Приветстван от някои наблюдатели като "индустриална революция за дигиталната ера", бързото производство от известно време променя лицето на производствената индустрия. Мнозина смятат, че технологията за 3D печат демократизира дизайна и производството, което го прави по-достъпен и по-малко зависим от икономии от мащаба. Традиционните производствени методи често се състоят от прекомерни разходи за инструменти, което означава, че по-малките фирми и физически лица често се продават на пазара, когато става въпрос за разработване на продукти. Триизмерният печат обаче беше приветстван като играч за промяна и позволи на бизнеса да направи напредък в производството, който преди беше немислим.
Тук в Freshome ние сме заинтригувани от процеса на 3D печат и искахме да разберем повече за тази разрушителна технология, която революционизира производствената индустрия. За щастие имаше експерт в областта, който да отговори на някои от нашите въпроси. Д-р Фил Рийвс е управляващ директор и главен консултант в Econolyst Ltd, базирана в Обединеното кралство, специализирана в производството на адитиви и изследователска фирма, работеща с широка гама клиенти в цяла Европа, Северна Америка, Близкия Изток, Африка. Д-р Рийвс съветва доставчиците на системи за производство на адитиви за бъдещата стратегия за бизнеса и технологиите и потребителите на технологии за бизнес ползите от приемането на АМ.
Какво точно е 3D отпечатване?
Триизмерният печат е термин, използван за описване на редица нововъзникващи технологии, които произвеждат осезаем продукт от триизмерни компютърни данни. Технологията често се нарича промишленост като "добавка за производство", тъй като подходът работи чрез свързване на двуизмерни слоеве от материала, слой по слой, докато 3D частта бъде завършена.
Триизмерното печатане е вече около 20 години, какъв напредък е постигнат през това време?
Ранните машини за 3D печатане бяха използвани само за модели Rapid Prototyping (RP), използвани при разработването на продукта. Тези ранни RP модели имат много ограничена сила и често се деформират или разграждат в рамките на седмици или дори дни на производство. Но като се има предвид, че те са били използвани само за оценка на формата или формата на продукта, това било приемливо по онова време.
Тъй като технологията е узряла, така че гамата от материали, с които разполагаме, се е увеличила и с това са постигнати подобрения в механичните свойства и дълголетието. Сега можем да произвеждаме части от метали като титан или злато, полимери като ABS, найлон и поликарбонат или керамика като алуминий или цирконий.
Успоредно с това технологиите стават по-големи и по-бързи, което ги прави по-продуктивни и по-икономични по отношение на обема на производство. Това е съчетаването на повишена производителност с повишена пригодност на материалите, което кара технологията да се използва за производство на главни потоци в области като ортопедични импланти, зъбни капачки и коронки, слухови апарати, калъфи за мобилни телефони, протезни кожуси и вътрешни продукти за дома.
Как се използва 3D технологията за печат в индустрията на интериора?
Интересното е, че интериорите за дома бяха едно от първите приложения, в които 3D Printing наистина се използваше за производство на продукти, а не просто прототипи. Около края на хилядолетието някои млади творци, които бяха изложени на технологиите за достъп до технологии в Университета, започнаха да създават предприятия за продажба на 3D отпечатани интериорни продукти, от лампи и плодови чаши, до мебели и изкуство.
Вероятно най-влиятелното беше Ян Киттенън в свободата на сътворението. Janne разбрал силата на триизмерния печат по отношение на бизнеса. Той успя да установи компания, продаваща геометрично сложни продукти, които преди това бяха немислими, без да е необходима предварителна капиталова инвестиция в инструментална екипировка. Чрез интернет той можеше да продава продуктите, преди да са били дори произведени, като получиха малки партиди, произведени при поискване от компании от трети страни, които инвестираха в технологията за триизмерно печатане, за да обслужват индустрията на RP.
Други компании като Materialise MGX скоро започнаха обединяването на 3D печатни интериорни продукти от различни дизайнери и маркетинга им чрез по-традиционните интериорни търговци на дребно. Други дизайнери на 3D дизайни като Lionel Dean в Future Factories си партнират със съществуващи интериорни производители като осветлението на Kundalini в Италия, използвайки своите канали, за да пуснат на пазара триизмерни печатни продукти.
И как се използва от архитектите?
В момента триизмерният печат все още е много бърз инструмент за създаване на прототипи за архитектите. Тъй като все повече и повече архитекти са преминали от софтуера 2D Computer Aided Design (CAD) към 3D CAD, те успяха да се възползват от връзката между 3D CAD и 3D отпечатване. Понастоящем архитектите произвеждат много подробни модели на сгради, интериори, 3D планове и дори цялостни генерални планове за реконструкции, които са възможни чрез свързване на 3D отпечатване с топологично сканиране и сателитни данни. Възможно е дори да се извлекат данни от конкретна географска област от Google Земя, а 3D отпечатайте това като помощ за генериране на планиране.
