3 д принтер что можно сделать как бизнес


3D-принтер для бизнеса: выбор, идеи, истории успеха

Здравствуйте! Эта статья предназначена для помощи тем, кто задался вопросом — какой 3D-принтер выбрать для бизнеса. Мы рассмотрим примеры реальных компаний, их личный опыт и критерии выбора — чем они руководствовались, выбирая 3D-принтер для своего бизнеса, и как оценивают его роль в производстве.

 

Содержание

 

Вступление

Чем можно заняться, имея собственный 3D-принтер

 Идея 1. Производство уникальных вещей

  Кейс: Изготовление костюмов и реквизита для косплея

   Сколько на этом можно заработать

   Какие 3D-принтеры подойдут для этой задачи?

    Picaso Designer X Pro

 Идея 2. Изготовление прототипов для промышленного производства

  Какие принтеры для этого подойдут

   Кейс: Full Power

    Formlabs Form 2

    Сколько на этом можно заработать.

  Кейс: REC

   На чем строится бизнес

  Какое оборудование для этого подходит

  

Начните свой бизнес в сфере 3D-печати в 2020 году: откройте для себя 15 идей

Команда MX3D создала металлический мост, напечатанный на 3D-принтере, в городе Амстердам. Действительно, 3D-печать - отличный метод для создания городских условий , таких как мосты. Зачем? Новые 3D-принтеры XL позволяют выполнять 3D-печать в архитектурном масштабе. Это позволяет печатать на 3D-принтере проекты размером с мосты. Этот мост будет расположен прямо над каналом Амстердама Oudezijds Achterburgwal! Это будет самая массивная металлическая конструкция, напечатанная на 3D-принтере из когда-либо созданных.

Создавайте экологически чистые проекты

11. Simusolar

Simusolar - компания, созданная в 2014 году, которая разрабатывает и внедряет маломасштабные устойчивые решения для обеспечения солнечной энергии сельскому населению Танзании. Используя нашу онлайн-службу 3D-печати, они разработали светодиодные фонари с солнечной батареей для рыбаков озера Виктория, которые заменят их бензиновые фонари, когда они ловят рыбу ночью. Вы можете найти более подробную информацию об этом проекте в этой записи блога.

12. Adidas

Мы уже видели в нашем блоге, что аддитивное производство - это удивительный производственный метод для создания обуви на заказ. Adidas создавал различные проекты 3D-печати и работал над кроссовками, сделанными из пластика, найденного в океане. Это на самом деле показывает, как пластик можно переработать и использовать в компаниях, занимающихся 3D-печатью. Переработка пластика детали могут иметь все большее значение в индустрии 3D-печати в ближайшие годы.

13. Feetz

Feetz - это американский стартап, управляемый Люси Берд, специализирующийся на изготовлении обуви на заказ, удобной в носке и красивого стиля. Их можно адаптировать к любым ногам! Фитц использует технологию 3D-печати для защиты окружающей среды. Действительно, 3D-печать также означает без отходов материала ! При использовании этой технологии для производства своей продукции вы используете только то количество материала, которое необходимо для печати ваших объектов, и эти 3D-печатные туфли доказывают это.

Создание запасных частей

14. Jaguar

Jaguar, известный производитель автомобилей, использует 3D-печать для создания запасных частей для своих старых автомобилей. Компания использовала 3D-сканирование для воссоздания классической модели XKSS 1957 года. Аддитивное производство - лучший способ воссоздать детали, которые больше не производятся и не доступны на рынке. Он предлагает новые возможности для бизнеса даже для таких крупных брендов, как Jaguar! Вам нужно создать 3D-файлы уникальных деталей, которые вам нужны, и распечатать их!

Космическое производство

15.Сделано в космосе

.

Насколько точно работает 3D-печать?

3D-печать - это универсальный метод производства и быстрого прототипирования. За последние несколько десятилетий он произвел фурор во многих отраслях по всему миру.

3D-печать является частью семейства производственных технологий, называемых аддитивным производством. Это описывает создание объекта путем добавления материала к объекту слой за слоем. На протяжении всей своей истории аддитивное производство носило различные названия, включая стереолитографию, трехмерное наслоение и трехмерную печать, но трехмерная печать является самой известной.

Так как же работают 3D-принтеры?

СВЯЗАННЫЙ: НАЧНИТЕ СОБСТВЕННЫЙ БИЗНЕС ПО 3D ПЕЧАТИ: 11 ИНТЕРЕСНЫХ КЕЙСОВ КОМПАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ 3D ПЕЧАТЬ

Как работает 3D-принтер?

Процесс 3D-печати начинается с создания графической модели печатаемого объекта. Обычно они разрабатываются с использованием программных пакетов автоматизированного проектирования (САПР), и это может быть наиболее трудоемкой частью процесса. Для этого используются программы TinkerCAD, Fusion360 и Sketchup.

Для сложных продуктов эти модели часто тщательно тестируются в имитационном моделировании на предмет потенциальных дефектов в конечном продукте. Конечно, если объект для печати носит чисто декоративный характер, это менее важно.

Одним из основных преимуществ 3D-печати является то, что она позволяет быстро создавать прототипы практически всего. Единственное реальное ограничение - это ваше воображение.

На самом деле, есть объекты, которые слишком сложны для создания в более традиционных процессах производства или прототипирования, таких как фрезерование или формование с ЧПУ.Это также намного дешевле, чем многие другие традиционные методы производства.

После проектирования следующим этапом является цифровая нарезка модели для ее печати. Это жизненно важный шаг, поскольку 3D-принтер не может концептуализировать 3D-модель так же, как вы или я. Процесс нарезки разбивает модель на множество слоев. Затем дизайн каждого слоя отправляется в печатающую головку для печати или укладки по порядку.

Процесс нарезки обычно завершается с помощью специальной программы для резки, такой как CraftWare или Astroprint.Это программное обеспечение для срезов также будет обрабатывать "заливку" модели, создавая решетчатую структуру внутри твердотельной модели для дополнительной устойчивости, если это необходимо.

Это также область, в которой 3D-принтеры преуспевают. Они могут печатать очень прочные материалы с очень низкой плотностью за счет стратегического добавления воздушных карманов внутри конечного продукта.

Программное обеспечение слайсера также добавит столбцы поддержки, где это необходимо. Это необходимо, потому что пластик нельзя уложить в воздухе, а колонны помогают принтеру заполнять промежутки.Затем эти столбцы при необходимости удаляются.

После того, как программа слайсера сработала, данные отправляются на принтер для заключительного этапа.

Источник: Интересный машиностроительный цех

Отсюда сам 3D-принтер берет верх. Он начнет распечатывать модель в соответствии с конкретными инструкциями программы слайсера, используя разные методы, в зависимости от типа используемого принтера. Например, в прямой 3D-печати используется технология, аналогичная технологии струйной печати, в которой сопла перемещаются вперед и назад, вверх и вниз, распределяя густой воск или пластмассовые полимеры, которые затвердевают, образуя каждое новое поперечное сечение 3D-объекта.В многоструйном моделировании используются десятки работающих одновременно струй для более быстрого моделирования.

При трехмерной печати связующим сопла для струйной печати наносят тонкий сухой порошок и жидкий клей или связующее, которые вместе образуют каждый напечатанный слой. Принтеры для переплета делают два прохода для формирования каждого слоя. Первый проход наносит тонкий слой порошка, а второй проход использует сопла для нанесения связующего.

