Що таке 3D-друк?
3D-друк - це процес, в якому цифрова модель перетворюється на відчутний, твердий тривимірний об'єкт, зазвичай шляхом накладання безлічі послідовних тонких шарів матеріалу.
3D-друк так швидко став популярним, тому що вона робить виробництво доступним для більшої кількості людей, ніж будь-коли раніше. Частково це пов'язано з ціною (стартова ціна базового 3D-принтера становить близько 300 доларів), а також невеликі розміри принтерів у порівнянні з традиційним виробництвом.
Як це працює?
Спочатку робиться віртуальний дизайн об'єкту. Цей дизайн працюватиме як креслення для 3D-принтера. Віртуальний дизайн виконується за допомогою програмного забезпечення автоматизованого проектування (), типу програмного забезпечення, яке може створювати точні креслення та технічні ілюстрації. Віртуальний дизайн також можна створити за допомогою 3D-сканера, який створює копію існуючого об'єкта, фотографуючи його під різними кутами.
Програмне забезпечення CAD для створення 3D моделі
Після створення віртуальної моделі її необхідно підготувати до друку. Це робиться шляхом розбиття моделі на безліч шарів за допомогою процесу, що називається нарізкою. При нарізанні модель розрізається на сотні або навіть тисячі тонких горизонтальних шарів за допомогою спеціального програмного забезпечення.
Нарізка 3D-моделі
Після того, як модель була нарізана, зрізи готові до завантаження на 3D-принтер. Це робиться за допомогою кабелю USB або з'єднання Wi-Fi для переміщення нарізаної моделі з комп'ютера на 3D-принтер. Коли файл завантажується на 3D-принтер, він зчитує кожен фрагмент моделі та друкує його шар за шаром.
Як речі друкуються?
3D-принтер починає друкувати шари матеріалу у процесі, відомому як екструзія матеріалу. Залежно від типу 3D-принтера та використовуваного матеріалу існує кілька методів екструзії матеріалу.
Сопло 3D-принтера.
Найчастіше 3D-принтер має сопло, яке викидає напіврідкий матеріал, такий як розплавлений пластик, метал або цемент. Екструзійне сопло може переміщатися як у горизонтальному, так і вертикальному напрямках, оскільки воно точно розміщує матеріал, слідуючи схемою цифрової моделі шар за шаром.
Цей процес повторюється, доки 3D-принтер не відтворить кожен шар цифрової моделі з екструдованим матеріалом.
Які речі можна зробити за допомогою 3D-принтерів?
Майже все, що ви можете собі уявити, можна перетворити на дизайн, який можна роздрукувати на 3D-принтері. 3D-принтери допомагають дизайнерам, інженерам і навіть звичайним людям створювати складні об'єкти способами, на які не були здатні попередні методи виробництва.
3D-принтери використовуються для створення іграшок, чохлів для телефонів, інструментів, одягу, столів, ламп, гончарних виробів, творів мистецтва та навіть автомобілів.
Медицина також знаходить нові засоби використання 3D-друку для допомоги пацієнтам. Тепер лікарі можуть друкувати медичні 3D-моделі, які настільки точні, що хірурги можуть сутнісно провести пробний запуск на 3D-моделі пацієнта, перш ніж фактично оперувати цього пацієнта. 3D-друковані моделі також використовуються для створення менш дорогих, міцніших і більш підходящих протезів для людей, які втратили кінцівки.
7 переваг 3D-друку:
- Оптимізація витрат
Менше витрат на обладнання, матеріали та робочу силу.
Для кожного бізнесу важлива оптимізація витрат. Одна з переваг полягає в тому, що при використанні 3D-друку експлуатаційні витрати, витрати на робочу силу та матеріальні витрати в сукупності - нижчі від великогабаритних виробництв.
Вартість машини
Витрати експлуатацію машини грають дуже невелику роль загальної вартості виробничого процесу. Енергія, необхідна для створення деталей у промисловому середовищі, може бути дорогою, але можливість розробки та створення складних деталей та продуктів в один крок забезпечує підвищений рівень ефективності та економить час. Отже, вартість експлуатації машин компенсується економією, отриманої з допомогою швидкості.
Витрати на оплату праці
Позитивним моментом 3D-друку є той факт, що трудовитрати невисокі. У порівнянні з традиційним виробництвом, де для роботи на декількох різних машинах можуть знадобитися різні фахівці або для повного складання продукту потрібна виробнича лінія. Для принтера потрібен оператор, щоб запустити механізм та запустити автоматизований процес створення завантаженого дизайну. Отже, витрати на робочу силу значно нижчі, ніж за традиційного виробництва.
Матеріальні витрати
Асортимент матеріалів для 3D-принтерів, що використовуються для 3D-друку, зростає з кожним днем і останніми роками це дозволяє ще краще оптимізувати кінцеву вартість продукту.
Менш транспортних витрат
Однією з найбільших переваг 3D-друку є те, що вона скорочує відстань, на яку переміщуватиметься продукт. Оскільки 3D-принтери можуть створювати продукт від початку до кінця, це дозволяє дизайнерам розробляти продукт в одній країні та надсилати його електронною поштою в іншу країну для підготовки до виробництва. Немає необхідності створювати прототипи, які потрібно переміщати із заводу на завод, щоб завершити процес. Це робить 3D-друк галуззю, яку можна створити у всьому світі, не залишаючи слідів. Таким чином, спостерігається скорочення морських, повітряних та автомобільних перевезень.
- Менше відходів.
Традиційний виробничий процес в основному являє собою процес, що віднімає, при якому сировина втрачається і використовується повторно знову і знову, що призводить до високих витрат і відходів. Перевагою 3D-друку є унікальний спосіб створення продукту з мінімальними відходами, так зване адитивне виробництво. У той час як більш традиційні методи передбачають наявність відходів, які можуть бути повторно використані або перероблені, все ж таки потрібен час та зусилля, щоб визначити, як і коли ці відходи будуть використовуватися. 3D принтери великого обсягу роблять це самі.
Термопластичні матеріали, наприклад, можна розплавити, затвердити (охолодити, щоб вони стали твердими), розплавити, знову затвердити і так далі. Таким чином, виробничі відходи можна використовувати повторно.
- Скорочення часу
Ми живемо в світі, що швидко змінюється, де все потрібно на вчора і саме тут 3D-друк дійсно може змінити ситуацію. Однією з великих переваг є те, що деталі та вироби можна виготовляти набагато швидше, ніж з використанням традиційних методів. Складні проекти можуть бути створені у вигляді моделі САПР, а потім перетворені на реальність всього за кілька годин. Це втілює дизайнерські ідеї таким чином, щоб їх можна було швидко перевірити та розробити за короткий проміжок часу. У той час, як традиційні методи можуть зайняти тижні або місяці, щоб перейти від стадії проектування до стадії прототипу і аж до виробничого процесу.
- Конкурентна перевага
Підприємства можуть створювати якісніші, покращені та вдосконалені продукти за більш короткий проміжок часу, що надає конкурентні переваги. Це також дозволяє розробляти продукти на ранній стадії, створюючи прототипи швидше, а значить, продукт буде швидше винайдений, готовий до виробництва та виходу на ринок. Можливість створення прототипу в натуральну величину дозволяє дизайнерам інакше думати про продукти, які вони розробляють.
Продукт часто залишається на волю уяви. Це збільшує ризик втрати інформації де-небудь під час зв'язку, що може призвести до серйозних проблем. Саме ця натуральна величина дасть змогу говорити з вашими партнерами, інвесторами та клієнтами однією мовою. Адже ви можете не тільки говорити про продукт, який зроблять якийсь час на іншому кінці світу, але й доторкнутися до нього. Ймовірність, що вироблений продукт не зможе задовольнити потреби та домовленості, виявиться дорогим – досить велика, а отже він має бути описаний якнайкраще із самого початку. Однією з переваг 3D-друку є те, що вона дозволяє швидко створювати концепт, який люди можуть фізично тримати в руках, усуваючи будь-які побоювання чи непорозуміння. Хоча це може бути тільки прототип і ще відкритий для змін, він принаймні дає уявлення про те, як виглядатиме кінцевий результат, пропонуючи більш точне уявлення, ніж опис.
Протестуйте ринок
Розуміння того, чи матиме модель успіх, вимагає великої кількості досліджень, особливо коли йдеться про традиційні методи виробництва. Однак створення прототипу за допомогою 3D-друку дозволить підприємствам отримувати відгуки від потенційних покупців та інвесторів так, як ніколи раніше. Продукт може бути налаштований і змінений аж до останньої хвилини, чого не пропонують традиційні методи виробництва. Це означає, що 3D-друк пропонує унікальний і цінний спосіб визначити, чи є у продукту потенціал для виходу на ринок та одночасного успіху.
- Зменшення кількості помилок
Коли справа доходить до проектування деталей та виробів, дизайнери повинні враховувати ефективність. Для багатьох деталей і продуктів потрібна велика кількість етапів з використанням традиційних методів виробництва. Тому кожен крок може призвести до помилки із ризиком повторного запуску, що призведе до проблем із загальним виробничим процесом. Одноетапний виробничий процес вигідніший.
Є багато галузей, які мають тривалий та розтягнутий виробничий процес. Де деякі з кроків полягають у створенні моделі CAD, а потім у розробці прототипу, який може вимагати коригування, перш ніж він буде остаточно відправлений до остаточного виробництва. Це процес, який займає багато часу, і жоден з етапів не можна пропустити, оскільки вони відіграють певну роль у виробничому процесі. Однак однією з переваг 3D-друку є те, що вона створює продукт за один крок без взаємодії з операторами під час цього процесу. Потрібно лише доопрацювати дизайн і завантажте його на принтер. Це усуває залежність від низки виробничих процесів та посилює контроль над кінцевим продуктом.
У традиційному виробничому процесі несправні прототипи коштують часу та грошей. З кожним помилковим прототипом вам потрібно повернутись до креслярської дошки, і немає жодної гарантії, що він буде правильним вдруге. Навіть невеликі коригування надають значний фінансовий та тимчасовий вплив на весь процес. Саме тут 3D-друк може усунути ризик, оскільки дизайн можна перевірити, створивши готовий до виробництва прототип, перш ніж розпочати остаточне створення. Це допомагає підвищити довіру до дизайну до того, як будуть вкладені інвестиції, і буде виплачено додаткові гроші, щоб вивести його на наступний рівень виробництва для масового ринку.
- Конфіденційність
Безперервне прототипування та виробництво на власному 3D-принтері гарантує, що проекти ніколи не покинуть приміщення компанії, захищаючи вашу інтелектуальну власність. Жодні треті особи ніколи не зможуть претендувати на ваші інновації. Кожен інноваційний дизайн зберігається всередині компанії, тому не потрібно турбуватися про конфіденційність.
- Виробництво на замовлення
Можливість мати повну свободу у дизайні є однією з величезних переваг 3D-друку. Оскільки 3D-друк ідеально підходить для одноразового виробництва та створення окремих деталей у рамках одного процесу, це означає, що ви можете скористатися можливістю індивідуального налаштування. Тому багато галузей, таких як медицина та стоматологія, використовують 3D-друк та дизайн через можливість створювати індивідуальні імплантати та допоміжні засоби. Насправді, спортивне екіпірування може бути створене спеціально для спортсменів, і, таким чином, індивідуальні деталі можуть бути створені так, як ніколи раніше.
Традиційні методи ґрунтувалися на формах та різанні, що робить процес налаштування дуже трудомістким. На відміну від цього, кастомізація продуктів, створених за допомогою 3D-друку, може мати покращену структурну цілісність, внесення складних змін та зміну деталей відповідно до певних вимог. Таке налаштування дає 3D-друку безмежні можливості.
Недоліки 3D-друку:
- Початкові витрати на принтер
Вам потрібно купити 3D-принтер, і навіть незважаючи на те, що окупність інвестицій буде швидкою та високою, початкові інвестиції мають бути зроблені.
- Постобробка
3D-друкований об'єкт здебільшого вимагає деякої постобробки
- Час друку
Коли справа доходить до багатьох об'єктів, 3D-принтери працюють повільно в порівнянні з іншими технологіями виготовлення. Крім масового виробництва, іншим недоліком є тривалий час друку разових відбитків. Залежно від розміру та якості принтера друк може зайняти від кількох годин до кількох днів, але якщо принтер виходить з ладу, коли він майже закінчив друк, вам доведеться починати все спочатку. Однак, переконавшись, що 3D-модель та файл для друку добре спроектовані та нарізані, а принтер налаштований правильно, ви можете майже гарантувати, що друк буде ідеальним.
