiex tintuża peress li hija kkunsidrata ġdida jew differenti. Dan biex jittejbu l-iżvilupp tal-prodott u/jew il-proċessi tal-manifattura. Għandha żżid il-valur. Eżempji ta' każijiet kummerċjali oħra jinkludu prodotti apposta u adattament tal-massa, funzjonalità kumplessa, partijiet integrati, inqas materjal u piż, u prestazzjoni mtejba.
Biex l-AM tirrealizza l-potenzjal ta' tkabbir tagħha, jeħtieġ li jiġu indirizzati l-isfidi. Għal ħafna applikazzjonijiet tal-manifattura, il-proċess irid ikun affidabbli u riproduċibbli. Il-metodi sussegwenti ta' awtomatizzazzjoni tat-tneħħija tal-materjal tal-partijiet u s-sapporti u l-ipproċessar ta' wara se jgħinu. L-awtomazzjoni żżid ukoll il-produttività u tnaqqas l-ispiża għal kull parti.
Wieħed mill-oqsma ta' l-akbar interess huwa l-awtomazzjoni tal-post-ipproċessar bħat-tneħħija tat-trab u l-irfinar. Billi jiġi awtomatizzat il-proċess tal-produzzjoni tal-massa ta' applikazzjonijiet, l-istess teknoloġija tista' tiġi ripetuta eluf ta' drabi. Il-problema hi li metodi speċifiċi ta' awtomazzjoni jistgħu jvarjaw skont it-tip ta' parti, id-daqs, il-materjal, u l-proċess. Pereżempju, il-post-ipproċessar ta' kuruni dentali awtomatizzati huwa differenti ħafna mill-ipproċessar ta' partijiet ta' magni rokit, għalkemm it-tnejn jistgħu jkunu magħmula mill-metall.
Minħabba li l-partijiet huma ottimizzati għall-AM, ħafna drabi jiżdiedu karatteristiċi aktar avvanzati u kanali interni. Għall-PBF, l-għan ewlieni huwa li jitneħħa 100% tat-trab. Solukon timmanifattura sistemi awtomatiċi għat-tneħħija tat-trab. Il-kumpanija żviluppat teknoloġija msejħa Smart Powder Recovery (SRP) li ddur u tivvibra partijiet tal-metall li għadhom imwaħħla mal-pjanċa tal-bini. Ir-rotazzjoni u l-vibrazzjoni huma kkontrollati mill-mudell CAD tal-parti. Billi l-partijiet jiġu mċaqalqa u mħawda b'mod preċiż, it-trab maqbud jiċċirkola kważi bħal likwidu. Din l-awtomazzjoni tnaqqas ix-xogħol manwali u tista' ttejjeb l-affidabbiltà u r-riproduċibbiltà tat-tneħħija tat-trab.
Il-problemi u l-limitazzjonijiet tat-tneħħija manwali tat-trab jistgħu jillimitaw il-vijabbiltà tal-użu tal-AM għall-produzzjoni tal-massa, anke fi kwantitajiet żgħar. Is-sistemi ta' tneħħija tat-trab tal-metall Solukon jistgħu joperaw f'atmosfera inerti u jiġbru trab mhux użat għall-użu mill-ġdid fil-magni tal-AM. Solukon wettqet stħarriġ tal-klijenti u ppubblikat studju f'Diċembru 2021 li juri li ż-żewġ tħassib l-akbar huma s-saħħa okkupazzjonali u r-riproduċibbiltà.
It-tneħħija manwali tat-trab minn strutturi tar-reżina PBF tista’ tieħu ħafna ħin. Kumpaniji bħal DyeMansion u PostProcess Technologies qed jibnu sistemi ta’ wara l-ipproċessar biex ineħħu t-trab awtomatikament. Ħafna partijiet tal-manifattura addittiva jistgħu jitgħabbew f’sistema li taqleb u tneħħi l-mezz biex tneħħi t-trab żejjed. HP għandha s-sistema tagħha stess li jingħad li tneħħi t-trab mill-kompartiment tal-bini tal-Jet Fusion 5200 f’20 minuta. Is-sistema taħżen it-trab mhux imdewweb f’kontenitur separat għall-użu mill-ġdid jew għar-riċiklaġġ għal applikazzjonijiet oħra.