При фотополимеризации капли жидкого пластика подвергаются воздействию лазерного луча ультрафиолетового света, который превращает жидкость в твердое тело.

Спекание - это еще одна технология 3D-печати, которая включает плавление и сплавление частиц вместе для печати каждого последующего слоя. Связанное с этим селективное лазерное спекание основывается на использовании лазера для плавления огнестойкого пластикового порошка, который затем затвердевает, образуя печатный слой. Спекание также можно использовать для изготовления металлических предметов.

Процесс 3D может занять часы или даже дни, в зависимости от размера и сложности проекта.

«Есть несколько более быстрых технологий, производящих всплески в отрасли, например, Carbon M1, в котором используются лазеры, выстреливаемые в слой жидкости и вытягивающие отпечаток из него, что значительно ускоряет процесс.Но эти типы принтеров во много раз сложнее, намного дороже и пока работают только с пластиком ». - howtogeek.com.

Независимо от того, какой тип 3D-принтера используется, общий процесс печати обычно одинаков.

  • Шаг 1: Создание 3D-модели с помощью программного обеспечения CAD.
  • Шаг 2: Чертеж CAD преобразуется в формат стандартного языка тесселяции (STL). Большинство 3D-принтеров используют файлы STL в дополнение к другим типам файлов такие как ZPR и ObjDF.
  • Шаг 3: Файл STL передается на компьютер, который управляет 3D-принтером. Там пользователь указывает размер и ориентацию для печати.
  • Шаг 4: Сам 3D-принтер настроен. У каждой машины свои требования к настройке, такие как заправка полимеров, связующих и других расходных материалов, которые будет использовать принтер.
  • Шаг 5: Запустите машину и дождитесь завершения сборки. В течение этого времени машину следует регулярно проверять, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.
  • Шаг 6: Напечатанный объект удален из аппарата.
  • Шаг 7: Последний шаг - пост-обработка. Многие 3D-принтеры требуют некоторой постобработки, такой как удаление остатков порошка щеткой или промывка печатного объекта для удаления водорастворимых подложек. Новый объект также может нуждаться в лечении.

Что умеет делать 3D-принтер?

Как мы уже видели, 3D-принтеры невероятно универсальны.Теоретически они могут создать практически все, о чем вы можете подумать.

Но они ограничены видами материалов, которые они могут использовать для «чернил», и их размером. Для очень больших объектов, например дома, вам нужно будет распечатать отдельные части или использовать очень большой 3D-принтер .

3D-принтеры могут печатать в пластике, бетоне, металле и даже клетках животных. Но большинство принтеров предназначены для использования только одного типа материала.

Некоторые интересные примеры объектов, напечатанных на 3D-принтере, включают, но не ограничиваются: -

  • Протезы конечностей и других частей тела
  • Дома и другие здания
  • Продукты питания
  • Медицина
  • Огнестрельное оружие
  • Жидкие структуры
  • Стекло продукты
  • Акриловые объекты
  • Реквизит для фильмов
  • Музыкальные инструменты
  • Одежда
  • Медицинские модели и устройства

3D-печать, несомненно, находит применение во многих отраслях промышленности.

Какие существуют типы программного обеспечения для 3D-печати?

В различных программах САПР используются различные форматы файлов, но некоторые из наиболее распространенных:

  • STL - стандартный язык тесселяции или STL - это формат 3D-рендеринга, который обычно может только обрабатывать один цвет. Обычно это формат файла, который используют большинство настольных 3D-принтеров.
  • VRML - язык моделирования виртуальной реальности, файл VRML - это новый формат файла.Они обычно используются для принтеров с более чем одним экструдером и позволяют создавать многоцветные модели.
  • AMF - формат файла аддитивного производства, это открытый стандарт на основе .xml для 3D-печати. Он также может поддерживать несколько цветов.
  • GCode - GCode - это еще один формат файла, который может содержать подробные инструкции для 3D-принтера, которым он должен следовать при укладке каждого среза.
  • Другие форматы - Другие производители 3D-принтеров также имеют свои собственные форматы файлов.

Каковы преимущества 3D-печати?

Как мы уже упоминали выше, 3D-печать может иметь различные преимущества по сравнению с более традиционными производственными процессами, такими как литье под давлением или фрезерование с ЧПУ.

3D-печать - это аддитивный процесс, а не вычитающий, как фрезерование с ЧПУ. 3D-печать строит вещи слой за слоем, в то время как позже постепенно удаляет материал из твердого блока, чтобы создать продукт. Это означает, что в некоторых случаях 3D-печать может быть более ресурсоэффективной, чем ЧПУ.

Другой пример традиционных производственных процессов, литье под давлением, отлично подходит для изготовления множества объектов в больших объемах. Хотя его можно использовать для создания прототипов, литье под давлением лучше всего подходит для крупномасштабного массового производства утвержденного дизайна продукта. Однако 3D-печать лучше подходит для мелкосерийного, ограниченного производства или создания прототипов.

В зависимости от области применения 3D-печать имеет ряд других преимуществ по сравнению с другими производственными процессами. К ним относятся, но не ограничиваются:

  • Более быстрое производство - Хотя время от времени 3D-печать медленная, она может быть быстрее, чем некоторые традиционные процессы, такие как литье под давлением и субтрактивное производство.
  • Легкодоступный - 3D-печать существует уже несколько десятилетий и резко выросла примерно с 2010 года. Сейчас доступно большое количество разнообразных принтеров и пакетов программного обеспечения (многие из них с открытым исходным кодом), что позволяет практически любому узнать, как это сделать.
Источник: Pixabay
  • Продукция более высокого качества - 3D-печать обеспечивает неизменно высокое качество продукции. Если модель точна и соответствует своему назначению, и используется один и тот же тип принтера, конечный продукт, как правило, всегда будет одинакового качества.
  • Отлично подходит для проектирования и тестирования продукции. - 3D-печать - один из лучших инструментов для проектирования и тестирования продукции. Он предлагает возможности для проектирования и тестирования моделей, позволяющих легко дорабатывать их.
  • Рентабельность - 3D-печать, как мы видели, может быть рентабельным средством производства. После создания модели процесс обычно автоматизируется, а отходы сырья обычно ограничиваются.
  • Дизайн изделий почти бесконечен - Возможности 3D-печати практически безграничны.Пока он может быть разработан в САПР, а принтер достаточно большой, чтобы его напечатать, нет предела.
  • 3D-принтеры могут печатать с использованием различных материалов. - Некоторые 3D-принтеры действительно могут смешивать материалы или переключаться между ними. В традиционной печати это может быть сложно и дорого.
.

Какая бизнес-модель трехмерной печати подходит вашей компании?

Вкратце
Успехи

Технологии аддитивного производства развиваются, а экосистема поставщиков и доступные материалы расширяются. Это означает, что машины для трехмерной печати теперь могут производить гораздо более широкий спектр продукции - по доступной цене и часто в больших объемах.

Возможности

Технология наконец-то готова к массовому использованию: она конкурентоспособна с традиционным производством; может изготавливать сложные конструкции с высокими эксплуатационными характеристиками; и может легко переключаться с изготовления одного предмета на изготовление другого.

Последствия

Компаниям следует рассмотреть новые бизнес-модели и стратегии, чтобы использовать возможности и защитить себя от конкурентов, использующих 3-D печать.

