Детали, напечатанные на 3D-принтере

В то время как использование 3D-печать для быстрого прототипирования развивалась с конца 80-х годов и в настоящее время чрезвычайно распространена, отрасль также неуклонно продолжала движение к производственным приложениям, включая мелкосерийное производство, массовую настройку и серийное производство. «Мы видим все больше и больше крупных заказов и повторных заказов», — говорит Робин Брокёттер из Protolabs. «Определенно существует тенденция к полномасштабному производству». На это влияют многие и разнообразные факторы, включая предпочтение более локального производства на фоне глобальных сбоев в цепочке поставок (9% наших респондентов заявили, что низкая восприимчивость к проблемам в цепочке поставок является основной причиной, по которой они выбрали 3D-печать вместо других методов производства) и проблемы устойчивого развития.В 2023 году 21% наших респондентов использовали 3D-печать для деталей конечного использования (по сравнению с 20% в 2022 году), а 4% использовали ее для эстетических деталей. Когда дело доходит до замены литьевое производство В процессах 3D-печати все зависит от объемов заказов: для мелкосерийного производства 3D-печать часто является более экономически эффективным решением, в то время как при более высоких объемах литье под давлением становится более экономичным. Однако точка, в которой это происходит — «золотая середина» максимально жизнеспособного объема заказа на 3D-печать — смещается. «Теперь 3D-печать может начать производить все больше и больше деталей, прежде чем литье под давлением станет дешевле», — говорит Брокёттер. Результаты нашего опроса 2024 года подтверждают это. В нашем опросе 2023 года сомнения относительно 3D-печати как выбора для «объема и масштаба производства» привели к тому, что 47% респондентов выбрали другие технологии производства, но в этом году это число снизилось до 45%, что свидетельствует о возросшей уверенности в масштабировании с помощью 3D-печати. И на протяжении многих лет наши опросы также показывают устойчивый рост объемов производства: количество респондентов, заявивших, что они напечатали более 10 деталей, выросло с 36% в 2020 году до 49% в 2021 году и до 76% в 2022 году. Хотя этот показатель остался неизменным в 2023 году, что свидетельствует о стабилизации, процент респондентов, заявивших, что они напечатали более 1000 деталей, вырос с 4,7% в 2022 году до 6,2% в 2023 году.Помимо самого процесса печати, есть много других аспектов, которые влияют на масштабируемость использования технологий 3D-печати для производства, от программного обеспечения, дизайна и материалов до задач постобработки и завершения, таких как очистка, вторичная отделка, удаление пятен, снятие напряжения и проверки. По мере того, как экосистема 3D-печати продолжает развиваться, вокруг предприятий 3D-печати возникает система поддержки компаний, предоставляющих многие из этих услуг, упрощая производственные процессы. Это, в свою очередь, будет способствовать внедрению этих процессов. Кроме того, растущее знакомство с DFAM — пространством аддитивного дизайна — будет означать, что инженеры и дизайнеры станут более опытными в навигации по ограничениям и возможностям дизайна и использовании новых материалов.И многие препятствия становятся менее существенными из-за новых разработок и технологий. Одним из примеров является постобработка, которая в настоящее время может представлять собой узкое место. 27% респондентов опроса 2024 года назвали «требования к постобработке и отделке» в качестве причины выбора других методов производства вместо 3D-печати, а 40% указали «качество и последовательность конечного продукта». Однако, поскольку паровое сглаживание становится распространенным в отрасли, а отделка поверхности радикально улучшается, постобработка становится менее серьезным препятствием для 3D-печати на уровне производства. «Машины для парового сглаживания прошли долгий путь за последние годы», — говорит Грант Фишер, менеджер по цепочке поставок в Protolabs, «особенно для парового сглаживания нейлона 12» — наиболее распространенного материала для деталей MJF и SLS. «Мы продолжаем наблюдать значительный рост в MJF и SLS, и паровое сглаживание является отличным вариантом для эстетических и конечных деталей».Другим примером является автоматизация производственного процесса. Например, системы с поддержкой компьютерного зрения, помогающие сортировать готовую продукцию Детали, напечатанные на 3D-принтере может обеспечить значительную экономию труда и повышение эффективности затрат, что еще больше подталкивает аргументы в пользу 3D-печати.Стандартизация — это один из ключевых вопросов, который остается, особенно в таких секторах, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская промышленность. «Мы много работаем с аэрокосмической отраслью, особенно в печать на металле», — говорит Эрик Атли из Protolabs, «и большое препятствие, с которым сталкиваются все, — это стандартизация. Построение этой валидации и стандартизации — я лично думаю, что потребуется несколько лет, чтобы это исправить». Но воля есть, и шестеренки движутся. «Это большая тема для обсуждения в более широкой отрасли», — говорит Атли.The Медицинский и аэрокосмический секторы «Это те отрасли, где 3D-печать для производства будет продолжать играть самую большую роль», — говорит Алекс Хакстепп. «Это отрасли, которые готовы тратить много денег на высокопроизводительные, высококачественные, сложные индивидуальные конструкции и компоненты. И это всегда считалось тем, где 3D-печать в производстве может иметь смысл. Реальный рост производства по-прежнему исходит от этих двух отраслей. Наблюдаемый нами бум космической гонки определенно стал попутным ветром для 3D-печати».Есть еще один момент, который часто упускают из виду при обсуждении 3D-печати на уровне производства, иногда в ущерб охвату ее невероятного потенциала: ее не обязательно следует рассматривать как замену существующих технологий. «Я думаю, что многие люди думают, что 3D-печать — это конкурент литья под давлением — да, это не так», — говорит Адам Хехт из DIVE. «Это совершенно новый способ создания вещей. Они просто не конкурируют. Да, есть некоторое совпадение, но в конечном итоге их карьеры расходятся. 3D-печать — это совершенно новый инструмент. Она позволяет нам решать проблемы и в конечном итоге производить продукты, которые раньше не могли существовать. Все мелкосерийные, специализированные приложения и продукты, о которых раньше приходилось говорить людям: извините, мы не можем этого сделать, — теперь мы можем их сделать. Это просто совсем другое».И одним из факторов, которые позволят это сделать и ускорят, станут специализированные материалы, которые все чаще появляются на рынке 3D-печати.