3D-printen in de productie: een nieuwe productiewijze visualiseren

Met de komst van 3D-printers van consumentenkwaliteit tegen lagere prijspunten, heeft deze technologie - die al sinds de jaren tachtig bestaat - onlangs zijn intrede gedaan debuut in het thuiskantoor.

Maar 3D-printers hebben niet alleen invloed op het consumentenniveau. In plaats daarvan veranderen ze langzaam de manier waarop fabrikanten denken over ontwerp, prototyping en zelfs productie.

Naarmate de technologie blijft verbeteren, kunnen 3D-printers steeds meer onderdelen produceren tegen een hogere ROI dan met conventionele productietechnieken. . Zouden we kunnen kijken naar een geheel nieuwe productiewijze net over de horizon?

De 3D-printing-industrie van vandaag

3D-printen is uitgegroeid tot een industrie van $ 6,063 miljard en heeft een footprint in een breed scala van industrieën. In 2016 groeide de "additive manufacturing" -industrie, zoals bekend, 17,4% van de wereldwijde inkomsten. Vorig jaar zijn bijna 500.000 printers verzonden, maar dat is niets vergeleken met de geschatte 6,7 miljoen die in 2020 wordt geleverd.

Bedrijven zoals Formlabs en Stratasys experimenteren met manieren om de productie van 3D-afdrukken op te schalen om het concurrerender te maken met conventionele productiemethoden in termen van ROI. Naarmate de productievolume-mogelijkheden van deze printers toenemen en de processen worden geautomatiseerd - een essentieel onderdeel van alle facetten in de hedendaagse productie - worden de totale productiekosten drastisch verlaagd. Het resultaat is een kosteneffectiever product dat sneller en met minder menselijke tussenkomst wordt gemaakt.

"[De] 3D-printindustrie heeft bewezen aanzienlijke implicaties te hebben voor sectoren als de automobielsector, machines, luchtvaart en meer, en de applicaties zullen blijven groeien omdat deze industrieën de efficiëntie en effectiviteit van de technologie in de productie aantonen, "vertelde John Kawola, president van Ultimaker North America, aan Mobby Business. "Maar 3D-printen is onderdeel van iets groters: de realisatie van de volgende industriële revolutie - Industrie 4.0."

Industrie 4.0, ook Manufacturing 4.0 genoemd, verwijst naar de technologische samenhang in de moderne productieruimte. De visie omvat vaak het internet der dingen (IoT), machine learning, mixed reality en robotica, en 3D-printen is een integraal onderdeel van die visie.

De rol van 3D-printen in het productieproces

3D-printen speelt al verschillende rollen in het productieproces, en het is klaar om verdere winst te boeken naarmate het wordt verfijnd en geperfectioneerd. Momenteel zijn ontwerp en rapid prototyping twee van de belangrijkste processen die profiteren van 3D-afdrukken. 3D-printers zijn ook handig bij het produceren van kleine volumes, bijvoorbeeld wanneer kleine hoeveelheden product nodig zijn om de markt te testen of te adverteren op beurzen. En naarmate de tijd vordert, blijven de productiemogelijkheden van 3D-printers schalen.

In alle facetten van de productie kunnen 3D-printers de tijd en kosten verlagen die nodig zijn om een ​​haalbaar product te krijgen. Dat is de reden waarom Jack Beuth, een professor aan de faculteit voor werktuigbouwkunde aan het College of Engineering van Carnegie Mellon University en mededirecteur van het NextManufacturing Center, vindt dat 3D-printen moet worden beschouwd als een gloednieuwe technologie op het gebied van personal computing of smartphones.

"Bedrijven proberen nu de technologie te exploiteren om winstgevender te worden, en hoe ze dat doen, gaat gepaard met innovaties die veel meer zijn dan alleen maar vervanging voor traditionele productie", zei Beuth. "Bij additive manufacturing gaan we over waar personal computing in 1983 was."

Design

Omdat 3D-printers een meer flexibele technologie zijn, kunnen ontwerpteams experimenteren met structuren die sterker of interessanter zijn en complexe geometrische vormen creëren die eerdere methoden waren niet in staat om te realiseren.

"De ontwerpdoelen die we klanten aanmoedigen na te denken om de waarde van 3D-printen echt te ontgrendelen zijn lichtgewichten, het creëren van structuren van het roostertype om het gebruikte materiaal te verminderen, combinerende assemblages, om arbeid en assemblage stappen en de potentiële mislukte punten te verminderen; ook zachte kosten, zoals het verminderen van de kwaliteitsborging en beheerde voorraad ", zegt Greg Thompson, wereldwijd productmanager voor 3D-printing bij Proto Labs. Proto Labs stelt ingenieurs in staat om hun eigen digitale CAD-bestanden te uploaden en het bedrijf keert zich om in prototypes of in lage -volume runs van het product in 15 dagen of minder.

"Zodra we het bestand hebben, bevat onze software visualisatietools en biedt het een ontwerp voor de analyse van de produceerbaarheid," zei Thompson. "Vervolgens wordt alles naar onze werkvloer gepusht, evenals terug naar de klant met een offerte."

Afhankelijk van de aard van het product ondersteunt Proto Labs 3D-printen, spuitgieten en CNC-productie. Met dit proces kan de klant zich bezighouden met het ontwerp van begin tot eind. Als er iets moet worden aangepast, van doorlooptijd voor productie tot de hoeveelheid gebruikte materialen voor het ontwerp, kan de klant reageren voorafgaand aan de productie.

"Die digitale thread is van cruciaal belang, omdat als we verschillende eilanden op verschillende niveaus hadden , we konden de door ons geleverde doorlooptijden niet waarmaken, "zei Thompson.