Наступает новая эра в аддитивном производстве, или «трехмерной печати», с серьезными последствиями для внедрения технологии и бизнес-моделей, которые компании могут использовать, чтобы сделать решительный шаг. За три года, прошедшие с тех пор, как я в последний раз писал об этой области для HBR («Революция трехмерной печати», май 2015 г.), возможности роста добавки, вместе с расширением как доступных материалов, так и экосистемы поставщиков, сделали возможным доступное производить гораздо более широкий спектр изделий - от подошв кроссовок до лопаток турбин - часто в гораздо больших объемах.Эта технология предоставляет беспрецедентную возможность настраивать продукты и быстро реагировать на изменения рыночного спроса. В результате он переходит от ограниченных приложений, таких как прототипирование и изготовление обычных станков, к центральной роли в производстве для растущего числа отраслей.

Со стратегической точки зрения это означает, что добавка становится полноценным оружием конкуренции: ее можно использовать для удержания лидерства на рынке, для свержения доминирующего игрока или для диверсификации за счет использования возможностей типографии для производства продукции для различных отраслей.Следовательно, лидерам необходимо понимать диапазон и потенциал добавки, а также возможности, которые откроются в ближайшем будущем. В этой статье предлагается учебное пособие.

Последние достижения

Давайте начнем с изучения прорывов, способствующих распространению аддитивного производства. Технологические достижения привели к значительному повышению эффективности и расширению приложений в широком диапазоне областей. Новые машины выпускают продукцию намного быстрее и с меньшими затратами, а изделия, которые из них выходят, требуют меньше отделочной работы, чем это было с более ранними 3-D принтерами.Вот некоторые из этих достижений:

Более быстрые и точные печатающие головки.

Используемые в основном для пластмассовых изделий, они могут наносить материал в 12-25 раз быстрее, чем это было возможно три года назад, что делает их конкурентоспособными с процессами литья под давлением для многих, если не большинства этих продуктов.

Более быстрое осаждение порошка.

Новые системы распыления порошка, в которых используются связующие и адгезивы, позволяют создавать сложные детали для металлических и пластмассовых изделий в 80–100 раз быстрее, чем на лазерных принтерах.Эти детали стоят в среднем всего 4 доллара против 40 долларов и изготавливаются за минуты, а не часы.

Непрерывное производство поверхности раздела жидкостей (CLIP).

Пластиковые предметы непрерывно вытягиваются из емкости со смолой, а не накапливаются слой за слоем. Несмотря на то, что CLIP не такой быстрый и недорогой, как добавка на основе слоев, он по-прежнему экономичен для массового производства и предлагает преимущества при отделке, изготовлении сложных деталей и материалах, которые можно использовать.

Электроника-встраиваемые технологии.

Новые машины могут печатать электронные схемы и компоненты, такие как антенны и датчики, прямо на стенах объектов. Это снижает потребность в сборке, освобождает пространство внутри продуктов и улучшает электронную интеграцию всего продукта, сокращая производственные отходы и повышая качество. Повышение точности машин означает, что их можно использовать, например, для производства экранов OLED (органических светодиодов).

Преимущества этих достижений усиливаются благодаря открытиям в области материалов.Производители могут выбирать из гораздо более широкого ассортимента, включая высокотехнологичные сплавы для деталей реактивных двигателей и другую продукцию с высокими требованиями к характеристикам. Композиты, такие как очень прочные пластмассы, пропитанные стекловолокном, углеродным волокном и углеродными нанотрубками, во многих случаях могут заменять металлы. Большинство этих материалов можно приобрести у нескольких продавцов, поэтому производителям не нужно покупать проприетарные материалы у производителей принтеров по более высоким ценам.

Обширное расширение аддитивной экосистемы значительно упрощает внедрение новых технологий компаниями.Экосистема теперь включает в себя ряд контрактных принтеров, консультантов и поставщиков программного обеспечения и систем сканирования контроля качества, а также производителей принтеров и материалов. Участники варьируются от стартапов до гигантов, таких как Siemens, Dassault Systèmes и DowDuPont. Эта область вошла в благоприятный цикл: более крупная экосистема ведет к большему количеству приложений и снижению затрат, побуждая больше производителей применять технологию, что привлекает в экосистему еще больше игроков.

Эта статья также встречается в:

Additive выполняет свои обещания.Теперь он может конкурировать с традиционным производством по способности производить десятки и даже сотни тысяч единиц продукции в год. Фабрики могут использовать оптимизирующее программное обеспечение для настройки производства (изменение количества единиц или переключение между производимыми изделиями) или обновления продукции на лету с низкими затратами, вместо того, чтобы отключаться при расширении, переоснащении или изменении дорогостоящих сборочных линий, используемых на обычные растения. Добавка также позволяет компаниям изготавливать сложные изделия, которые невозможно изготовить с помощью субтрактивных (резка и сверление с ЧПУ) или формовочных (литье под давлением) технологий, лежащих в основе традиционного производства.И, наконец, добавка гораздо менее капиталоемка, чем обычное оборудование для массового производства: принтер стоимостью менее 1 миллиона долларов может заменить машину стоимостью 20 миллионов долларов, что позволяет иметь много небольших производственных площадок и размещать их поблизости от клиентов.

Все это объясняет, почему все большее число диверсифицированных, хорошо зарекомендовавших себя компаний - от BMW до Boeing до японского конгломерата Sumitomo - скупают объемные принтеры или даже производителей принтеров. General Electric, которая стремится не только использовать трехмерные принтеры, но и продавать их другим, очень агрессивно продвинулась в этой области: она приобрела трех производителей принтеров и разработала программное обеспечение для общения с машинами.

Как и любая развивающаяся технология, текущие приложения будут развиваться по мере обучения и могут трансформироваться во что-то совершенно иное. Некоторые неудачи и модификации неизбежны, но объем инвестиций и множество бизнес-моделей, которые сейчас коммерциализируются, демонстрируют, что игрокам почти во всех отраслях обрабатывающей промышленности следует подумать о добавлении.

Новые бизнес-модели

С чего начать массовому производителю в свете этих событий? Самое важное решение - это бизнес-модель.На данный момент появилось шесть. Первые три используют превосходство добавки в вариации продукта по сравнению с традиционным производством; четвертый и пятый максимизируют свои преимущества при изготовлении сложных продуктов; а шестой использует преимущества предлагаемой технологии. Эти модели могут использоваться как B2B, так и B2C предприятиями. Некоторые из них на практике продвинулись дальше, чем другие, но вместе они показывают диапазон возможностей, которые в настоящее время предоставляет добавка.

1. Массовая кастомизация.

Эта модель доводит ассортимент до крайности. Это влечет за собой создание одноразовых продуктов, которые точно адаптированы к потребностям или прихотям отдельных покупателей - корректировки, которые можно выполнить, просто загрузив цифровой файл каждого клиента в трехмерный принтер. Благодаря эффективности и точности цифровых технологий эти продукты стоят меньше, чем изделия, производимые традиционным способом, но более точно соответствуют индивидуальным спецификациям.

Массовая настройка подходит для любого крупного рынка, на котором клиенты недовольны стандартизированными, традиционно производимыми предложениями, а информацию о клиентах легко собрать.Среди множества примеров - слуховые аппараты, ортодонтические скобы, протезы, солнечные очки, аксессуары для автомобилей и мотоциклов, а также украшения для елки. В случае слуховых аппаратов лазерное сканирование уха пациента автоматически преобразуется в производственный файл, а принтер формирует оболочку. Электроника по-прежнему добавляется отдельно, но вскоре это может измениться, учитывая, что теперь можно печатать их прямо в оболочке.

Эта модель может быстро и существенно повлиять на всю отрасль.В слуховых аппаратах сдвиг произошел через полтора года, что привело к банкротству некоторых производителей.

Основная задача конкуренции - снизить затраты на получение информации об отдельных клиентах. Компаниям по производству слуховых аппаратов сначала потребовалось сканирующее устройство, которым сурдологи могли бы легко пользоваться. В этом случае клиенты были готовы пойти к аудиологу для проведения измерений. Напротив, покупатели ортопедических изделий и стелек на заказ не хотели посещать дорогостоящего ортопеда для измерения. Вот почему компания SOLS Systems, внедрившая инновации в этой области, не смогла сделать это самостоятельно; в 2017 году его приобрела другая обувная компания Aetrex Worldwide.Но разработка приложений для смартфонов, которые позволяют людям измерять собственные ноги, преодолевает препятствия для сбора информации. Компания HP Inc. разработала решение для трехмерного сканирования FitStation, которое можно разместить в магазинах. Рынок готов к взлету.

2. Массовое разнообразие.

Эта модель предназначена для клиентов, у которых есть сильные и разные предпочтения, но которым не нужны продукты, адаптированные к их личным характеристикам. Производители могут пропустить процесс сбора личной информации и предложить широкий выбор вариантов по доступным ценам.Как и в случае с массовой настройкой, единицы - разовые.

Некоторые производители ювелирных изделий, например, берут несколько базовых дизайнов и создают сотни или даже тысячи вариаций, которые они могут показать в Интернете или выставить в магазинах. Версии дисплея полые и выполнены из искусственного золота или серебра. Вместо того, чтобы поддерживать большой и дорогостоящий запас предметов, которые могут не продаваться, розничные торговцы могут дождаться реального спроса. Имея заказы на руки, они могут нанять контрактного производителя добавок, такого как Shapeways, для производства изделий из твердых драгоценных металлов, заказать желаемое изделие у дизайнера или приобрести трехмерный принтер для изготовления изделий на месте.

В условиях массового разнообразия основной конкурентной проблемой является правильный выбор. Предложение широкого выбора расширит рынок, но предоставление покупателям огромного количества возможностей может ошеломить их. И даже с добавкой каждый выбор увеличивает затраты на дизайн. Производители должны будут внимательно следить за рынком или использовать машинное обучение, чтобы постоянно улавливать желания потребителей и реагировать на них. Они должны быть готовы немедленно разрабатывать новые конструкции и удалять старые, которые не продаются - подход, который намного проще с аддитивным производством, чем с традиционным производством.

3. Массовая сегментация.

Эта модель значительно ограничивает разнообразие, предлагая всего несколько десятков версий продукта клиентам, потребности которых менее изменчивы и их легче предсказать, чем в случае с двумя предыдущими моделями. Он хорошо работает на сильно сегментированных рынках, таких как компоненты, разработанные специально для популярных продуктов B2B. Каждая версия обслуживает один сегмент и настолько отличается от других, что обычным производителям потребовались бы новые дорогостоящие станки для их изготовления.Таким образом, аддитивные компании могут производить их с меньшими затратами.

Все версии продукта в совокупности могут насчитывать сотни тысяч и более единиц. Таким образом, производство осуществляется партиями, а не разово. (Даже при добавлении, загрузка файлов, смена материалов и т. Д. Влечет за собой небольшие затраты на переключение.) Но поскольку по-прежнему легко переключить принтеры на другие продукты, компания ограничивает партии количеством, которое, как она уверена, может продать.

Эта модель также подходит для сезонных, циклических или краткосрочных модных рынков, которые сложно обслуживать традиционным производителям, поскольку они должны делать ставку на то, что потребители захотят через несколько месяцев в будущем, чтобы создать эффективную производственную линию.Производители добавок с их гораздо меньшими затратами на установку и затратами могут приступить к производству ближе к тому моменту, когда спрос действительно возникнет, предложить больше вариантов и избежать риска застрять с нежелательными товарами, которые должны быть сильно уценены при продаже.

RaceWare Direct, британская фирма, производящая аксессуары для серьезных велосипедистов, приняла модель массового сегментации. В нем продаются различные крепления для руля и другие прочные и легкие детали. Например, каждая версия его крепления для устройств GPS продается всего от нескольких сотен до нескольких тысяч единиц.Обычному производителю может потребоваться добиться экономии на масштабе, сделав всего одно крепление для всех таких устройств.

Компания Daimler пошла на массовую сегментацию поэтапно. Изначально добавка использовалась для изготовления запасных частей для старых грузовиков. После того, как компания освоила эту технологию, она начала производить специализированные детали для некоторых текущих моделей малотоннажных грузовиков. По мере роста количества обслуживаемых сегментов и увеличения количества проданных единиц в каждом сегменте в результате этого процесса будет генерироваться достаточно деталей, чтобы стать прибыльным аспектом бизнеса.

Основная задача конкуренции здесь заключается в выборе размера каждого сегмента и количества обслуживаемых сегментов. Меньшие сегменты лучше удовлетворят некоторых клиентов, но могут увеличить затраты на проектирование и переключение, особенно если для них требуются другие материалы или рабочие характеристики.

4. Массовая модуляризация.

Вместо того, чтобы предлагать клиентам разные версии продукта, эта модель предполагает продажу корпуса с трехмерной печатью со сменными модулями для вставки.В основном это относится к электронным устройствам, которые могут означать все, от автомобилей до истребителей и дронов. Пока этот подход использовался только для военной техники и некоторых нишевых автомобилей, но он имеет значительный потенциал, который, например, реализовал Facebook. Она купила Nascent Objects, дополнительный стартап, для создания модульных версий своих гарнитур виртуальной реальности и другого оборудования.

Вот еще одно приложение: смартфон, который позволяет покупателям покупать базовый блок, а затем вставлять модули.Экзоскелет базового блока напечатан в индивидуальной эргономичной форме или с ярким дизайном, и пользователи выбирают, какие модули вставлять с течением времени, по мере изменения их потребностей и предпочтений или по мере развития технологий, избавляя от необходимости покупать совершенно новый телефон. Несколько лет назад Google отказался от такого телефона, но австралийская компания Moduware разработала программное обеспечение, чтобы помочь производителям смартфонов разрабатывать базовые блоки. Moduware может получить прибыль от создания модулей, используемых в продуктах, разработанных с ее программным обеспечением.

Традиционные производители в различных областях уже предлагают модульные продукты. Но у трехмерной печатной продукции есть два преимущества. Во-первых, добавка позволяет настраивать базовый блок. Во-вторых, что более важно, этот блок может быть изготовлен совершенно по-новому, с антеннами, проводкой и схемами, напечатанными непосредственно на его корпусе или внутри него. Это снижает затраты на сборку, увеличивает возможности для миниатюризации и создает пространство для дополнительных электронных компонентов, которые могут быть интегрированы в продукт способами, с которыми традиционные модульные методы производства не могут справиться.

Основная задача конкуренции здесь - решить, что встроить в базовый блок, а что разместить в модулях, что влияет на ценообразование и универсальность продукта. Добавление большего количества в базовый блок упрощает передачу функций конкурента бесплатно, так же, как Microsoft сделала, включив браузер в свою операционную систему Windows, подорвав Netscape.

5. Массовая сложность.

