10 A 3D-s nyomtatás alapelvei

Egy kivonat a "Fabricated: A 3D nyomtatás új világa"

Nem sokkal ezelőtt kaptam egy e-mailt, amely megkérdezi, hogy szeretnék-e felülvizsgálni a Fabricated: The New World 3D nyomtatást , amit Cornell kutató Hod Lipson és a technológiai elemző, Melba Kurman írtak. A Wiley Publishing legutóbbi címe az adalékanyaggyártás történetét és jövőjét mutatja be, vagy a 3D nyomtatást, mivel a technológia közismert.

A könyv elektronikus példánya mellett egy kivonatot küldtek nekem, amely tökéletesen összefoglalta az egész 3D nyomtatási forradalmat, és eldobtam, amit akkor csináltam, amikor elkezdtem olvasni a Fabricated -et.

A Fabricated szerzői már a kezdetektől fogva a 3D nyomtatás köré épültek:

Tapasztalata és ismerete az adalékanyag-gyártási rést illetően azonnal látható, és a könyv spekulatív szöveggel nyílik meg, amely egy olyan fényes jövőt ír le, amelyben a 3D nyomtatás mélyen belekeveredett az életünkbe. Mindkettő szórakoztató és inspiráló, és olyan, mint a jó tudományos-fikció. Azonban a 3D nyomtatás - állítják a szerzők - nem a fikció anyaga. Már a kisméretű gyártási folyamat lényeges részévé vált, és szerepe csak növekszik.

Van egy igazi értelme, amit a jövő Lipson és Kurman ír le jól a lehetőségek birodalmában. Néhány elbűvölő dolog, amiről beszélnek, mint például a bioprintes szervek vagy az élelmiszer-replikátorok, még mindig évtizedek óta eltűnnek, és csak a lehető legszélesebb horizontján léteznek. De más dolgok, például a fürge gyártás és a gyors prototípusok emelkedése történik közvetlenül a szemünk előtt.

Engedélyt kaptam, hogy kiadja a Fabricated korai oldalainak részletét.

Mivel ez egy fantasztikus áttekintés arról, hogy a 3D-s nyomtatás végső soron a világ számára jelenthet, úgy gondolom, hogy a technológia iránt érdeklődők meglehetősen érdekesek lesznek. A továbbiakban nem fogok visszautasítani a könyvre vonatkozó további megjegyzéseket.

Itt van a kivonat:

A 3D nyomtatás tíz alapelve

A jövő megjósolása egy kopogás. Amikor ezt a könyvet írtuk, és megkérdeztük az embereket a 3D-s nyomtatásról, rájöttünk, hogy néhány alapul szolgáló "szabály" folytatódott. Az iparágak és hátterek széles skálájából és a szakértelem szintjeiből származó emberek hasonló módon írtak le olyan módon, hogy a 3D-s nyomtatás segített nekik a legfontosabb költség-, idő- és komplexitási korlátok felett.

Összefoglaltuk, amit tanultunk. Itt van a tíz nyomtatás alapelve, reméljük, hogy segíteni fog az embereknek és a vállalkozásoknak a 3D nyomtatási technológiák teljes kihasználásában:

• Első elv: A gyártás összetettsége ingyenes. A hagyományos gyártásban, annál bonyolultabb egy tárgy alakja, annál többet költ. Egy 3D-s nyomtató esetében a bonyolultság ugyanaz, mint az egyszerűség. A díszes és bonyolult formák készítése nem igényel több időt, készséget vagy költséget, mint egy egyszerű blokk nyomtatása. A szabad komplexitás megzavarja a hagyományos árképzési modelleket, és megváltoztatja, hogyan számoljuk a dolgok gyártási költségeit.