Il-kumpaniji jistgħu jibbenefikaw mill-awtomazzjoni jekk din tista' tiġi applikata għall-biċċa l-kbira tal-passi ta' wara l-ipproċessar. DyeMansion toffri sistemi għat-tneħħija tat-trab, it-tħejjija tal-wiċċ u ż-żebgħa. Is-sistema PowerFuse S tgħabbi l-partijiet, tfawwar il-partijiet lixxi u tħotthom. Il-kumpanija tipprovdi xtilliera tal-istainless steel biex tiddendel il-partijiet, li ssir bl-idejn. Is-sistema PowerFuse S tista' tipproduċi wiċċ simili għal moffa tal-injezzjoni.
L-akbar sfida li qed tiffaċċja l-industrija hija li tifhem l-opportunitajiet reali li toffri l-awtomazzjoni. Jekk jeħtieġ li jsiru miljun parti tal-polimeru, il-proċessi tradizzjonali tal-ikkastjar jew tal-iffurmar jistgħu jkunu l-aħjar soluzzjoni, għalkemm dan jiddependi fuq il-parti. L-AM ħafna drabi hija disponibbli għall-ewwel ġirja ta' produzzjoni fil-produzzjoni u l-ittestjar tal-għodda. Permezz ta' wara l-ipproċessar awtomatizzat, eluf ta' partijiet jistgħu jiġu prodotti b'mod affidabbli u riproduċibbli bl-użu tal-AM, iżda hija speċifika għall-parti u tista' teħtieġ soluzzjoni personalizzata.
L-AM m’għandu x’jaqsam xejn mal-industrija. Ħafna organizzazzjonijiet jippreżentaw riżultati interessanti ta’ riċerka u żvilupp li jistgħu jwasslu għall-funzjonament xieraq ta’ prodotti u servizzi. Fl-industrija aerospazjali, Relativity Space tipproduċi waħda mill-akbar sistemi ta’ manifattura ta’ addittivi tal-metall bl-użu ta’ teknoloġija DED proprjetarja, li l-kumpanija tittama li tintuża biex timmanifattura l-maġġoranza tar-rokits tagħha. Ir-rokit Terran 1 tagħha jista’ jwassal tagħbija ta’ 1,250 kg f’orbita baxxa tad-Dinja. Relativity qed tippjana li tniedi rokit ta’ prova f’nofs l-2022 u diġà qed tippjana rokit akbar u li jista’ jerġa’ jintuża msejjaħ it-Terran R.
Ir-rokits Terran 1 u R ta' Relativity Space huma mod innovattiv biex wieħed jimmaġina mill-ġdid kif jistgħu jidhru t-titjiriet spazjali fil-futur. Id-disinn u l-ottimizzazzjoni għall-manifattura addittiva qanqlu interess f'dan l-iżvilupp. Il-kumpanija ssostni li dan il-metodu jnaqqas l-għadd ta' partijiet b'100 darba meta mqabbel mar-rokits tradizzjonali. Il-kumpanija ssostni wkoll li tista' tipproduċi rokits minn materja prima fi żmien 60 jum. Dan huwa eżempju tajjeb ta' kif ħafna partijiet jiġu kkombinati f'waħda u tiġi ssimplifikata ħafna l-katina tal-provvista.
Fl-industrija dentali, il-manifattura addittiva tintuża biex tagħmel kuruni, pontijiet, mudelli għat-tħaffir kirurġiku, dentaturi parzjali u aligners. Align Technology u SmileDirectClub jużaw l-istampar 3D biex jipproduċu partijiet għal aligners tal-plastik ċar termoforming. Align Technology, manifattur tal-prodotti tad-ditta Invisalign, juża ħafna mis-sistemi ta' fotopolimerizzazzjoni fil-banjijiet tas-Sistemi 3D. Fl-2021, il-kumpanija qalet li kienet ittrattat aktar minn 10 miljun pazjent minn meta rċeviet l-approvazzjoni tal-FDA fl-1998. Jekk it-trattament ta' pazjent tipiku jikkonsisti f'10 aligners, li hija stima baxxa, il-kumpanija pproduċiet 100 miljun parti AM jew aktar. Il-partijiet FRP huma diffiċli biex jiġu riċiklati għax huma termosettati. SmileDirectClub juża s-sistema HP Multi Jet Fusion (MJF) biex jipproduċi partijiet termoplastiċi li jistgħu jiġu riċiklati għal applikazzjonijiet oħra.