Первые четыре модели используют гибкость присадок для создания различных версий продукта по низкой цене.Эта модель использует ее способность изготавливать изделия со сложной конструкцией, недоступной в обычном производстве, а также производить необычные формы и встраивать датчики и другие элементы. Эта способность снижает производственные затраты при одновременном повышении надежности продукта - как выяснила компания Vita-Mix, когда использовала принтер CLIP для изготовления сопла для своих коммерческих миксеров. Сейчас мы производим десятки тысяч таких насадок.

Boeing использует присадку для создания опор в форме сот для фюзеляжей самолетов.Сложная конструкция опор делает эти несущие детали такими же прочными, как и традиционные аналоги, но с гораздо меньшим количеством материала, что значительно снижает вес и расход топлива. Adidas использует принтеры CLIP для создания прочных, гибких и легких решетчатых структур для межподошвы кроссовок, которые слишком сложны для изготовления с помощью традиционных технологий. Ожидается, что в 2018 году будет напечатано 100 000 пар; 500000 в 2019 году; и в конечном итоге миллионы в год. Эти межподошвы лучше поглощают воздействие бега, чем обычные.

С появлением нового программного обеспечения для проектирования аддитивное производство теперь может реструктурировать материалы на микроуровне для улучшения таких свойств, как пористость, прочность, долговечность, эластичность и жесткость. Это может даже улучшить устойчивость продукта к воде, химическим веществам и бактериям.

Главный вызов здесь - просто человеческое воображение. Могут ли разработчики продуктов избежать традиционного мышления и разработать продукты, которые полностью используют потенциал присадок? Если так, массовая сложность может выйти далеко за пределы высокопроизводительных продуктов.А новое программное обеспечение от Autodesk, Dassault и других означает, что разработчикам продуктов, возможно, даже не придется думать. Это программное обеспечение позволяет разработчикам определять определенные атрибуты, а затем оставлять их на усмотрение компьютера для создания проекта, который оптимизирует производительность и стоимость, преодолевая компромиссы, которые ставили в тупик дизайнеров-людей. Например, автомобили можно было бы сделать и безопаснее, и легче. Такой «генеративный дизайн» может стать убийственным приложением, которое побудит многие компании перейти на аддитивные технологии, чтобы их конкуренты не предложили желанные новые продукты, которые просто недостижимы с помощью традиционных методов.

6. Массовая стандартизация.

Эта последняя модель атакует дома традиционных производителей. Это доказывает - вопреки отрицанию скептиков, что добавка является нишевой технологией, полезной только для мелкосерийного производства, - что при определенных обстоятельствах можно производить массовые стандартные продукты с небольшими затратами. Технология в этой области все еще развивается, но она может изменить правила игры.

Снимите видеоэкраны. При обычных процессах производства OLED-экранов расходуется много дорогих светоизлучающих электрохимических материалов.Принтеры, представленные сейчас на рынке, более точно обрабатывают эти материалы и, таким образом, производят более дешевые и высокопроизводительные экраны. Добавочные OLED-экраны для сотовых телефонов и других портативных устройств есть повсюду; производители телевизоров, заинтересованные в присоединении, проводят пилотные проекты по серийному производству экранов для телевизоров с этими принтерами.

Массовая стандартизация возможна даже для низкотехнологичной продукции. Cosyflex, система трехмерной печати, созданная Tamicare, производит текстиль путем распыления различных смесей полимеров и натуральных волокон на движущуюся платформу.Эта полностью автоматизированная система может производить готовую продукцию по более низким ценам, чем обычное производство, даже в больших масштабах. Tamicare по-прежнему занимается коммерциализацией своей технологии, но полученные на сегодняшний день результаты обнадеживают.

Добавка

теперь может реструктурировать материалы на микроуровне.

Со временем, по мере того, как 3-D принтеры становятся все более эффективными, они могут стать конкурентоспособными в производстве стандартизированных продуктов, даже если они не экономят на прямых расходах. Это связано с тем, что традиционное производство часто связано с большим количеством косвенных и накладных расходов: расширенной и рискованной цепочкой поставок, дорогостоящим капитальным оборудованием, сложной сборкой деталей, а также высокими затратами на товарно-материальные запасы или транспортировку.Добавка снижает все это. Более того, сами принтеры, как правило, дешевле, чем обычные машины с матричными элементами.

Основная конкурентная проблема здесь, вероятно, будет заключаться в том, насколько специализированы 3-D принтеры для этих продуктов. Специализация может помочь достичь эффективности, необходимой для массовой стандартизации, но может увеличить риск, ограничивая компании определенными отраслями.

Стратегические ходы

Эти шесть бизнес-моделей не исключают друг друга - компания может найти ценность как в большем разнообразии, так и в большей сложности.Топливные форсунки GE для реактивных двигателей сочетают массовую сложность с массовым сегментированием. Сопла представляют собой сложную комбинацию многих деталей, и для каждого типа реактивного двигателя требуется сопло разной формы. Поэтому GE использует добавку для создания десятков версий в средних количествах. Аддитивные межподошвы Adidas соответствуют модели массовой сложности, но отдельная линия будет использовать массовую настройку для удовлетворения потребностей бегунов высокого уровня или тех, кто сталкивается с особыми ортопедическими проблемами. Чтобы лучше понять предпочтения своих клиентов, Adidas рассматривает возможность переноса своего производства ближе к ним и, возможно, даже размещения некоторых из них в розничных магазинах.

Когда вы приобретете навыки аддитивных технологий, вы сможете применять их в различных конкурентных ситуациях. Вот несколько способов его использования против конкурентов, которые полагаются на традиционное производство:

Блокировка потенциальных конкурентов.

Предположим, у вашей компании сильные позиции на рынке, но она уязвима из-за того, что конкуренты нацелены на определенные сегменты. Вы можете использовать добавку для активного расширения линейки продуктов и предотвращения любых открытий. Похоже, что Hershey следует этой стратегии, инвестируя недавно в присадки.Несмотря на то, что он является доминирующим игроком в шоколадной промышленности США, он теряет долю рынка в пользу премиальных иностранных компаний, которые могут проникнуть на массовый рынок. Создание собственной линейки традиционных продуктов для модного итальянского или бельгийского шоколада было бы слишком дорогостоящим, потому что компания не могла продать достаточно, чтобы покрыть свое дорогое оборудование. Но с добавкой можно экономично изготавливать шоколад по целому ряду рецептов, используя множество небольших принтеров, каждый из которых посвящен стилю определенной страны, и тем самым не дает иностранным конкурентам расширять свои позиции.Hershey также надеется, что ее новые шоколадные принтеры станут настолько простыми в использовании, что они смогут продавать их в рестораны, пекарни и кондитерские, тем самым блокируя конкурентов, которые могут попытаться выйти на американский рынок по этим каналам.

Смещение лидера рынка.

Предположим, ваша компания пытается конкурировать с доминирующим игроком в вашей отрасли, который предлагает только несколько стандартных продуктов. Поскольку у него самая большая доля рынка, экономия на масштабе лидера позволяет ему инвестировать более агрессивно, чем ваша компания.Единственный способ соревноваться - изменить игру. С аддитивом ваша компания может дешево производить вариации стандартного продукта и определять, заинтересованы ли они в них. Если вы привлечете достаточный интерес, вы можете принять одну из бизнес-моделей, основанных на вариациях. Даже если ваши предложения не дешевле, чем у лидера, вы увеличите долю рынка, потому что клиенты будут счастливы получить выгоду от предложения, более близкого их вкусам и потребностям. По мере того, как вы добавляете больше разнообразия в свои предложения, вы можете отвлечь от лидера рынка так много клиентов, что ему придется сокращать масштабы, и его маржа резко упадет.Даже если лидер видит опасность, он будет изо всех сил пытаться отреагировать, потому что важность достижения экономии от масштаба за счет производства стандартных продуктов глубоко укоренилась в его мышлении.