Сега виждаме някои компании разработващи 3D технология специално за строителната индустрия, като D-Shape.D-образната форма е разработила широкомащабна 3D печатна система, която използва регенериран мраморен прах или пясък, който се консолидира чрез изливане на свързващо вещество в материала. D-Shape сега произвежда сравнително големи (около 5 метра висок) архитектурни продукти като беседки, павилиони, паркоместа и мебели. Други изследователски групи разглеждат мащаба на триизмерното печатане за производството на цели сгради, но мисля, че това е може би десетилетие или две от това да не е реалност, ако въобще.
До каква степен тенденциите на пазара и очакванията на потребителите задвижват 3D отпечатване?
Със сигурност има много интерес и хипнотизация около 3DP в момента. От една страна това е добро нещо. От друга страна, обаче, трябва да внимаваме да не преодоляваме възможностите на технологията. Технологията е много добра в отговор на някои пазарни тенденции, като например пазара за по-стилистични и индивидуални покрития за мобилни телефони. Технологията също така реагира на нарастването на онлайн гейминг и социални мрежи, което позволява героите и аватарите на онлайн игрите да бъдат реализирани в осезаеми, но персонализирани продукти.
Но все още съществуват ограничения по отношение на икономическите и материалните възможности на процеса. Очакват се, че един ден 3D печат ще може да отпечата почти всичко, дори в дома, от саксии и тигани, до счупени части на перални машини, душове или дистанционното управление на телевизора. Реалността е, че години наред сме далеч от подобни системи. Но ние вече имаме относително основни системи, насочени към потребителския пазар, които са подходящи за производството на основни играчки, игри и любопитно.
Какъв е ефектът от 3D печата върху дизайнерските и производствените процеси?
Един от най-важните аспекти на 3D печат е способността да се произвеждат сложни геометрии с малко или никакво наказание. Всъщност, триизмерното печатане често се използва, за да се произвеждат продукти, които са невъзможни да се произвеждат, като се използват традиционни процеси, като пластмасови шприцформи. Дизайнерите използват тази геометрична гъвкавост, като позволяват по-големи и по-големи нива на диференциация на продуктите. В крайна сметка никой продукт 3DP не трябва да бъде същият.
Тази единична производствена партида също е непреодолим фактор за производителността. В миналото икономиката на преработващата промишленост винаги се основаваше на производството на достатъчно компоненти за покриване на разходите за дълготрайни активи, като инструменти за плесен. Но след като отнемете необходимостта от инструментите за моделиране, икономическият модел се промени драматично.
Процесът на 3D отпечатване представлява реални ползи по отношение на веригата за доставки. Можете ли да обясните тези предимства?
Триизмерният печат не е просто разрушителна технология, която се използва за заместване на формоване, леене или обработка, а е технология, която позволява на компаниите да мислят по различен начин за техните вериги за доставки и по-важна за веригата на стойността и взаимодействието с клиентите в рамките на бизнеса си. Наистина има шест основни ползи в тази верига на стойността, които произтичат от въвеждането на 3D отпечатване.
- Цифрово производство и производство на инструменти - позволяващо увеличаване на разновидностите на продуктите и по-малка икономическа партидна продукция в подкрепа на специфични географски, демографски или социални тенденции
- Използване на свободите на дизайна - позволявайки производството на продукти с нарастващи нива на геометрична сложност, с малко или никакво наказание
- Позволява персонализиране на продукта - свързване на малък обем продукция в партидни размери от една сложна геометрия за реализиране на индивидуализирани продукти
- Предлагане на нов опит в търговията на дребно - ангажиране на потребителя в опита си с дизайна на продукта чрез онлайн или в магазина достъп до интуитивни софтуерни инструменти или 3D сканиране
- Насочване към развиващите се пазари - свързване на персонализирането на продуктите с достъпността на дребно за застаряващо население и променящо се население
- Озеленяване на веригата за доставки - намаляване на запасите, смекчаване на отпадъците от опаковки, намаляване на логистиката и намаляване на производството на CO2
В действителност, триизмерният печат може напълно да преориентира веригата за доставки, тъй като поставя потребителя както в задния, така и в предния край на веригата. Потребителите могат да се включат в първоначалния дизайн на продукта или да поръчат при поискване, като продуктите се правят след обмяната на плащанията. Триизмерният печат може да даде възможност както за бърза реакция на веригата за доставки, така и за слаб - ние го наричаме "законно производство".
