10 3D-trükkimise põhimõtted

Väljavõte "Valmistatud: uus 3D-trüki maailm"

Mitte liiga kaua aega tagasi sain mulle kirja, milles küsiti, kas ma sooviksin läbi vaadata Cornelli uurija Hod Lipsoni ja tehnoloogianalüütik Melba Kurmani valmistatud 3D trüki uus maailm . Viimaste Wiley Publishingi pealkiri hõlmab söödalisandi tootmise ajalugu ja tulevikku või 3D-trüki, kuna tehnoloogia on räägitavalt teada.

Koos raamatu elektroonilise koopiaga saatsid nad mulle väljavõtte, mis nii täiuslikult kokku kogu 3D trükiülekande revolutsiooni, langesin selle, mida ma tegin, alustanud lugemist valmistatud just siis ja seal.

Fabricated autorid on juba algusest peale olnud trükivärviga trükitud:

Nende kogemused ja teadmised lisanditootmise nišist on kohe nähtavad ning raamat avaneb spekulatiivse läbisõiduga, mis kirjeldab helge tulevikku, kus 3D trükkimine on meie elus sügavalt haaratud. See on nii lõbus ja inspireeriv ning loeb hea teadusliku fiktsiooni. Kuid 3D-trükkimine, mida autorid kindlalt väidavad, ei ole väljamõeldis. See on juba muutunud väikese partii tootmisprotsessi oluliseks osaks ja selle roll kasvab.

Te saate tõelise tähenduse, mida tulevane Lipson & Kurman kirjeldab, võimaluse piires. Mõned neist glamuursetest asjadest, millest nad räägivad, nagu bio-trükitud elundid või toidulisandikud, on endiselt aastakümneid eemal, eksisteerivad vaid võimaliku kaugeleulatuses. Kuid muudel juhtudel toimub näiteks otsekohene tootmine ja kiire prototüüpide loomine just meie silmis.

Mulle anti luba väljavõtte väljaandmiseks valmistatud varajatest lehtedest.

Kuna see on nii fantastiline ülevaade sellest, milline 3D-trükkimine võib lõppkokkuvõttes maailma jaoks tähendada, siis ma arvan, et kõik, kes selle tehnoloogiat huvitab, leiavad selle üsna põnev. Ma ei anna enam ühtegi kommentaari raamatu enda kohta - meil on sellel kuul täielik ülevaade.

Siin on väljavõte:

Kümme printimise printsiipi

Tulevikku prognoosimine on crapshoot. Kui me kirjutasime selle raamatu ja küsitlesime inimesi 3D-trükkimise kohta, avastasime, et mõni aluseks olev "reegel" on endiselt tulemas. Laialt ja mitmekesistest tööstusharudest pärit inimesed ning teadmised ja kogemused kirjeldasid samasuguseid viise, et 3D-trükkimine aitas neil peamised kulu-, aja- ja keerukusbarjäärid minna.

Oleme kokku võtnud, mida oleme õppinud. Loodame, et 3D printimise kümme põhimõtet aitavad inimestel ja ettevõtetel täielikult ära kasutada 3D-trükitehnoloogiaid:

• Põhimõte 1: tootmise keerukus on tasuta. Traditsioonilises tootmises on keerulisem objekti kuju, seda rohkem maksab see teha. 3D-printeril on keerukus sama palju kui lihtsus. Hõõguv ja keeruline kujundamine ei vaja rohkem aega, oskusi ega kulusid kui lihtsa ploki printimine. Tasuta keerukus häirib traditsioonilisi hinnakujunduse mudeleid ja muudab asjade tootmiskulude arvutamist.

• 2. põhimõte: sort on tasuta. Ühtne 3D-printer võib teha palju kujundeid. 3D-printer võib nagu inimese käsitööriist igal ajal valmistada erinevat kuju. Traditsioonilised tootmismasinad on palju vähem mitmekülgsed ja võivad asju piirata vaid kujuga. 3D-trükkimine eemaldab inimese masinate ümberkoolitamisega seotud ülekulude või tehases kasutatavate masinate ümbertöötamise. Ühtne 3D-printer vajab ainult erinevat digitaalset plaani ja värsket toorainet.

• Kolmas põhimõte: pole vaja koostada. 3D trükkimine moodustab blokeeritud osi. Massimüük on ehitatud konveierliini selgroos. Kaasaegsetes tehastes toodavad masinad ühesuguseid esemeid, mida hiljem monteerivad robotid või inimtöölised, mõnikord kontinendid. Mida rohkem tooteid sisaldab toode, seda kauem kulub kogumiseks ja kallimaks muutub. Kihtidega objektide tegemisel võib 3D-printer printida ukse ja kinnitatud blokeerivate hingede samaaegselt, ilma et oleks vaja koostada. Vähem kokkupanek lühendab tarneahelaid, säästab raha tööjõule ja transpordile; lühem tarneahelad on vähem saastavad.

• Põhimõte neli: nulltundeaeg. 3D-printer saab vajaduse korral printida nõudmisel . Kohapealse tootmisvõimsuse vähendamine vähendab ettevõtete vajadust säilitada inventuuriartikleid. Uued võimalused äriteenuste järele muutuvad võimalikuks, kuna 3D-printerid võimaldavad ettevõttel klientide tellimustele vastuseks eriala või kohandatud objekte nõudmisel. Zero-lead-time tootmine võiks minimeerida pikamaa-laevanduse maksumust, kui trükitud kaupu tehakse, kui nad vajavad, ja lähedal, kus neid vajatakse.