Сосуществовать с лидером рынка.

Что делать, если вы обнаружите, что потребительский спрос на разнообразие недостаточен для вашей компании, чтобы захватить достаточную долю рынка, чтобы свергнуть лидера в ближайшее время? Вы все равно можете выбрать аддитивный подход и сосредоточиться только на нескольких сегментах - опять же, с бизнес-моделью на основе вариаций.Возможно, вы сможете ограничить своего конкурента его текущими рынками, упредив его возможности роста. В противном случае ваша компания могла бы выгодно сосуществовать с ней, используя разнообразие продуктов и ниши, чтобы избежать прямой конкуренции.

Преодоление конкурентов с сильными цепочками поставок или распределения.

Трудно превзойти мощную цепочку создания стоимости, но добавка может изменить правила игры, создав совершенно новую цепочку поставок материалов и запчастей. Это особенно верно в отношении бизнес-модели массовой сложности, которая позволяет вашей компании создавать новые версии продуктов с меньшим количеством деталей и из различных материалов.Если у вас есть поставщик с дополнительными мощностями, вы можете объединить с ним производство многих мелкосерийных деталей вашей компании, потому что он может легко переключаться между небольшими партиями. Аналогичная логика применима и к дистрибуции, потому что добавка позволяет вашей компании строить небольшие фабрики рядом с клиентами. (У некоторых компаний даже есть мобильные аддитивные фабрики - принтеры в грузовике, которые могут быстро переехать к нуждающемуся клиенту.) Поскольку добавка делает ваши фабрики и ваших поставщиков более гибкими, обычно она помогает снизить сложность цепочки поставок.

Эта динамика может защитить вас от рисков поставок и распределения, которые растут из-за растущего протекционизма. Если определенная деталь или материал внезапно станут намного дороже - из-за тарифов, стихийных бедствий или геополитической напряженности - вы можете изменить дизайн продукта, чтобы использовать меньше его. Или вы можете перераспределить производство на более безопасное место, просто переместив файлы дизайна на другое предприятие по добавлению.

Этот подход наиболее эффективен, когда ваш конкурент вынужден зависеть от длинных, географически и технически сложных цепочек поставок или распределения.

Изучение и захват новых рынков.

Один из способов изменить игру - перейти на соседние или совершенно новые рынки. Когда идеи или возможности появляются в любом месте, вы можете использовать добавку для разработки нового продукта, тестирования рынка, модификации продукта для повышения продаж и получения преимущества первопроходца быстро и с меньшими затратами. Добавка упрощает поисковый подход, поскольку позволяет получить формы и структуры продукта, превосходящие те, которые сейчас можно себе представить. И вы можете инвестировать прибыль от нового рынка, чтобы лучше конкурировать на существующем рынке.Это рискованный подход, но он может быть хорошим выбором для амбициозных предпринимательских компаний.

Становление общеиндустриального производства

В сочетании с мощной программной платформой аддитивное производство позволяет компаниям расширять свою деятельность. Например, в 2015 году GE построила замечательный завод в Пуне, Индия. Раньше каждый завод GE был предназначен для обслуживания одного подразделения, например авиации, здравоохранения или энергетики. Но поскольку Pune полагается на трехмерные принтеры, он может изготавливать детали для нескольких подразделений, что позволяет поддерживать коэффициент использования емкости выше, чем если бы он обслуживал только один бизнес.(Здесь также есть некоторое обычное производственное оборудование, чтобы производить детали, для которых добавка еще не является экономичной.) Если продажи реактивных самолетов стремительно растут, Пуна посвящает большую часть своего производства деталям для реактивных двигателей. Но если этот бизнес замедлится и спрос на возобновляемые источники энергии возрастет, эти производственные линии начнут производить ветряные турбины. На обычном предприятии переключение было бы слишком дорогим и затратным по времени.

.

Как работают 3D-принтеры?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 16 января 2020 г.

Даже лучшие художники изо всех сил стараются показать нам, какие объекты реального мира выглядят во всей своей трехмерной (3D) красе. Большую часть времени это не имеет значения - глядя на фотографию или эскиз, мы хорошая идея. Но если вы занимаетесь разработкой новых продукты, и вам нужно показать их клиентам или покупателям, ничто не сравнится с прототипом: модель, которую можно потрогать, подержать и Чувствовать.Беда только в том, что на изготовление моделей вручную уходит много времени. машины, которые могут создавать «быстрые прототипы», стоят целое состояние (до полмиллиона долларов). Ура, тогда 3D-принтеры, которые немного работают как струйные принтеры, и создавайте 3D-модели слой за слоем до 10 раз скорость и пятая стоимость. Как именно они работают? Давайте принимать внимательнее!

Фото: 3D-печать в действии: это печатающая головка принтера Invent3D, медленно создавая объект, слой за слоем, брызгая расплавленным синим пластиком из его точно движущегося сопла.Фото капрала. Джастин Апдеграфф любезно предоставлен Корпусом морской пехоты США.

От ручных прототипов до быстрого прототипирования

Фото: Качественный скоростной прототип космического самолета из воска. из чертежа САПР НАСА. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Раньше были такие вещи, как автоматизированное проектирование (САПР) и лазеры, модели и прототипы были кропотливо вырезаны из дерева или склеены из кусочков картона или пластика.Они могли взять дней или даже недель, чтобы заработать и обычно стоит целое состояние. Получение внесение изменений или дополнений было трудным и требовало много времени, особенно если использовалась сторонняя модельная компания, и это может оттолкнуть дизайнеров от внесения улучшений или комментарии на борту в последнюю минуту: "Слишком поздно!"

С появлением более совершенных технологий, идея под названием быстрое прототипирование (RP) зародилась в 1980-х. как решение этой проблемы: это означает разработку моделей и прототипы более автоматизированными методами, обычно в часы или дни чем недели, на которые уходило традиционное прототипирование.3D печать является логическим продолжением этой идеи, в которой дизайнеры собственные быстрые прототипы, за часы, с использованием сложных машин похожи на струйные принтеры.

Как работает 3D-принтер?

Artwork: Один из первых в мире трехмерных принтеров FDM, разработан С. Скоттом Крампом в 1980-х годах. В этом дизайне модель (розовая, 40) напечатана. на опорной плите (темно-синий, 10), который движется в горизонтальной (X-Y) направлениях, в то время печати головка и сопло (2 и 4, оранжевые) перемещаются в вертикальном (Z) направлении.В качестве сырья для печати используется пластиковый стержень (желтый, 46), оплавленный печатающей головкой. Процесс нагрева тщательно регулируется термопара (электрический датчик тепла), подключенная к регулятору температуры (фиолетовый, 86). Стержень выдавливается сжатым воздухом из большого резервуара и компрессор справа (зеленый, 60/62). С тех пор все немного изменилось, но основной принцип (создание объекта путем плавления и нанесения пластика под трехмерным контролем) остается прежним.Изображение из патента США 5,121,329: Устройство и метод для создания трехмерных объектов. Автор С. Скотт Крамп, Stratasys Ltd, 9 июня 1992 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Представьте, что вы строите обычный деревянный прототип автомобиля. Ты бы начните с бруска из цельного дерева и вырежьте внутрь, как скульптор, постепенно раскрывая «спрятанный» внутри предмет. Или если вы хотели сделать модель дома по архитектурному проекту, вы бы построили это как настоящий сборный дом, наверное, вырезая миниатюрные копии стен из картона и их склейка.Теперь лазер может легко вырезать из дерева форму, и это не выходит за рамки сферы возможностей научить робота приклеивать картон вместе - но 3D-принтеры не работают ни одним из этих способов!