Какви са материалните ограничения на триизмерния печат и какъв напредък се постига, за да се преодолеят тези ограничения?
Както вече казахме, все още имаме материални ограничения. Някои са физически, някои са икономически, някои са естетически, други са екологични. Процесите на 3D печат все още се борят да постигнат механичните свойства на формованите пластмаси или металните части, изработени от твърдо вещество. Но в лабораториите и университетите в света има много работа, за да разширим обхвата на материалите и да подобрим това, което вече имаме.
Виждаме също така, че повече фирми влизат в веригата за доставки на материали, което намалява цената на суровините, което, разбира се, влияе върху икономиката на крайните произведени части. Също така виждаме по-добра дефиниция на цветовете и прозрачност, подобрявайки естетиката на частите, както и по-устойчиви материали като зелени полимери като Nylon 11 и PLA, произхождащи от растения, а не от нефт. Все още имаме много дълъг път, но ние се движим бързо и се движим в правилната посока.
Какви са основните препятствия пред триизмерния печат, който се превръща в основна технология?
Както казахме, материалите са проблем, но това може да бъде смекчено до известна степен чрез дизайна на продукта.Икономиката е проблем, тъй като производството на 3D печатни машини и материали е сравнително скъпо и относително бавно, което прави частите, които произвеждат, по-скъпи от тези, произведени от масовите производствени техники. Въпреки това, с намаляването на цените на материалите и увеличаването на производителността, икономическите възможности на триизмерното печатане стават по-приемливи.
Другото основно ограничение е знанието. Много компании просто не разбират как да използват триизмерния печат или къде да го позиционират в тяхната верига на стойността. Текущата им производствена верига се чувства уязвима, техните продуктови дизайнери не разбират напълно как да се възползват от геометричните ползи и техните маркетингови функции се борят да разберат как да интегрират триизмерното печатане в клиентската верига за стойности. Предполагам, че тук идваме като консултантска фирма, която помага на компаниите да разберат тези въпроси, да оценят технологиите, да разработят бизнес случая и да внедрят в потока от стойности.
С навлизането на нискоразходни преносими настолни 3D печатни машини се говори, че скоро ще ги имаме в домовете си. Колко вероятно е този сценарий?
Имам две уреди за 3D печат в моята къща и децата ми ги обичат. Но след това, един погребал може би има един странен ковчег от двама в гаража. Сериозно интереса към домашния 3D печат е феноменален през последните няколко години, както и ръстът в компаниите, които правят машини за обслужване на пазара. Последният път, когато преброихме, открихме над 40 компании по целия свят, които произвеждат принтери за домашни и потребителски продукти от нисък клас. Повечето се основават на същия дизайн с отворен код на екструдиране на разтопен полимер през дюза, но някои използват други подходи. Миналата година бяха продадени около 15 000 домашни принтера. Очакваме този брой да е по-близо до 60 000 тази година (може би повече). Така че не всеки дом - все още.
В момента повечето домашни машини се използват от хора, които се интересуват от технологията или се интересуват от дизайна на продуктите. Виждаме все повече и повече хора, които купуват, за да подкрепят своите хобита, независимо дали става въпрос за части от въздухоплавателни средства с дистанционно управление или дори за персонализирани риболовни примамки. Те са страхотни от гледна точка на образованието - вземете 3D принтер, кохеинова храна за оцветяване, оцет и сода бикарбонат и имате най-добрия проект за домашна работа на вулкан, който спечели "класа".
Какъв съвет бихте дали на предприемачите, които търсят да проучат 3D печата като потенциална бизнес инвестиция?
Трябва да познавате своя пазар, да познавате клиентите си и да знаете уменията си. Има много възможности в цялата верига за доставки от проектиране на 3D печатни продукти, продажба на дребно онлайн или на главната улица, разработване на софтуерни интерфейси, които позволяват на други да се занимават с проектиране, формулиране на нови материали или за по-дълбоки джобове,, За компаниите ключът е да се разбере опита на клиентите и стойността на технологията. За някои компании 3D печат е безшумен улеснение - улеснява живота на фирмите. За други, триизмерният печат е "куката", причината за съществуването на продукта, диференциращото устройство. След като компаниите разберат как 3D печатът може да добави стойност, тогава трябва да разберат как да го използват и кога да го използват, но това е друга история.
Freshome би искал да благодари на д-р Фил Рийвс за експертните си прозрения в света на 3D печат. Всички изображения, представени в тази статия, са предоставени от свободата на творчеството