Prototyping

3D-printers hebben ook de tijd die nodig is om een ​​werkend prototype van een product te maken sterk verminderd. Goedkopere, snellere prototype-creatie versnelt de productontwikkeling, verlaagt de kosten over de hele linie en versnelt de totale time to market.

"3D-printen wordt tegenwoordig veelvuldig gebruikt voor prototypen in productontwikkeling om ontwerpcycli te versnellen en ontwerpers in staat te stellen efficiënt meerdere opties te onderzoeken , "zei Dr. Paul Benning, HP fellow en 3D print chief technologist bij HP Inc." Meestal werden deze ontwerpen vervaardigd in analoge processen zoals spuitgieten, maar in de toekomst zullen onderdelen worden vervaardigd met 3D-print. "

Met behulp van 3D-printen kunnen eenvoudig verschillende iteraties van verschillende ontwerpen worden gemaakt om feedback te testen en te verzamelen, zodat bedrijven vroeg kunnen bepalen welk model het beste is. In het verleden zou dit soort praktijken kostbaar en waarschijnlijk onhoudbaar zijn, zelfs voor de meest winstgevende bedrijven. Tegenwoordig is het voor bijna iedereen binnen handbereik. "Gedurende de afgelopen 25 jaar is het paradigma voor geavanceerde productontwikkeling geweest om uitgebreide simulatie en ontwerp-iteratie uit te voeren voordat we de eerste functionele prototypen konden testen," zei Beuth. "Nu is dat aan het veranderen: als je eenmaal een werkbaar ontwerp hebt, kun je een prototype maken en testen tegen minimale kosten. Dit zal de productontwikkeltijden aanzienlijk verkorten."

Productie met laag volume

Hoewel 3D-printers momenteel beter presteren methoden voor de eerste paar duizend geproduceerde onderdelen, dat aantal stijgt gestaag, het schilderij van een 3D-geprinte productie-toekomst.

"In de toekomst is het mogelijk dat alle onderdelenproductie op kleine schaal 3D-afdrukken gebruikt," Benning zei. "Gerichte productteams [zullen] in staat zijn om nieuwe producten te lanceren op een wekelijkse of dagelijkse basis - alleen beperkt door hun tijd en verbeelding, niet langer beperkt door de kapitaalgoederen die nodig zijn voor analoge productie. Dit agile ontwikkelproces voor fysieke onderdelen, mogelijk gemaakt door 3D-print heeft de potentie om de producten die we in de niet al te verre toekomst zullen zien en gebruiken drastisch te verbeteren en te versnellen. "Dagoma 3D werkt eraan om dat te realiseren. Door de productie van zijn 3D-printers, die gedeeltelijk zelf 3D-geprint zijn, op te schalen, kan 50 tot 70 printers per dag worden geproduceerd. Het bedrijf beschikt nu over drie faciliteiten - twee in Frankrijk en een in de Verenigde Staten - met een vloot van ongeveer 850 3D-printers in totaal. Dit jaar verwacht het bedrijf 15.000 printers te kunnen verzenden.

"3D-printen van onze printers is ... sneller en ... goedkoper voor de klant", zegt Matt Regnier, CEO van Dagoma 3D. "3D-printen helpt ons sneller te groeien en helpt ons de kosten te verlagen en de prijs te verlagen."

Een toekomst voor massaproductie?

Naarmate de tijd verstrijkt, kan het aantal 3D-printers van onderdelen toenemen terwijl de ROI nog hoger ligt dan bij conventionele methoden zoals spuitgieten, voegde Regnier eraan toe. Bovendien is een productielijn op basis van 3D-printtechnologie gemakkelijker in te stellen.

"Ik denk dat een van de belangrijkste voordelen ... is om de hele productielijn aan te passen aan de snelheid van de 3D-printing productielijnen," Regnier zei. "Als we bijvoorbeeld iets willen verbeteren op onze computer, is het eenvoudig

y -

met slechts één muisklik verwijderd. Voor een andere technologie zoals injectie, is het niet één klik verwijderd, het is twee tot drie maanden verwijderd. zou mallen moeten veranderen, verzenden, zorgen dat het klaar is en werken en dan beginnen met produceren. "

Volgens Thompson is het onwaarschijnlijk dat 3D-printen de traditionele productie zal verdringen, maar voor projecten die logisch zijn, lijkt het onvermijdelijk dat de capaciteiten van 3D-printen zullen blijven groeien in termen van volume. "De 3D-printindustrie pakt de efficiency van machines aan en houdt de kosten van materialen laag," zei Thompson. "Terwijl de industrie deze uitdagingen blijft aanpakken, zullen we meer projecten zien die logisch zijn voor 3D-printen in grotere hoeveelheden, maar ik denk dat het een evolutie in die richting zal zijn."

Wat uw Facebook-pagina over uw persoonlijkheid zegt

Je denkt dat je geheimen op Facebook houdt, denk nog eens na. Het is niet alleen wat je op de sociale netwerksite plaatst, maar ook hoe je het publiceert dat onthult wat voor soort persoon je bent. Dat is de bewering van onderzoekers van de University of Missouri die een nieuwe schaal hebben ontwikkeld die mensen op basis van persoonlijkheid beoordeelt.

(Bedrijf)

Zakelijke licenties: wat u moet weten

U heeft een licentie nodig voor dit bedrijf. iets dat elke ondernemer wil horen. Maar met een beetje huiswerk en een paar uitstapjes naar het plaatselijke district of de staatskantoren, kunt u uzelf veel hoofdpijn en uitgaven besparen. Sommige bedrijven in sommige landen hebben geen licentie nodig. In veel gevallen kunt u bijvoorbeeld een consultingbedrijf of een winkelbedrijf beheren.

(Bedrijf)