Storikament, il-VPP ma kienx kapaċi jipproduċi partijiet irqaq u trasparenti bi proprjetajiet ta’ saħħa għall-użu bħala apparat ortodontiku. Fl-2021, LuxCreo u Graphy ħarġu soluzzjoni possibbli. Minn Frar, Graphy għandha l-approvazzjoni tal-FDA għall-istampar 3D dirett ta’ apparat dentali. Jekk tipprintjahom direttament, il-proċess minn tarf sa tarf huwa kkunsidrat iqsar, aktar faċli, u potenzjalment inqas għali.
Żvilupp bikri li rċieva ħafna attenzjoni mill-midja kien l-użu tal-istampar 3D għal applikazzjonijiet ta’ kostruzzjoni fuq skala kbira bħad-djar. Spiss il-ħitan tad-dar jiġu stampati permezz ta’ estrużjoni. Il-partijiet l-oħra kollha tad-dar saru bl-użu ta’ metodi u materjali tradizzjonali, inklużi pavimenti, soqfa, turġien, bibien, twieqi, apparat, kabinetti u countertops. Ħitan stampati bi 3D jistgħu jżidu l-ispiża tal-installazzjoni tal-elettriku, id-dawl, il-plaming, il-kanali tal-arja, u l-ventijiet għat-tisħin u l-arja kondizzjonata. L-irfinar tal-intern u tal-estern ta’ ħajt tal-konkrit huwa aktar diffiċli milli b’disinn ta’ ħajt tradizzjonali. Il-modernizzazzjoni ta’ dar b’ħitan stampati bi 3D hija wkoll konsiderazzjoni importanti.
Riċerkaturi fil-Laboratorju Nazzjonali ta' Oak Ridge qed jistudjaw kif jaħżnu l-enerġija f'ħitan stampati bi stampar 3D. Billi jdaħħlu pajpijiet fil-ħajt waqt il-kostruzzjoni, l-ilma jista' jiċċirkola minnu għat-tisħin u t-tkessiħ. Dan il-proġett ta' R&Ż huwa interessanti u innovattiv, iżda għadu fi stadju bikri ta' żvilupp. Dan il-proġett ta' R&Ż huwa interessanti u innovattiv, iżda għadu fi stadju bikri ta' żvilupp.Dan il-proġett ta' riċerka huwa interessanti u innovattiv, iżda għadu fl-istadji bikrija tal-iżvilupp.Dan il-proġett ta' riċerka huwa interessanti u innovattiv, iżda għadu fl-istadji bikrija tal-iżvilupp.
Ħafna minna għadhom mhumiex familjari mal-ekonomija tal-istampar 3D ta' partijiet tal-bini jew oġġetti kbar oħra. It-teknoloġija ntużat biex tipproduċi xi pontijiet, tined, bankijiet tal-park, u elementi dekorattivi għall-bini u l-ambjent ta' barra. Huwa maħsub li l-vantaġġi tal-manifattura addittiva fuq skala żgħira (minn ftit ċentimetri sa diversi metri) japplikaw għall-istampar 3D fuq skala kbira. Il-benefiċċji ewlenin tal-użu tal-manifattura addittiva jinkludu l-ħolqien ta' forom u karatteristiċi kumplessi, it-tnaqqis fin-numru ta' partijiet, it-tnaqqis tal-materjal u l-piż, u ż-żieda fil-produttività. Jekk l-AM ma żżidx valur, l-utilità tagħha għandha tiġi kkontestata.
F'Ottubru 2021, Stratasys akkwistat il-55% li kien fadal f'Xaar 3D, sussidjarja tal-manifattur Brittaniku tal-istampaturi inkjet industrijali Xaar. It-teknoloġija tal-polimeru PBF ta' Stratasys, imsejħa Selective Absorption Fusion, hija bbażata fuq ir-ras tal-istampar inkjet Xaar. Il-magna Stratasys H350 tikkompeti mas-sistema HP MJF.
