5 бъдещи проекта в производството на добавки
Процесите на проектиране и производство на добавки са катализатори за технически иновации или дори революции. Разпространението на производството на добавки ще има значително и разрушително въздействие върху някои индустрии. Събрали сме пет случая, които показват къде може да продължи пътуването.
1. Относителност - ракети, двигатели и най-големият метален 3D принтер в света
Базираната в Калифорния компания Relativity разработи самообучаващ се 3D принтер, който може да отпечата цели ракети, включително двигателите, в рамките на 60 дни. Целта е до 2020 г. първата орбита с напълно 3D печат да бъде пусната в орбита.
От гледна точка на относителността те са първите и единствени, които използват адитивно производство във всяка производствена стъпка. В сравнение с конвенционалната ракета, която отнема около 18 месеца, изграждането на Теран-Ракетата е готова за изстрелване само за 60 дни. Бързото производство се благоприятства и от факта, че Теран стотици компоненти, по-малко необходими от сравними ракети, които се произвеждат традиционно.
Ракетите са произведени на Звездна врата, според собственото им изявление, най-големият 3D принтер за метал. Stargate не е просто голям, той е и умен. Принтерът оценява независимо събраните данни по време и след производството и съответно оптимизира своите процеси.
Ако Relativity успешно изстреля първата си ракета през 2020 г. и спази прогнозите си за по-бързо и по-евтино производство на ракети, 3D ракетите с печат могат да се превърнат в новия индустриален стандарт.
2. Siemens и Hackrod - индивидуални автомобили мечта
Siemens и американският стартиращ Hackrod работят по съобразени с мечтите автомобили, които клиентът конфигурира с помощта на приложение и след това създава директно на 3D принтера. „La Bandita“ е първият резултат от това сътрудничество. Концепцията, представена през 2018 г., е проектирана със софтуер на Siemens и е произведена до голяма степен на 3D принтер с размер на гараж.
С проекта двете компании искат да предадат визия за бъдещите процеси на проектиране и производство. „Hackrod предлага изцяло нов модел на индустриално производство“, казва Том Тенган, директор на Siemens Digital Enterprise в Калифорния. „В бъдеще това може да даде възможност на средните компании по-специално да представят на пазара иновативни продукти, създадени по поръчка, без големи производствени линии.“
За този проект Hackrod разчита на нова цифрова платформа на Siemens. Тази платформа включва софтуера, използван за създаване на шасито „La Bandita“. Софтуерът е оборудван само с основни условия, като например размерите на корпуса, и генерира възможно най-добрия дизайн от това. Колкото повече време има алгоритъмът за изчисляване на носещата структура, толкова по-органични стават подпорите.
3. Биопечат - отпечатани органи и тъкани
Изследователи от университета в Тел Авив отпечатат човешко сърце от клетки на пациент само за 3 часа. Сърцето обаче е дълго само 2,5 см, приблизително със същия размер като сърцето на заек.
Въпреки че сърцето е твърде малко за човек, това илюстрира потенциала на производството на добавки в областта на производството на органи. Това е първото 3D отпечатано сърце с всички основни компоненти, т.е.камери, предсърдия и кръвоносни съдове. Тъй като отпечатаното сърце се състои изцяло от собствени клетки, няма нужда от донор и формата и функцията могат да бъдат индивидуално адаптирани.
В дългосрочен план изследователите искат да задоволят нуждата от донорство на органи с 3D отпечатани органи. Ще минат няколко години, докато всъщност се случи. Огромният потенциал на биопечат в различните му форми вече може да се види ясно. Например, екип от института Fraunhofer и университета в Щутгарт успя да произведе костно мастило, което е в състояние да образува нова костна тъкан в зоните на скелета, където костите са повредени.
4. Авиация - производството на добавки прави самолетите по-икономични
Групата на Airbus EADS и EOS искаха да проучат как адитивното производство на компонент ще промени общото потребление на енергия за тази част, инсталирана в A320. Конвенционално произведените панти за кацане са сравнени с тези, които са произведени допълнително с помощта на DMLS процеса (директно метално лазерно синтероване).
Първо, пантите, изляти в стомана, бяха сравнени с произведените допълнително части с нова титанова конструкция. Новите панти са по-леки и по този начин намаляват консумацията на енергия и замърсяването на околната среда. Благодарение на подобрения дизайн, теглото на самолета може да бъде намалено с около 10 кг. Консумацията на енергия на компонента е намалена с 40% за цялата фаза на производство и експлоатация. Освен това потреблението на суровини е намалено с 25% в сравнение с процеса на леене на инвестиции.
Този проект показва, че всеки килограм е важен в авиационната индустрия и че дори малките промени могат да имат голямо въздействие. A320 може да тежи до 73 500 кг, така че все още има много потенциал за спестяване. Бъдещите поколения самолети биха могли да се възползват още повече от предимствата на производството на добавки, ако се използва 3D печат на ранен етап. Само когато 3D принтирането се вземе предвид като възможен производствен процес по време на фазата на мозъчна атака, инженерите и разработчиците преосмислят. Просто
тогава целият потенциал на тази технология може да бъде използван.
5. Храна - Pizza and Co. от 3D принтера
Изследователи от лабораторията Creative Machines в Колумбийския университет работят върху разработването на принтер, специално предназначен за производството на храни. Можете да мислите за хранителни пасти, гелове, прахове и течни съставки (напр. Яйца, масло и протеини) като области на приложение. В момента отпечатаната храна, например пица, все още се нагрява от отделен лазер. В бъдеще както отпечатването, така и отоплението могат да се извършват със специализирано устройство.
Ако искате да изпечете лична торта за рожден ден в бъдеще, това може да се случи по следния начин: Стартирате своя 3D принтер в кухнята, зареждате контейнерите с съставките с шоколад, марципан, брашно и т.н. продължава. Можете да адаптирате всяко парче поотделно към съответните алергии, предпочитания или непоносимост на вашите гости.
С тази технология могат да се произвеждат храни, които могат да бъдат идеално адаптирани към нуждите на потребителите. За професионални спортисти или хронично болни, които се нуждаят от специална диета, 3D принтерите за храна могат да бъдат алтернатива в близко бъдеще.