Типичный 3D-принтер очень похож на струйный принтер. с компьютера. Он создает 3D-модель по одному слою за раз из снизу вверх, путем многократной печати на одной и той же области методом, известным как Моделирование методом сплавленного осаждения (FDM) . Работая полностью автоматически, принтер создает модель в течение нескольких часов, поворачивая 3D CAD. втягивание в партии двухмерных, поперечных слои - эффективно разделяют 2D-отпечатки, расположенные один поверх другой, но без бумаги между ними.Вместо использования чернил, которые никогда не накапливаются объем, принтер наносит слои расплавленного пластика или порошка и соединяет их вместе (и с существующей структурой) с помощью клея или ультрафиолета.

Q: Какие «чернила» используются в 3D-принтере? A: АБС-пластик!

Там, где струйный принтер распыляет жидкие чернила, а лазерный принтер использует твердый порошок, 3D-принтер не использует ни того, ни другого: вы не можете построить 3D-модель, накапливая цветную воду или черную пыль! Вы можете моделировать пластик.3D-принтер по сути работает, выдавливая расплавленный пластик через крошечное сопло, которое он перемещает точно под компьютером контроль. Он печатает один слой, ждет, пока он высохнет, а затем печатает следующий слой поверх. В зависимости от качества принтера, то вы получите либо потрясающе выглядящую 3D-модель, либо множество двухмерных пластиковых линий, грубо лежащих на друг на друга - как глазурь для торта с плохо нанесенным каналом! Очевидно, что пластик, из которого печатаются модели, имеет огромное значение.

Фотография: Пластиковые корпуса компьютеров, компьютерной периферии (мыши, клавиатуры и принтеры) и других электронных устройств (калькуляторы и мобильные телефоны) обычно изготавливаются из АБС-пластика.Это внутренняя часть корпуса мобильного телефона, где показано место, где он помечен символом «АБС-пластик» с символом переработки (большего размера, вставка).

Когда мы говорим о пластике, мы обычно имеем в виду «пластик»: если вы прилежный переработчик, вы знаете, что существует много типов пластика, и все они различны как химически (в их молекулярном составе), так и физически (в их отношение к теплу, свету и т. д.). Неудивительно, что в 3D-принтерах используются термопласты (пластмассы, которые плавятся при нагревании и превращаются в твердые, когда снова охлаждают), и, как правило, тот, который называется АБС (акрилонитрилбутадиенстирол).Пожалуй, наиболее знакомый материал, из которого изготавливаются кирпичи LEGO®, ABS также широко используется в салонах автомобилей (иногда и во внешних деталях, таких как колпаки), для изготовления внутренних частей холодильников и в пластиковых деталях компьютеров (вполне вероятно, что это мышь и клавиатура, которые вы используете сейчас, сделаны из АБС-пластика).

Так почему этот материал используется для 3D-печати? На самом деле это смесь твердого и прочного пластика (акрилонитрил) с синтетическим каучуком (бутадиенстирол). Он идеально подходит для 3D-печати, потому что он твердый при комнатной температуре и плавится при температуре чуть выше 100 ° C (220 ° F), что достаточно прохладно, чтобы плавиться внутри принтера без слишком сильного нагрева, и достаточно горячее, чтобы модели, напечатанные с его помощью, выиграли ''. они тают, если их оставить на солнце.После застывания его можно отшлифовать или покрасить; Еще одним полезным свойством АБС является то, что он имеет бело-желтый цвет в необработанном виде, но могут быть добавлены пигменты (химические вещества цвета в краске), чтобы сделать его практически любым цветом. В зависимости от типа принтера, который вы используете, вы подаете на него пластик в виде маленьких шариков или нитей (например, пластиковых ниток).

Вам не обязательно печатать в 3D с помощью пластика: теоретически вы можете печатать объекты, используя любой расплавленный материал, который достаточно быстро затвердевает и схватывается.В июле 2011 года исследователи из Английский университет Эксетера представил прототип пищевого принтера, который может печатать 3D-объекты из расплавленного шоколада!

Преимущества и недостатки

Фото: B9Creator ™ - типичный недорогой 3D-принтер своими руками. Первоначально он был доступен в виде набора по цене 2495 долларов; теперь он приходит в собранном виде в трех разных версиях по цене от 6000 до 12000 долларов. Фото любезно предоставлено Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликовано на Flickr в 2012 г. по лицензии Creative Commons.

Производители 3D-принтеров заявляют, что они в 10 раз быстрее, чем другими методами и в 5 раз дешевле, поэтому они дают большие преимущества для люди, которым нужны быстрые прототипы за часы, а не дни. Хотя 3D-принтеры высокого класса, они по-прежнему дороги (обычно около 25 000–50 000 долларов), они часть стоимости более сложных машин RP (которые входят в от 100 000 до 500 000 долларов), а гораздо более дешевые машины также доступны (вы можете купить комплект 3D-принтера Tronxy примерно за 100–200 долларов).Они также достаточно маленькие, безопасные, простые в использовании и надежны (функции, которые сделали их все более популярными в таких местах, как проектные / инженерные школы).

С другой стороны, отделка моделей, которые они производят, обычно уступает тем, которые производятся на станках с РП более высокого класса. Выбор материалы часто ограничиваются одним или двумя, цвета могут быть грубыми, и текстура может не очень хорошо отражать предполагаемую отделку продукта. Как правило, 3D-печатные модели может быть лучше для предварительной визуализации новых продуктов; Больше сложные машины RP могут быть использованы позже в процессе, когда проекты ближе к доработке и такие вещи, как точная поверхность текстура важнее.

Приложения

Для чего можно использовать 3D-принтер? Это немного похоже на вопрос "Как можно ли использовать копировальный аппарат? "Теоретически единственным ограничением является воображение. На практике пределы - это точность модель, с которой вы печатаете, точность вашего принтера и материалы, которыми вы печатаете. Современная 3D-печать была изобретена около 25 лет назад, но по-настоящему он начал набирать обороты только в последнее десятилетие. Много технология все еще относительно новая; даже в этом случае диапазон использования 3D-печати довольно удивительно.

Медицина

Фото: пластиковые сердца, напечатанные на 3D-принтере, позволяют хирургам проводить операции без риска. Модель доктора Мэтью Брамлета. Фотография, являющаяся общественным достоянием, опубликована на Flickr благодаря галерее изображений NIH США и 3D Print Exchange.

Жизнь - это путешествие в один конец; склонные к ошибкам стареющие люди со складками, осыпающиеся тела, естественно, видят большие перспективы в технологии, которая возможность создания заменяющих частей тела и тканей. Поэтому врачи были одними из первых, кто начал изучать 3D-печать.Уже у нас видел 3D-печатные уши (от индийской компании Novabeans), руки и ноги (от Limbitless Solutions, Biomechanical Robotics Group и Bespoke) и мускулы (от Корнельского университета). 3D-принтеры имеют также использовались для производства искусственной ткани (Organovo), клеток (Samsara Sciences) и кожа (в партнерстве косметических гиганты L'Oreal и Organovo). Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью напечатанные на 3D-принтере органы для замены (например, сердце и печень), все быстро движется в этом направлении.Один проект, известный как Тело на чипе, управляется Институтом регенеративной медицины Уэйк Форест в Северной Каролине, печатает миниатюрные человеческие сердца, легкие и кровеносные сосуды, помещает их на микрочип и проверяет их искусственной крови.

