Что такое 3D печать в современном мире?
Когда был изобретен Интернет, мало кто представлял масштабы его влияния на то, как мы живем и работаем сегодня. Он полностью изменил способы ведения бизнеса, обучения, коммуникации между людьми. 3D печать во многом повторяет этот путь. В небольших масштабах она уже изменила способ организации производственных процессов в некоторых секторах и имеет потенциал для более широкого применения. Одной из главных особенностей этой индустрии является то,что трехмерной печати в промышленных масштабах требуется меньше промежуточных продуктов (или же они не нужны вовсе), которые теперь часто импортируются из других стран.
Как используются 3D принтеры?
- для печати функциональных частей — 34%;
- подгонка и сборка — 16%;
- образование и исследования — 11%*;
- печать шаблонов для литья — 8%;
- печать компонентов инструментов — 7%;
- печать прототипов инструментов — 7%;
- печать объектов для презентаций — 7%
- печать наглядных пособий — 7%;
- печать иных объектов — 3%.
По данным опроса 61 производителя 3D принтеров. *11% принтеров используются на курсах обучения инженеров по работе с ними или для исследовательских целей.
До недавнего времени существовала лишь одна модель: когда для создания конечного продукта традиционным способом, например, компьютерной мыши, различные компоненты сначала производятся отдельно, а затем собираются в готовый продукт. 3D принтер работает совершенно по-другому и в нем мышь может быть напечатана целиком, поэтапно. Процесс сборки в этом случае полностью отпадает за ненадобностью, сокращая время и затраты на производство. Более того, в процессе создания могут быть добавлены настраиваемые индивидуальные характеристики и функции, например, специальная форма мыши.
Однако индустрия печати имеет еще более важный и перспективный потенциал — потребители могут самостоятельно печатать нужную им продукцию. Относительно низкие затраты на производство одного или нескольких единиц продукта, а также потребность только в сырье (в «чернилах» для 3D принтера — пластике или ином материале) делают 3D печать доступной для потребителей, которые хотят выпускать продукцию для своих нужд.
В краткосрочной и среднесрочной перспективе навыки, необходимые для работы с настольным 3D принтером, его высокая цена и относительно дорогостоящее сырье являются препятствиями на пути массового распространения трехмерной печати в глобальных масштабах. Однако уже сейчас намечена четкая тенденция к преодолению подобных барьеров. 3D принтеры неизбежно станут дешевле, а высокие цены на сырье должны привести к большему количеству поставщиков и, следовательно, к снижению стоимости.
Впрочем, для производств — для тех, кто намерен внедрять 3D печать в потоковое создание продукции, этот тренд не является серьезной угрозой. Хотя многие потребители могут со временем приобрести навыки работы с 3D принтерами, не все из них превратятся в индивидуальных производителей. Хотя инновации в искусственном интеллекте могут облегчить им работу (например, вы просто сообщаете компьютеру, какой продукт хотите, и он преобразует эту информацию в файл для 3D печати), далеко не все захотят это сделать. Таким образом, производственные компании будут продолжать существовать.
Технологический прогресс в профессиональных принтерах повысит быстродействие и увеличит массовое производство, недоступное для любительского настольного принтера. В общих чертах перспективы таковы: потребители, которые любят индивидуальные продукты и готовы платить за них, будут печатать дома. Те, кто предпочитает стандартизованные продукты, будут приобретать товары, сделанные профессиональными 3D принтерами, когда они смогут конкурировать с традиционными методами массового производства.
Технология 3D печати потенциально может быть применена ко многим продуктам. Промышленные машины, автомобильные, аэрокосмические, медицинские / стоматологические устройства и потребительские товары — это пять отраслей, которые уже довольно давно используется 3D печать.
Многие производственные компании из этих отраслей были крупнейшими инвесторами в разработку 3D принтеров в течение последнего десятилетия. Медицина, стоматология и аэрокосмическая промышленность — это сферы, в которых больше всего используются 3D принтеры и печатные услуги. Но они представляют собой сравнительно небольшие отрасли — заметно меньшие, чем промышленное машиностроение, автомобильная и потребительская продукция. Эти три отрасли отвечают за львиную долю мировых инвестиций в 3D печать.
Ниже более подробно описывается, как применяется трехмерная печать в пяти основных отраслях промышленности. Основной вывод заключается в том, что в большинстве случаев принтеры еще не подходят для массового производства, за некоторыми исключениями. Например, автомобильная промышленность инвестирует в это оборудование уже более трех десятилетий, но принтеры в основном используются для прототипирования, для создания специальных инструментов или деталей. Тем не менее, Honda и Local Motors выпустили автомобили, которые почти полностью состоят из трехмерных печатных элементов. Пока что 3D печать касается производства нескольких единиц или деталей, а не массового производства.
| Области применения | Доля от всех продаваемых 3D принтеров | Примеры того, что можно сделать | Влияние на производство |
| Промышленное оборудование | 19% | Вспомогательные инструменты (крепления, фиксаторы) | Сокращение времени производства, удешевление |
| Аэрокосмическая отрасль | 18% | Геометрически сложные и легкие детали | Сокращение объема хранения запасов, в некоторых случаях — увеличение скорости производства и удешевление |
| Автомобилестроение | 15% | Функциональные прототипы, небольшие и сложные детали для люксовых и старинных автомобилей. Массовое производство конкретных инструментов и деталей, а также прототипирование. | Оптимизация или даже устранение некоторых циклов производства (сварка, сборка). Конструктивные и производственные инструменты становятся доступными. |
| Потребительские товары | 13% | Микро-электромеханические системы, микроволновые схемы, устройства идентификации радиочастот внутри твердых металлических объектов (RFID), крепления, фиксаторы. | Ускорение процесса проектирования, возможность создания функциональных прототипов и запасных частей по требованию. |
| Медицина, стоматология | 11% | Протезы, зуботехнические приспособления, слуховые аппараты. | Сокращение времени обработки, оцифровка производственного процесса, простое воспроизведение производственных свойств. |
| Прочее | 24% |
У аэрокосмических компаний есть опыт серийной печати некоторых частей тиражом до нескольких тысяч, а не так давно Ikea выпустила для своей новой коллекции 2017 года напечатанный стул. Медицинская сфера — это область, в которой 3D печать продвигается быстро и чаще всего заменяет производство на традиционных машинах. Например, глобальный обзор генерального директора PWC (2016) сообщает, что теперь все медицинские слуховые аппараты на рынке производятся с помощью трехмерных принтеров, причем технология 3D-печати превосходит традиционное производство как по стоимости, так и по качеству.
Индивидуальный характер этих продуктов объясняет, почему 3D печать так востребована в этом секторе. Следует подчеркнуть, что помимо технических предпосылок для более широкого применения 3D печати, необходима экономическая жизнеспособность для массового производства. Данные, представленные ниже, демонстрируют, что использование трехмерных принтеров при создании определенной продукции, например, в атомобильной отрасли не всегда целесообразно.
| Продукт | Есть ли техническая возможность печати на 3D принтере? | Экономически выгодно использовать 3D печать вместо традиционных методов производства? |
| Крышка распределителя зажигаия | Да | Да |
| Радиатор | Да | Нет |
| Тормозные суппорты | Да | Нет |
| Шины | Нет | - |
| Тормозные колодки | Нет | - |
3D печать: итоги последних лет и перспективы (#2)
Рекомендуем ознакомиться:
