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3D打印是制造业的未来吗?

2021-01-28 返回列表

热搜:3D打印是制造业的未来吗?

3D打印正在从用于特殊运行的高端工具过渡到工业制造的组成部分。成本下降,标准不断提高,并且可获得更多的产品材料。Acumen Research and Consulting预测,到2026年,全球3D打印市场将达到410亿美元。

同时,传统制造业正在利用其他技术创新来简化流程。3D打印会推动制造业的未来吗?2017年对制造业高管的调查发现,有81%的人使用了它,但只有29%的人使用了生产零件。让我们看一下当今的技术状况,以及它将如何成为制造业未来的一部分。

如今的3D打印

3D打印(也称为增材制造(AM))从数字文件中生成三维对象。该过程从在可打印文件中渲染的3D模型开始,其中专用软件在数百或数千个可打印层中渲染对象。3D打印机逐层打印每一层,直到完全形成对象为止。

最早,最热情的用户是创建原型的技术公司。领导者称赞3D打印为制造的未来,只是由于成本和其他限制而使预测无法实现。最近,AM的发展已在多个方面加速。打印机功能得到了改善,针对特定行业和材料的商业标准也在不断发展,并且3d打印软件将产品构思从绘图转变为可打印的状态。结果,许多工业部门将3D打印集成到其过程中。

不断发展的商业标准

缺乏标准化阻碍了3D打印在商业上的广泛采用。行业和标准组织正在通过编写标准和创建3D产品的认证途径来积极缩小差距。该ASTM国际标准制定工作组正积极开发不同行业和供应链点AM标准。

几个技术委员会拥有关键领域,例如:

AM技术

文件格式规格

设计准则

印刷材料,例如金属,塑料和粉末

航空航天

医疗和外科产品

ASTM International已与主要的制造和标准组织合作,以确保准则符合工业要求。与国际标准组织(ISO)联合制定标准正在促进欧洲和美国的采用。其他合作伙伴包括制造工程师协会和3MF文件格式行业组织3MF联盟。

3D打印技术现在包括更强大的过程,以确保产品符合规格。打印机会在打印过程中监控零件尺寸以确保规格一致性,并自动调整到公差范围内。

目前,AM正在生产组件,工具,固定装置和消费产品。您的牙科填充物或老式汽车零件可能归功于3D打印。甚至消费者的使用也在增长,因为一些无所畏惧的人以一种称为DIY原型的趋势来创建对象。

 

FDM过程概述(熔融沉积建模),这是消费者级打印机中最常见的打印方法

 

FDM过程概述(熔融沉积建模),这是消费者级打印机中最常见的打印方法。

3D打印在制造业中的优势

在特定的生产场景中,增材制造目前在成本,速度和灵活性方面都优于传统制造工艺。

成本

企业发现,在适当的情况下,增材制造可以省钱。尽管工业3D打印机是一项重大投资,但您放弃了传统制造所需的铸模,注塑模以及其他工具和材料的成本。

较低的生产成本转化为较低的消费者成本,这可能会使您的市场份额受益。如果产品是可定制的,则可以为现有客户量身定制服务,并探索新的市场机会。

速度

3D打印通常比中小批量的中型产品要快于传统制造。您无需创建用于注塑模具和铸件的工具,也无需投资用于有限运行的基础设施。

原型制作是3D打印的原始用途之一,特别是对于科技公司而言。现在,这种快速的原型制作过程非常有效,足以使其他行业具有成本效益。采用缩短了设计迭代,最终节省了成本。

灵活性

按需制造需要AM提供的可扩展过程类型。制造商可以存储更少的库存,并缩短设计和生产周期。

更高的材料利用率正在推动零件制造中3D打印的增长,从未来的30%增长到估计的85%。AM技术已开始使用金属,扩大了备件和特殊零件的应用范围。随着金属印刷工艺的改进和成本的下降,更多的制造商可以利用它进行批量生产。

3D打印可减少浪费,使您在材料使用上有更多选择。与传统方法相比,该方法使用的材料更少,因为该方法可将对象的细小横截面分层,而不是从大块的树脂或塑料开始并逐渐减少。节省成本意味着您可以使用更高质量但更昂贵的材料。

内部制造

内部制造消除了外包和相关物流的成本和生产风险。通过保持对生产过程的控制,企业可以获得:

更快的周转时间

更好的质量控制

更有效的迭代

更好地防止工业盗窃

内部制造降低了从盗窃到流行病等大规模情况的外部风险。接受调查的供应链管理人员中,有近75%报告称由于COVID-19而造成的重大中断。相反,使用3D打印的供应商是COVID-19设备的关键生产商。

随着全球标准和认证途径的日趋严格,制造商将大大消除内部印刷的障碍。他们将能够标准化生产和质量控制。他们还可以比外包更快,更便宜地定制运行,并对产品符合规格充满信心。

示例:汽车3D打印

汽车行业很早就意识到了3D打印的希望,并一直在为此进行大量投资。25年前,戴姆勒开始使用3D打印。其他汽车公司也以不同的步伐效仿。福特一直在选择性地加快增材制造的速度,并在30个地点拥有印刷能力。它在密歇根州的先进制造中心花费了约4,500万美元。现在,花费了数月时间才能生产和运输的汽车零件在不到一周的时间内就可以印上几千美元。

打印未来

我们到了吗?不,但是随着增材制造克服了其余的障碍,未来将至。使用3D打印的批量生产需要变得更快,更便宜。尽管对于小规模生产是可行的,但AM总体上对于批量生产而言太慢了。大多数产品的后处理周期也很难达到大规模的效率。

AM还必须继续提炼金属粉末的替代品以生产金属零件。使用金属粉末是棘手的,危险的,并且需要大量的后处理。成本和周期时间必须减少而不牺牲标准。

当出现问题时,传统供应链将依靠已建立的供应商服务网络来减少停机时间。AM必须具有相同的强大支持系统。

与早期的炒作相反,3D打印将不会很快占领制造业。相反,AM将继续与现有流程集成并扩大其覆盖范围。每个制造商都有发展路线图,以随着3D打印时代的到来而获得收益。

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