Помимо сменных частей тела, все чаще используется 3D-печать. используется для медицинского образования и обучения. В детском доме Никлауса Больница в Майами, Флорида, хирурги практикуют операцию на 3D-копии детских сердечек.В другом месте то же самое Техника используется для репетиции операции на головном мозге.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Проектирование и испытание самолетов - сложный и дорогостоящий бизнес: Боинг Dreamliner содержит около 2,3 миллиона компонентов! Хотя компьютерные модели могут использоваться для проверки многих аспектов того, как самолеты вести себя, точные прототипы еще нужно сделать для таких вещей, как испытания в аэродинамической трубе. А 3D-печать - простой и эффективный способ сделай это. В то время как коммерческие самолеты строятся в большом количестве, военные самолеты, скорее всего, будут сильно индивидуализированы, а 3D-печать позволяет проектировать, испытывать и производить мелкосерийные или единичные детали как быстро и экономично.

Фото: ВМС США с тех пор тестируют 3D-принтеры на кораблях. один был установлен на USS Essex в 2014 году. Теоретически бортовой принтер делает корабль более самодостаточным, с меньшим количеством запасных частей и материалов, особенно в военное время. Это подводное беспроводное зарядное устройство, напечатанное на 3D-принтере. типично для объектов, которые могут быть напечатаны во время миссии в море. Фото Девина Писнера любезно предоставлено ВМС США.

Космические аппараты даже сложнее самолетов и имеют дополнительные недостаток в том, что они «производятся» в крошечных количества - иногда бывает только один.Вместо того, чтобы идти на все расходы изготовления уникальных инструментов и производственного оборудования, он может многое Разумнее печатать на 3D-принтере одноразовые компоненты. Но зачем вообще делать части космоса на Земле? Доставка сложных и тяжелых конструкций в пространство сложно, дорого и требует много времени; способность к производить вещи на Луне или на других планетах, может оказаться бесценный. Легко представить космонавтов (или даже роботов) в 3D. принтеры для производства любых предметов, которые им нужны (включая запасные частей), вдали от Земли, когда они им нужны.Но даже обычные космические проекты, порожденные Землей, могут извлечь выгоду из скорость, простота и дешевизна 3D-печати. Последний, поддерживаемый людьми НАСА Ровер использует детали, напечатанные на 3D-принтере, созданные с помощью Stratasys.

Фото: Запасные части и ремонт - без проблем. Крупным планом - 3D-принтер Lulzbot Taz 6, используемый для изготовления запасных частей на борту военного корабля США. Фото Кристофера А. Велойказы любезно предоставлено ВМС США.

Визуализация

Создание прототипов самолетов или космических ракет является примером гораздо более широкое применение для 3D-печати: визуализация того, как новые дизайны будут смотреть в трех измерениях.Мы можем использовать такие вещи, как виртуальная реальность для это, конечно, но люди часто предпочитают то, что видят и прикоснуться. Все чаще 3D-принтеры используются для быстрого и точного архитектурное моделирование. Хотя мы (пока) не можем печатать 3D в материалах такие как кирпич и бетон, есть широкий ассортимент пластмасс доступны, и их можно раскрасить, чтобы они выглядели как реалистичные здания отделка. Таким же образом 3D-печать теперь широко используется для прототипирование и тестирование промышленных и потребительских товаров. Поскольку многие повседневные вещи вылеплены из пластика, 3D-печатная модель может выглядеть очень похож на готовый продукт - идеально подходит для фокус-группы тестирование или исследование рынка.

Персонализированные товары

От пластиковых зубных щеток до фантиков - современная жизнь здесь-сегодня, ушел-завтра - удобно, недорого и одноразово. Однако не все ценят серийное массовое производство. вот почему так популярны дорогие «дизайнерские этикетки». в в будущем многие из нас смогут воспользоваться преимуществами доступные, персонализированные продукты, изготовленные по индивидуальному заказу Технические характеристики. Ювелирные изделия и модные аксессуары уже печатается в 3D.Так же, как веб-сайт Etsy создал всемирное сообщество ремесленников, поэтому Zazzy воспроизвел что с использованием технологии 3D-печати. Благодаря простым онлайн-сервисам вроде Shapeways, каждый может сделать свои собственные ник-нэки на 3D-принтере для себя или для себя. продавать другим людям без затрат и хлопот, связанных с использованием собственного 3D-принтера (даже Staples теперь предлагает услуги 3D-печати в некоторых своих магазинах).

«Товары по индивидуальному заказу» - это не просто вещи, которые мы покупаем и используем: еда, которую мы едим, тоже может попасть в эту категорию.На приготовление нужно время, умение и терпение, потому что готовится аппетитный еда выходит далеко за рамки смешивания ингредиентов и нагревания их на плите. Поскольку большинство продуктов можно выдавливать (выдавливать через сопла), они могут (теоретически) также можно напечатать в 3D. Несколько лет назад, Зло Безумный Scientist Laboratories в шутку напечатали какие-то странные предметы из сахар. В 2013 году New York Times обозреватель А.Дж. Джейкобс поставил перед собой задачу распечатать всю еду, включая тарелку и столовые приборы. в он случайно натолкнулся на работу Ход Липсона из Корнельского университета, кто верит, что еда может быть когда-нибудь лично, напечатана на 3D-принтере точные потребности вашего организма в питании.Что аккуратно переносит нас в будущее ...

Фото: Теоретически вы можете делать 3D-отпечатки из любого сырья, в которое вы можете подавать. ваш принтер. Вот несколько фантастических 3D-объектов, напечатанных из сахарного песка от "CandyFab 4000" (взломанный старый плоттер HP) от всегда веселых людей в лабораториях злых безумных ученых. Фотография любезно предоставлена ​​Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликована на Flickr в 2007 году по лицензии Creative Commons License.

Будущее 3D-печати

Многие люди верят, что 3D-печать возвестит не только о приливной волне нахальных пластиковых уловок, но революция в обрабатывающей промышленности и мировая экономика, которой он управляет.Хотя 3D-печать будет безусловно, позволяет нам делать наши собственные вещи, есть ограничить то, что вы можете достичь самостоятельно с помощью дешевого принтера и трубка из пластика. Реальные экономические выгоды могут быть получены, когда 3D-печать повсеместно принята крупными компаниями в качестве центрального столп обрабатывающей промышленности. Во-первых, это позволит производители предлагают гораздо больше возможностей настройки существующих продуктов, поэтому доступность серийного массового производства будет в сочетании с привлекательностью одноразового ремесла, сделанного на заказ.Во-вторых, 3D-печать - это, по сути, роботизированная технология, поэтому она будет снизить стоимость производства до такой степени, что опять же, экономически выгодно производить товары в Северной Америке и Европа, которую в настоящее время собирают дешево (плохо оплачиваемыми людьми) в таких местах, как Китай и Индия. Наконец, 3D-печать повысит производительность (поскольку для изготовления тех же вещей потребуется меньше людей), снижение общие затраты на производство, что должно привести к снижению цен и больший спрос - и это всегда хорошо для потребителей, производители и экономика.

.

Смотрите также