- Для роботи з 3D-моделями потрібні спеціальні навички.
Після того, як ви придбали принтер, ви повинні навчитися створювати та змінювати 3D-моделі. 3D-моделювання - це навичка, для повного освоєння якої потрібно багато часу та зусиль, це процес спроб і помилок. Але як тільки ви навчитеся користуватися програмою, ви зможете друкувати все, що спадає вам на думку.
- Втрата робочих місць у виробництві
Як ми згадували у перевагах 3D-друку, ця технологія дозволяє створювати дизайни та прототипи продуктів за лічені години, оскільки в ній використовується лише один крок. Це усуває безліч етапів, що використовуються у традиційному виробництві. Завдяки цьому не потрібні великі трудовитрати. Таким чином, використання 3D-друку може призвести до скорочення виробничих робочих місць. Для країн, які покладаються на велику кількість низькокваліфікованих робочих місць, скорочення робочих місць у обробній промисловості може сильно вплинути на економіку. Проте цілком імовірно, що робототехніка чинитиме тут набагато більший вплив.
Висновок
Для будь-якого бізнесу їх клієнти є ключем до успіху, тому задоволення клієнтів стає важливою частиною їх стратегії. Випереджаючи конкурентів та надаючи клієнтам те, що вони хочуть, промислові 3D-принтери змінили спосіб, за допомогою якого підприємства постачають саме те, що їм потрібно. Очікування клієнтів змінилися, тому що вони хочуть отримувати товари швидко та ефективно.
Існує широкий та різноманітний спектр переваг 3D-друку. Багато галузей промисловості починають впроваджувати 3D-друк у свої процеси, намагаючись отримати вигоду з використання цієї технології різними способами. Це технологія, яка значно зросла за останні роки, і вона продовжуватиме зростати, оскільки вона продовжує вдосконалювати те, що вона може запропонувати. Якщо зважити на всі переваги 3D-друку, стає очевидним, що незабаром вона стане технологією, яка обжене традиційні методи. Це лише питання часу.
Саме здатність друкувати складні форми та взаємопов'язані деталі без необхідності будь-якої збірки робить 3D-друк таким унікальним. Можна створювати невеликі складні форми з дуже невеликими витратами та за короткий проміжок часу. Можливість розробляти та виробляти об'єкти різної форми без необхідності використання спеціальних інструментів забезпечує підприємствам більш високий рівень гнучкості, коли йдеться про виробництво, та допомагає знизити витрати. Сильною стороною 3D-друку є те, що вона сприяє інноваціям та ідеально підходить для індивідуального налаштування на вимогу. Це дає підприємствам можливість проектувати та створювати продукти так, як ніколи раніше. Процес, який дозволяє уяві бути вільним, тому що меж майже немає. Він може повернути до життя старі конструкції для низки галузей, де деталі застаріли.
Виробництво 3D-друку — це галузь, що швидко розвивається, з великим потенціалом у майбутньому. Ми тільки почали розуміти, як 3D-друковані об'єкти можуть зробити наше життя простішим, зручнішим, безпечнішим і здоровішим. І оскільки 3D-друк розвивається так швидко, як люди можуть вигадувати нові дизайни для друку, може не пройти багато часу, перш ніж ми житимемо у світі, де ви можете 3D-друкувати свій обід, пошиту на замовлення сорочку або запасні частини для ремонту предметів повсякденного побуту. все не виходячи із власного будинку.
Команда Fialan допоможе в реалізації ваших найсміливіших проектів та ідей.
Незалежно від масштабів та специфікації – економія в придбанні в Китаї не тільки 3D принтера, але й обладнання для таких ніш як медицина, ЧПУ, кафе та барів, складського обладнання та багатьох інших коштуватиме вам до 30% дешевше порівняно із внутрішнім ринком.
Докладніше ознайомитись з рентабельністю та отримати професійну консультацію ви можете за посиланням: обладнання для бізнесу.
А також звертайтесь за телефоном +38 (044) 290-76-11
Автор статті: Юрганов Микита
менеджер проектів компанії Fialan
