Under de senaste åren, eftersom nya material och teknologier ökar produktionskapaciteten och minskar kostnaderna, har betydelsen av 3D-utskriftsteknik och snabbt utvecklande prototypteknik blivit allt mer framträdande. Små företag och även privata konsumenter har råd med skräddarsydda 3D-objekt. Den här artikeln kommer att analysera tillämpningen och förändringarna av denna teknik i tillverkningsindustrin.
3D-skrivaren är en lågkostnadsversion av snabb prototypteknik (RP). Snabb prototypteknik används för att skapa lågkostnadsmodeller i de tidiga designstadierna. Med modellen som produceras av 3D-skrivaren kan designteamet kontrollera om designkonceptet är lämpligt. På så sätt kan företaget se bättre feedback och därmed lansera bättre produkter. 3D-utskriftsteknik underlättar också realtidssamarbete mellan företag på global nivå.
Under de senaste åren, när de flesta industriområden börjar tillämpa denna teknik i fabriker, har tillämpningen av 3D-utskriftsteknik utvecklats kraftigt. Dessutom har 3D-utskriftsteknik också kommit in i tusentals hushåll för att tillgodose individuella behov. Enligt ABI Research kommer den globala marknaden för 3D-utskriftssystem att nå 783 miljoner USD 2013.
Områden där 3D-teknik kan tillämpas
Ingenjörer: Ingenjörer behöver ofta tillverka prototyper av sina konstruktioner eller produkter. Tidigare krävde processen att tillverka prototyper veckor och mycket arbetskraft, eftersom processen krävde skärning och håltagning av papper, trä och andra material. Nu, med 3D-teknik, kan designers använda en 3D-skrivare för att göra prototyper så länge de producerar 3D-bilder av designutkastet.
Arkitektur: Liksom ingenjörer behöver arkitekter också modeller av designutkast. Med en 3D-skrivare kan arkitekter få högprecisionsmodeller på kort tid. Samtidigt gör 3D-modellen det också lättare för människor att förstå designutkastet mer intuitivt.
Smycken: Smyckesindustrin är en av de första industrierna att använda 3D-utskriftsteknik i investeringsgjutningsprocessen. Skillnaden är att smyckesindustrin använder vax istället för metallskrivare. Med andra ord är smyckesmodellen modellerad med vax eller tryckt ut. Injicera gips i ena änden och häll sedan den smälta metallen på gipsen. De två smälts samman för att producera en metallisk vaxmodell i gipsen. Smyckeprototypen föddes och det sista poleringsarbetet slutfördes av juveleraren. Många oberoende juvelerare har introducerat högteknologiska skrivare i sitt arbete.
Medicinsk implantation: Inom medicinen förekommer ofta sådana "triggande" situationer vid kirurgiska operationer. Ibland är situationen mycket komplicerad, och det räcker med ett litet misstag för att döda patienten. Därför är framväxten av 3D-utskriftsteknik en stor välsignelse. Många kirurger har börjat öva operation på patientens kropp skapad av 3D-teknik innan själva operationen. Detta kan inte bara öka läkarnas förtroende, utan också öka framgångsfrekvensen för deras faktiska operation. Dessutom har 3D-utskriftsteknik andra medicinska användningsområden, som att göra benmodeller för att underlätta för kirurger att utöva komplexa operationer. Denna teknik är också användbar för avancerad stamcellsforskning.
Fördelar med 3D-utskriftsteknik
3D-utskriftsteknik kan hjälpa till att snabbt finjustera designutkastet, ta reda på problemen i designen tidigt och eliminera behovet för designers att gå till fabriken. Det kan uppnå lågkostnadsproduktion och minska kostnaderna för traditionell prototypproduktion och verktyg, vilket liknar traditionell produktionsteknik. Jämfört är det mindre avfall, och en mängd olika hartser och vaxer kan användas när du färdigställer modellen. Du kan också använda en ny uretan för att tillverka dina egna produkter.
Prototyper: 3D-utskriftsteknik är mycket användbar vid utveckling av produktprototyper. Med den här tekniken kan designers och ingenjörer bygga prototyper till låg kostnad för att testa om designen är genomförbar innan de investerar tungt i verktyg och produktionsprocesser.
Komponentproduktion: I vissa branscher har 3D-utskriftsteknik använts för att ersätta traditionella produktionstekniker för att tillverka ett komplett sortiment av produkter. Denna teknik har framgångsrikt använts för att producera små komponenter för olika industrier. Eftersom fordons-, flyg-, medicinsk utrustning, el-, energi- och andra industrier gradvis ökar efterfrågan på denna teknik, kommer företag att använda 3D-teknik för att producera större och mer komplexa komponenter.
Flygkomponenter: Jättar inom flygindustrin överväger också att använda komponenter för 3D-utskrift för att ersätta befintliga bearbetade delar eller svetsade delar. Samtidigt minskar 3D-utskriftstekniken också kraftigt begränsningarna för de komponenter som ska produceras. I takt med att efterfrågan på stora, snabba och billiga skrivare växer, kommer 3D-utskriftstekniken att ha mycket applikationsutrymme vid produktion av lätta flygkomponenter. Denna utvecklingsmöjlighet kommer även att spridas till andra branscher och konsumentområden.
Vissa fördelar med 3D-utskriftsteknik är inte tillgängliga i bearbetning av verktygsmaskiner. Till exempel är 3D-utskriftsteknik mycket snabbare än traditionell maskinverktygsteknik (förutom CNC-verktygsmaskiner). Liksom bearbetning av verktygsmaskiner kan 3D-utskrift också använda en mängd olika material, men det finns en viktig skillnad mellan att bearbetningen av två verktygsmaskiner måste gå igenom stegen att skära, borra, slipa och avgrada materialet för att färdigställa arbetsstycket, samtidigt som 3D-utskrift kan skapa komplexa former som verktygsmaskiner inte kan hantera. Dessutom, till skillnad från bearbetning av verktygsmaskiner, kan 3D-utskriftsteknik enkelt bearbeta ihåliga arbetsstycken, eftersom bearbetningsprocessen ofta involverar lager av pulversystem eller system som använder stödmaterial.
Se på framtiden
Tillämpningsområdet för 3D-utskriftsteknik expanderar gradvis, och denna trend kan fortsätta in i framtiden. De mest lovande områdena inkluderar medicinsk vård, sällanköpsvaror, elektriska och elektroniska produkter, flyg och andra tekniska komponenter. Med framsteg av material och sänkta kostnader kommer vissa tillämpningar som vi knappt kan föreställa oss idag också sannolikt att bli verklighet.
3D-utskriftsteknik kan användas för att tillverka komponenter som inte är särskilt komplexa och producera förstklassiga färdiga produkter. Inom tillverkningsområdet kommer vi i framtiden sannolikt att se den snabba utvecklingen av prototyptillverkning, som så småningom kommer att ersätta viss bearbetning och produktion av verktygsmaskiner.