Blogi

3d printimine

Kuidas 3D printimine muudab tootmist ja mõjutab järgmisi suundumusi

3D-printeritega objektide valmistamise uus tehnoloogia eeldas meie selle tehnoloogia ülevaatamist, mõju tootmisele ning võimalikke uusi suundumusi ja viise tootmise korraldamiseks.

Enamik tööstussfääri (ja paljusid muid valdkondi) käsitlevaid tekste algab tegelikult järeldusega, et "tänapäeval on tehnoloogia (meditsiin, keemia jne) nii arenenud, et ..."

See moto, nagu see on olnud minevikus, jääb loomulikult veel paljudeks aastateks ja tõenäoliselt elab see meist üle, sest praegusel kujul pole täpselt nii, et selle teksti lugemise päeval pole inimühiskond kunagi varem arenenud, kuid ei ole, nagu homme saab.

Ja tõepoolest, inimese loodud vajadused erinevad päevast päeva ja kumbki vajab uut, mis peab olema eelmisest täiuslikum ja parem. Kui panna need vajadused konteksti, nt. arvutitööstuses näeksime, et meil pole enam piisavalt arvuteid, mis suudaksid viis aastat tagasi ja rohkem kui kogu meie töö ära teha (uued vajadused nõuavad terviklikumat tarkvara, mis riistvara veelgi tingib jne). Täpsemalt kirjeldas seda nähtust Gordon Moore(Gordon Moore), üks Inteli asutajatest, kelle sõnul kahekordistub arvutite võimsus iga 18–20 kuu järel, pärast seda nimetati see seadus Moore'i seaduseks. Nii et täna sisaldab meie mobiiltelefon rohkem arvutusvõimsust kui kogu NASA organisatsioon, mis 1969. aastal saatis kaks inimest Kuule või näiteks. videomängud, mis kulutavad kolmemõõtmeliste olukordade simuleerimiseks rohkem arvutusressursse kui ühel eelmise kümnendi suurarvutil (Kaku, 2011).

Siin tuleb kohe lahutada kaks asja. Need vajadused, mis on tänapäeval igapäevased, ei suutnud see arvuti rahuldada, kuid loo teisest küljest, vaadates üldiselt, piisas sellest arvutist, nagu mainitud, mehe kuule laskmiseks. Seega vabanes teaduse areng sõltuvusest kiirusest, nt. protsessorit ja suurt rõhku pannakse teistele harudele, mis võivad edasiminekut takistada. Lühidalt öeldes suhtleb teadus arvutiga kahes suunas ja kohandab selle iseendaga.

Kuid mitte ainult vajadused pole ainsad, mis inimkonda edasi "suruvad". Soov, mille inimene tekitab, olenemata sellest, kas ta seda vajab või mitte, avab võidusõidutööstustele täiesti uue ruumi, et pakkuda talle täpselt seda, mida ta soovib või mida ta tahaks, teadmata sellest veel. Me ei tohi unustada turundust, mis toetab kogu lugu sellega, et need on tegelikult meie vajadused ja ilma milleta me ei saa hakkama, mitte ainult soovid, mis pole meile nii vajalikud. Kui kaasame sotsiaalse ja kultuurilise olendina inimese, kes soovib teistest erineda ja kujundada oma identiteedi, mis kajastaks tema sisemist vaimset seisundit (mis on mingil määral vajadus ja soov), saame tänapäeva kliendist väga keeruka pildi, nt. . ettevõte, kes soovib oma autot müüa, kus see ettevõte peab kulutama märkimisväärseid ressursse, oma pakkumise uurimiseks ja kujundamiseks, isegi selle auto tootmisse sisenemata.

Kuidas siis seda toodet toota ja teha sellest midagi, mida keegi soovib? Milline uuring see on ja mida on kõige parem läbi viia ning kas see peaks peegeldama ostja tegelikku soovi ja midagi, mida keegi ostab, ilma et see seisaks laos ja kaotaks väärtust? Üks parimaid viise toote valmistamiseks on see, kui klient ütleb välja, mida ta sellest tootest ootab, ja siis oleme kindlad, et müüme selle talle. Muidugi on probleemi teine külg see, kuidas seda kõike saavutada võimalikult väheste ressurssidega ja austada iga klienti eraldi.

Esimesed, kes sellele küsimusele vastuse pakuvad, on uue lähenemise pooldajad tootmises.Paarkümmend aastat tagasi ilmunud lähenemisviis pakub mõtteviisi ja tootmise korraldamise filosoofiat, et võtta arvesse kõiki neid nõudeid, leides vastastikuse kasu huvides lahendusi nende nõuete täitmiseks. Niisiis, toota seda, mida iga klient soovib ja suudab maksta ning kasumit teenida. Seda lähenemist nimetataksemassiline kohandamineMünt, mis pärineb kahest ingliskeelsest sõnastMass(mass, mass, arvukus) ja sõnadKohandamine(harjumus, harjumus, harjumus, kohanemine), mis tähendaks tõlkesmassiline kohaneminetoodete (individualiseerimise) kohandamise võimaluse osas masstootmises kui sellises (Suzići sõnul, 2014).