• Viies viis: piiramatu disaini ruum. Traditsioonilised tootmistehnoloogiad ja inimeste käsitöölised võivad kujundada vaid piiratud vormis repertuaari. Meie võime moodustada kuju on piiratud meie käsutuses olevate vahenditega. Näiteks võib traditsiooniline puusatööriist teha ainult ümmargused esemed. Veski saab teha ainult selliseid osi, millele pääseb juurde freesimisriistaga. Vormimismasin võib valmistada ainult vorme, mida saab hallata ja seejärel valada. 3D-printer eemaldab need tõkked, avab uued disainilahendused. Printer võib valmistada kujundeid, mis seni on olnud looduses võimalikud.

• Põhimõte kuus: null oskuste valmistamine. Traditsioonilised käsitöölised rongivad praktikante aastaid, et saada vajalikke oskusi. Masstoodete tootmine ja arvutipõhised tootmismasinad vähendavad vajadust kvalifitseeritud tootmise järele. Kuid traditsioonilised tootmismasinad nõuavad endiselt kvalifitseeritud eksperti, et neid kohandada ja kalibreerida. 3D-printer saab suurema osa juhendist disainifailist. Samasuguse keerukusega objekti loomiseks nõuab 3D-printer vähem operaatorit kui injektsioonvormimismasin. Kvalifitseerimata tootmine avab uusi ärimudeleid ja võib pakkuda kaugliinidel või äärmuslikes olukordades asuvatele inimestele uusi tootmisviise.

• Põhimõte seitsmest: kompaktne, kaasaskantav tootmine. Tootmisruumi mahu järgi on 3D-printeril rohkem tootmisvõimsust kui traditsioonilises tootmismasinas. Näiteks võib survevalu masin teha objekte, mis on oluliselt väiksemad kui ise. Seevastu 3D printer võib valmistada objekte nii suured kui printimisvood. Kui 3D-printer on paigutatud nii, et selle trükiseade saaks vabalt liikuda, võib 3D-printer valmistada enda jaoks suuremad objektid. Suur tootmisvõimsus ruutjala kohta teeb 3D-printerid ideaalseks kasutamiseks kodus või kontoris, kuna need pakuvad väikest füüsilist jalajälge.

• 8. põhimõte: vähem jäätmeid kõrvalsaadusena. Metallist töödeldud 3D-printerid loovad vähem jäätmete kõrvalprodukte kui traditsioonilised metallitöötlemise tehnikad. Metallitöötlus on väga raiskav, kuna hinnanguliselt 90 protsenti originaalmetallist maapinnast maha lastakse ja jõuab tehase põrandale. 3D-trükkimine on rohkem metallitööstuse otsekohe. Kuna trükimaterjalid paranevad, võib "netokujunduse" tootmine olla rohelisem viis asjade tegemiseks.

• Põhimõte üheksat: materjalide lõpmatu varjund. Tänapäeva tootmismasinatega on raske ühendada erinevaid tooraineid ühe tootega. Kuna traditsioonilised tootmismasinad kärbivad, lõigavad või vormivad asju kuju, ei saa need protsessid hõlpsasti kokku segada erinevaid tooraineid. Mitmemõõtmeline 3D-trükkimine areneb, saavutame suutlikkuse segada ja segada erinevaid tooraineid. Uued varem kättesaamatud toormaterjalide segud pakuvad meile palju suuremat, enamasti uurimata materjalide paletti, millel on uued omadused või kasulikud käitumisviisid.

• Põhimõte kümme: täpne füüsiline replikatsioon. Digitaalset muusikafaili saab kopeerida lõputult ilma helikvaliteedita. Tulevikus suurendab 3D trükkimine seda digitaalset täpsust füüsiliste objektide maailmale. Skaneerimistehnoloogia ja 3D-trükkimine toovad kokku füüsilise ja digitaalse maailmaga kõrglahutusega kujundamise. Me skannime, redigeerime ja dubleerime füüsilisi objekte, et luua täpseid koopiaid või parandada originaali.

Mõned neist põhimõtetest on täna juba täna olemas. Teised tulevad järgmise kümne aasta jooksul või kaks (või kolm). Eemaldades tuttavad, ajast maha jäänud tootmispiirangud, on 3D-trükkimine etapiks allavoolu innovatsiooni kaskaadi jaoks. Järgmistes peatükkides uurime, kuidas 3D-trükitehnoloogia muudab meie töö, söömise, paranemise, õppimise, loomise ja mängimise viise. Alustame visiidiga tootmis- ja disainimaailmas, kus 3D trükitehnoloogiad lihtsustavad mastaabisäästu türanniat.

Autor Bios:

Kaasautorid Hod Lipson ja Melba Kurman on 3D-trükkimise juhtivad eksperdid, kes sageli räägivad ja nõuavad seda tehnoloogiat tööstusele, akadeemilistele ringkondadele ja valitsusele. Cornelli Ülikooli Lipsoni labor on alustanud interdistsiplinaarseid uurimusi 3D-trükkimisel, tootearenduses, tehisintellektides ja nutikatel materjalidel. Kurman on tehnoloogiaanalüütik ja äristrateegia konsultant, kes kirjutab mängude muutmise tehnoloogiatest selge ja huvitavas keeles.

Lisateabe saamiseks külastage Wiley Publishingit.

Väljavõtte väljaandjalt Wiley loal Fabricated: Hod Lipson ja Melba Kurman 3D-trüki uus maailm. Autoriõigus © 2013.