• A második alapelv: a fajta szabad. Egyetlen 3D-s nyomtató sokféle formát ölthet. Mint egy emberi kézműves, a 3D-s nyomtató különböző formákat alakíthat ki minden egyes alkalommal. A hagyományos gyártási gépek sokkal kevésbé sokoldalúak, és csak a formák korlátozott spektrumát képesek előállítani. A 3D-s nyomtatás eltávolítja az emberi gépészek újraképzésével vagy a gyári gépek újratervezésével kapcsolatos többletköltségeket. Egyetlen 3D-s nyomtató csak más digitális tervet és friss alapanyagot igényel.

• Harmadik elv: Nincs szükség felszerelésre. A 3D nyomtatási formák összefűzött részei. A tömeggyártás az összeszerelő vezeték gerincére épül. A modern gyárakban a gépek ugyanolyan objektumokat alkotnak, amelyeket később robotok vagy emberi munkások gyűlnek össze, néhol kontinenseket. Minél több rész tartalmaz egy terméket, annál hosszabb időre van szükség a összeszereléshez, és annál drágább lesz. Az objektumok rétegekbe való behelyezésével egy 3D-s nyomtató kinyomtathatja az ajtót és a rögzített zsanérokat egyidejűleg, ezért nincs szükség felszerelésre. Kevesebb összeszerelés csökkenti az ellátási láncokat, pénzt takarít meg a munkaerőre és a szállításra; a rövidebb ellátási láncok kevésbé szennyeződnek.

• 4. alapelv: nulla leadási idő. A 3D-s nyomtató igény szerint nyomtathat, amikor egy objektumra van szükség. A helyszíni gyártás kapacitása csökkenti a vállalatok számára a fizikai készlet készletezésének szükségességét. Az üzleti szolgáltatások új típusai válnak lehetővé, mivel a 3D-s nyomtatók lehetővé teszik az üzleti vállalkozások számára, hogy megrendelői megrendelések alapján igény szerint speciális vagy egyedi tárgyakat készítsenek. A nulla lead gyártás minimálisra csökkentheti a hosszú távú szállítás költségeit, ha szükség van a nyomtatott árukra, és ahol szükséges.

• Ötödik elv: Korlátlan tervezési terület. A hagyományos gyártási technológiák és az emberi kézművesek csak finom formájú repertoárt alkothatnak. A formák kialakításának képességét a rendelkezésre álló eszközök korlátozzák. Például egy hagyományos fa eszterga csak kerek tárgyakat készíthet. A malom csak olyan alkatrészeket készíthet, amelyekhez marószerszámmal lehet hozzáférni. A fröccsöntőgép csak olyan alakokat készíthet, amelyek öntésbe önthetők, majd extrahálhatók a formából. A 3D nyomtató eltávolítja ezeket a korlátokat, és hatalmas új tervtereket nyit meg. A nyomtató olyan formákat tud készíteni, amelyek eddig csak a természetben voltak lehetségesek.

• 6. alapelv: Zéró készséggyártás. A hagyományos kézművesek évek óta gyakornokok, hogy megszerezzék a szükséges készségeket. A tömegtermelés és a számítógéppel vezérelt gépek csökkentik a szakképzett termelés szükségességét. Mindazonáltal a hagyományos gyártási gépek továbbra is szakképzett szakértőt igényelnek a kalibrálásukhoz és kalibrálásukhoz. A 3D-s nyomtató legtöbb útmutatást kap egy tervezési fájlból. Annak érdekében, hogy egy objektumot egyenlő bonyolultsággal lehessen elérni, a 3D nyomtató kevesebb kezelői készséget igényel, mint egy fröccsöntő gép. A szakképzetlen gyártás új üzleti modelleket nyit és új termelési módokat kínál a távoli környezetben vagy szélsőséges körülmények között élő emberek számára.