Tootmine täna

Tootmisele on palju lähenemisviise, kuid kõige hoogsam ja tänapäeval kõige enam kasutatav lähenemine on kohandamine. Mis puutub kohandamisse, siis see klassifitseeritakse alati elamise aja järgi ja kohandamisega seotud eeldused on peamiselt selles, et see näeb ette, milline tootmine on parim ning kuidas läheneda toote kujundamisele ja tootmisele. Kohandamine ei näe ette, milline tootmine on parim ja kuidas toodet luua. Kohandamine on lähenemine jaMõtteviis, ning parimad tootmisviisid ja parimad tavad on ainult selle lähenemise ja otsuse rakendada seda tüüpi mõtlemist tootmises (loomingus) tagajärg.

Kõik edukad ettevõtted järgisid seda lähenemist ja ehitasid välja edukad süsteemid, millega neil õnnestus oma tootmine korraldada nii, et nad vastaksid turule kõige paremini. Kohandamist mainiti, et näidata vajadust korraldada süsteem tootmise sisendkoguste vähendamise suunas, võrreldes väljundiga, ja seetõttu mängis see lähenemisviisina väga olulist rolli.

See tõi kaasa suuri muudatusi toodete loomisviisis, kuid ikkagi ei muutunud nende tootmise viis. Pakuti ainult paremat korraldust.

Materjalide liitmine ja lahutamine

Senine toodang põhineb materjalide äraviimise põhimõttel. Praktikas tähendab see lõpptoote mõõtmetest suurema tüki võtmist ja materjali eemaldamist tükist, kuni tükk viiakse lõpliku mõõtmeni. Selline tootmisviis on töötlevas tööstuses endiselt domineeriv. Muidugi on ka erandeid, näiteks tooted, mis on saadud valamise, puhumise, tembeldamise jms abil, kuid need meetodid ei taga toote kujundamisel piisavat "järgnevat" vabadust, kuid on piiratud eelneva ettevalmistusega (mallid, materjalistruktuurid jne).

3D-printimise pakutav tootmismeetod on täpselt vastupidine toodud meetodile ja pakub tootmist materjalide lisamisega. See tootmismeetod põhineb materjalide lisamise põhimõttel, kuni saadakse lõplik mõõde.

3D printimine

Veel paar aastat tagasi tundus see lähenemine ulmena, kuid just inseneritöö aitas kaasa seda tüüpi tootmise alustamisele. Kolmemõõtmelises printimises luuakse objekt materjalikihtide järjestikusel rakendamisel.mitmest erinevast materjalist osad ja komplektid, millel on erinevad mehaanilised ja füüsikalised omadused (Wikipedia, 2015).

Kui jõuame 3D-printimise olemusse, siis see võis eksisteerida juba "vedelate materjalide" ajast, kuid CNC-de ühendamisele on kaasa aidanud tehnika[1]masin ja tavaline ekstruuder (mis võib osa materjalist suruda), saab võimaluse luua kolmemõõtmeline objekt, mis on näidatud joonisel 1.

3d-printimise tekkimine

Joonis 1 - CNC-masina ja plastist ekstruuderi kombinatsioon (Papi lõikamine CNC-l, 2015) (Mida uut on 3D-printimise maailmas?, 2015) (3D-printimine, 2015)

Muidugi on aja jooksul välja töötatud seda tüüpi keerukamad meetodid ja rakendatud kihtide ühendamise tehnikad, kus pidevalt saavutatakse parem viimistlus, täiustatakse uusi materjale, parandatakse printerite enda konstruktsiooni jne. Peaksime mainima ka ettevõtte Carbon3D hiljuti esitletud printerit, mille konstruktorid said inspiratsiooni filmist "Terminator 2", kus moodustub objekt, mis ekstraheeritakse vedelast vaigust (joonis 2). Nagu ütles üks loojatestsellestprinterJoosepDeSimone, 3Dprinteridontegelikult 2D-printerid, mis kordavad protsessi ikka ja jälle ning see protsess (vähemalt praegu) võtab väga kaua aega. See printer "lihtsalt" eraldab kogu objekti vedelikust, mis oli eelnevalt valguse abil vormitud ja tagab 25–100 korda kiirema printimise (Carbon3D, 2015).

3D printimine vedelikust

Joonis 2 - 3D-printerite Carbon 3D tööpõhimõte. (Carbon3D, 2015)

3D printimine ja tootmine

Juba praegu on näha, kuidas 3D-printerite rakendus levib kõigis tööstusharudes, nii et seal on juba prinditud kehaosi, autokarpe, söögiriistu, riidekappe ning isegi maju ja hooneid jne. Näiteks. Boeing prindib täna oma lennukile enam kui 20 000 detaili (DICKEY, 2015).