Ix-xiri ta' Desktop Metal kien impressjonanti. Fi Frar 2021, il-kumpanija akkwirit lil Envisiontec, manifattur li ilu jeżisti ta' sistemi industrijali ta' manifattura addittiva. F'Mejju 2021, il-kumpanija akkwirit lil Adaptive3D, żviluppatur ta' polimeri VPP flessibbli. F'Lulju 2021, Desktop Metal akkwirit lil Aerosint, żviluppatur ta' proċessi ta' kisi mill-ġdid ta' trab b'ħafna materjali. L-akbar akkwist seħħ f'Awwissu meta Desktop Metal xtrat lill-kompetitur ExOne għal $575 miljun.
L-akkwist ta' ExOne minn Desktop Metal jgħaqqad flimkien żewġ manifatturi rinomati ta' sistemi BJT tal-metall. B'mod ġenerali, it-teknoloġija għadha ma laħqitx il-livell li ħafna jemmnu. Il-kumpaniji jkomplu jindirizzaw kwistjonijiet bħar-ripetibbiltà, l-affidabbiltà, u l-fehim tal-kawża ewlenija tal-problemi hekk kif jinqalgħu. Anke hekk, jekk il-problemi jiġu solvuti, għad hemm lok biex it-teknoloġija tilħaq swieq akbar. F'Lulju 2021, 3DEO, fornitur ta' servizzi li juża sistema ta' stampar 3D proprjetarja, qal li kien bagħat miljun wieħed lill-klijenti.
L-iżviluppaturi tas-softwer u tal-pjattaformi tal-cloud raw tkabbir sinifikanti fl-industrija tal-manifattura addittiva. Dan huwa speċjalment minnu għas-sistemi ta' ġestjoni tal-prestazzjoni (MES) li jsegwu l-katina tal-valur tal-AM. 3D Systems qablet li takkwista lil Oqton f'Settembru 2021 għal $180 miljun. Imwaqqfa fl-2017, Oqton tipprovdi soluzzjonijiet ibbażati fuq il-cloud biex ittejjeb il-fluss tax-xogħol u ttejjeb l-effiċjenza tal-AM. Materialize akkwistat lil Link3D f'Novembru 2021 għal $33.5 miljun. Bħal Oqton, il-pjattaforma tal-cloud ta' Link3D issegwi x-xogħol u tissimplifika l-fluss tax-xogħol tal-AM.
Waħda mill-akkwiżizzjonijiet l-aktar reċenti fl-2021 hija l-akkwist ta' Wohlers Associates minn ASTM International. Flimkien qed jaħdmu biex jisfruttaw il-marka Wohlers biex jappoġġjaw l-adozzjoni usa' tal-AM madwar id-dinja. Permezz taċ-Ċentru ta' Eċċellenza tal-ASTM AM, Wohlers Associates se tkompli tipproduċi rapporti ta' Wohlers u pubblikazzjonijiet oħra, kif ukoll tipprovdi servizzi ta' konsulenza, analiżi tas-suq u taħriġ.
L-industrija tal-manifattura addittiva mmaturat u ħafna industriji qed jużaw it-teknoloġija għal firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet. Iżda l-istampar 3D mhux se jieħu post il-biċċa l-kbira tal-forom l-oħra ta' manifattura. Minflok, jintuża biex jinħolqu tipi ġodda ta' prodotti u mudelli ta' negozju. L-organizzazzjonijiet jużaw l-AM biex inaqqsu l-piż tal-partijiet, inaqqsu l-ħinijiet taċ-ċomb u l-ispejjeż tal-għodda, u jtejbu l-personalizzazzjoni u l-prestazzjoni tal-prodott. L-industrija tal-manifattura addittiva hija mistennija li tkompli t-trajettorja tat-tkabbir tagħha b'kumpaniji, prodotti, servizzi, applikazzjonijiet u każijiet ta' użu ġodda li qed jitfaċċaw, ħafna drabi b'veloċità kbira.