• 7. alapelv: Kompakt, hordozható gyártás. A gyártási térfogat egy 3D-s nyomtató több gyártási kapacitással rendelkezik, mint a hagyományos gyártási gép. Például egy fröccsöntő gép csak akkor képes lényegesen kisebb tárgyakat létrehozni, mint maga. Ezzel ellentétben a 3D-s nyomtató olyan nagyméretű objektumokat készíthet, mint a nyomtatott ágy. Ha egy 3D nyomtató van elrendezve úgy, hogy a nyomtatási eszköze szabadon mozoghat, akkor egy 3D-s nyomtató nagyobb méretű tárgyakat állíthat elő, mint maga. A négyzetláb magas termelési kapacitása teszi a 3D nyomtatókat otthoni vagy irodai használatra, mivel kis fizikai lábnyomot kínálnak.

• 8. alapelv: Kevesebb hulladék-melléktermék. A fémes fémek 3D-s nyomtatók kevesebb hulladék-mellékterméket eredményeznek, mint a hagyományos fémgyártási technikák. A fém megmunkálása rendkívül pazarló, hiszen az eredeti fém 90 százaléka leereszkedik és a gyárpadon végződik. A 3D-s nyomtatás a fémgyártás számára kevésbé megromlott. Mivel a nyomtatási anyagok javulnak, a "nettó formájú" gyártás zöldebb módja lehet a dolgoknak.

• 9. alapelv: Végtelen árnyalatok. A különböző nyersanyagok egyetlen termékbe történő kombinálása a mai gyártási gépekkel nehéz. Mivel a hagyományos gyártási gépek a formák kivágását, vágását vagy formázását eredményezik, ezek a folyamatok nem tudják könnyen összekeverni különböző nyersanyagokat. A többmintás 3D-s nyomtatás során többféle nyersanyag keverésére és keverésére is képesek vagyunk. Az új, korábban megközelíthetetlen nyersanyag-keverékek sokkal nagyobb, többnyire fel nem fedezett anyagcsomagot kínálnak új tulajdonságokkal vagy hasznos viselkedésformákkal.

• Tizedik elv: Pontos fizikai replikáció. A digitális zenefájl végtelenül másolható, a hangminőség elvesztése nélkül. A jövőben a 3D-s nyomtatás kiterjeszti ezt a digitális pontosságot a fizikai tárgyak világára. A szkennelési technológia és a 3D nyomtatás együttesen nagy felbontású formázást eredményez a fizikai és digitális világok között. A fizikai objektumokat szkennelhetjük, szerkeszthetjük és duplikálhatjuk, hogy pontos másolatokat készítsenek, vagy javuljon az eredeti.

Néhány alapelv már ma is igaz. Mások a következő, vagy két (vagy három) évtizedben valósulnak meg. Az ismertté vált, korszerű gyártási korlátok eltávolításával a 3D-s nyomtatás megteremti a színpadot a downstream innováció kaszkádjához. A következő fejezetekben azt vizsgáljuk, hogy a 3D nyomtatási technológiák hogyan fogják megváltoztatni a munkahelyünket, az ételt, a gyógyulást, a tanulást, a létrehozást és a lejátszást. Kezdjük a gyártás és a tervezés világával, ahol a 3D nyomtatási technológiák megkönnyítik a méretgazdaságosság zsarnokságát.

Szerző Bios:

A szerzők Hod Lipson és Melba Kurman vezető szerepet töltenek be a 3D-s nyomtatásban, gyakran beszélve ezzel a technológiával az iparnak, az egyetemeknek és a kormánynak. A Cornell Egyetemen dolgozó Lipson laboratóriuma úttörő szerepet töltött be az interdiszciplináris kutatásban a 3D-s nyomtatásban, terméktervezésben, mesterséges intelligenciában és okos anyagokban. Kurman technológiai elemző és üzleti stratégiai tanácsadó, aki a játékváltó technológiákról írt, világos, vonzó nyelvezetről ír.

További információért látogassa meg a Wiley Publishing.

A kiadó, Wiley, a Fabricated: A 3D-s nyomtatás új világa Hod Lipson és Melba Kurman engedélyével készült. Copyright © 2013.