Kui see tehnoloogia muutub odavamaks ja kättesaadavamaks, ennustavad selle valdkonna eksperdid, et seda tüüpi tootmine liigub tööstusest klientideni. 3D-printerite abil saavad inimesed ise oma mudeleid luua, olemasolevaid modifitseerida ja tooteid vastavalt oma vajadustele kohandada. Internetist leiate juba palju tasuta mudeleid, mida saab otse alla laadida ja printida.

Kui aga vaadata banaalset näidet, on tänapäeval paljudel inimestel kodus "tavalised" 2D-printerid, kuid siiski leidub koopiamasinaid ja isegi need, kellel on printerid, printivad koopiamasinates. 3D-printeritega on see sarnane. Sellel on mitu põhjust, millest mõned on:

-          Majanduslikult, sest masstoodang on ikkagi odavam kui üksiktoodang.

-          Parem viimistlus, kus enamikul inimestel pole tingimusi kvaliteetse viimistluse teostamiseks, nagu seda on professionaalidel.

-          Selle valdkonna tundmine, sealhulgas materiaalsed omadused, konstruktiivsed teadmised, tarkvara töötlemise teadmised.

-          Üksikisiku loomingulised võimed.

-          Printeri füüsilised piirangud.

Kliendi vajaduste rahuldamise osas pakub 3D-printimine mõõtmatult suuremaid võimalusi toodete kohandamiseks vastavalt kliendi eelistustele, kui traditsiooniline materjalipuudusel põhinev tootmine on suutnud pakkuda. Kuid tootja seisukohast vaadatuna võimaldab see toota ilma üleliigsete (jäätme) materjalideta, vähendada masinate arvu, madalamaid ladustamiskulusid jne. Samuti on ruumi ülalmainitud kohandamiseks, kus saab eelnevalt toota tooteplatvorme, millele on võimalik tarnekiiruse jms abil printida soovitud kujundeid ja lisaks täita klientide vajadusi. Samuti avatakse võimalus pooleli jäänud toode jätta, kus see tarnitakse sellisena ostjale ja ostja saab toote edasi printida oma printeriga.

Allpool on paar 3D-printimisega saadud näidet

1. lisa-Hiina keel Firma WinSun,,spetsialiseerunud Sest Ehitus3D-tehnoloogiat kasutades "printis" maja oma esimese mitmekorruselise hoone

 

3d hoone

Pilt 3 - trükitud hoone -http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/

3D hoone interjöör

Pilt 4 - trükitud hoone sisustus - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/

2. lisa -Local Motors on tootnud auto, kus konstruktsioonielemendid ja kereosad trükitakse 3D-printerile ning seejärel paigaldatakse autosse täiendavad komponendid.

3d auto

Joonis 5 - automaatnekelle oma on osad trükitud- http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav_id=946245

3. lisa - 3D püss ja püstol

 

3d relv

Pilt 6 - 3d püss -http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html

3d trükitud püss

Joonis 7 -http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185

4. lisa-3D-käsi puuetega inimestele

3D käsi

Joonis 8 - 3D-käsi - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/

Allikad

3D printimine. (2015, 4 14). Välja otsitud Vikipeediast, tasuta entsüklopeediast:http://et.wikipedia.org/wiki/3D_printing

Süsinik3D. (2015, 04 5). Välja otsitud andmebaasist Carbon3D | CLIP-tehnoloogia - läbimurretehnoloogia, mille keskmes on häälestamatu fotokeemiline protsess kihideta 3D-printimiseks:http://carbon3d.com/

DICKEY, M. R. (2015, 4 15).Loodetavasti usaldate 3D-printereid - Boeing kasutab neid osade printimiseks oma lennukitele. Välja otsitud andmebaasist Business Insider:http://www.businessinsider.com/

Kaku, D. M. (2011).Tuleviku füüsika.

Paberi lõikamine cnc-le. (2015, 4 14). Välja otsitud saidilt elitesecurity.org - veebifoorumid:http://www.elitesecurity.org/t415702-0

Suzic, N. (. (N.d.). Novi Sad.

Mida uut on 3D-printimise maailmas?. (2015, 4 14). Välja otsitud ettevõttelt Brit + co:http://www.brit.co/3d-june/

Vikipeedia. (2015, 04 12).3D printimine. Välja otsitud Vikipeediast:http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0



[1]CNC (eng. arvuti arvjuhtimine) Kas masin kasutab oma liikumiseks eelnevalt sisestatud koordinaate, mis omakorda sisestatakse sõltuvalt soovitud asukohtadest vaadeldavas koordinaatsüsteemis

Kas teil on küsimus? Klõpsake meeldimist või kirjutage kommentaar