Słyszałeś o druku 3D i chcesz wiedzieć, co to jest i jak naprawdę działa? Więc jesteś dokładnie tutaj.

Od budynków przez protetykę po lotnictwo i kosmonautykę, a nawet żywność, druk 3D to stale rozwijająca się technika produkcji, która z każdym dniem zyskuje na popularności.

Choć wciąż jest w powijakach, druk 3D szturmem podbił świat produkcji dzięki niezrównanym korzyściom i niesamowitemu potencjałowi.

Niezależnie od tego, czy jesteś kompletnym początkującym, czy doświadczonym profesjonalistą, poniższe wyjaśnienia i wskazówki dotyczące drukowania 3D z pewnością przyniosą Ci radość.

Co to jest druk 3D?

W druku 3D obiekty trójwymiarowe powstają na podstawie wcześniej zaprojektowanego modelu cyfrowego.

Jest to technologia warstwowa, co oznacza, że ​​produkty są wytwarzane poprzez drukowanie warstwa po warstwie, aż do uformowania całego obiektu.

Niezależnie od tego, czy jest to dzieło sztuki, forma architektoniczna, prototyp produktu, który chcesz przetestować, akcesorium domowe, część samochodowa, urządzenie biomedyczne, element lotnictwa, a nawet organ biologiczny — w trakcie tworzenia warstwa po warstwie , możesz tworzyć produkty o wysokim poziomie złożoności, które nie byłyby możliwe przy użyciu konwencjonalnych metod produkcji.

Zależy to oczywiście od ograniczeń używanej drukarki 3D.

Pokazuje jednak, jak różnorodne są już możliwe zastosowania druku 3D (i będą w przyszłości). Druk 3D jest również znany jako produkcja addytywna (AM). 

Dlaczego warto wybrać druk 3D, a nie inne metody produkcji?

Druk 3D może nie tylko wytwarzać złożone części, ale może to robić w ułamku czasu i przy znacznie niższych kosztach niż tradycyjne procesy, takie jak kucie, odlewanie i modelowanie.

Co ciekawe, pojawia się coraz więcej przyjaznych dla użytkownika drukarek, co jest kolejnym krokiem w rewolucjonizowaniu świata produkcji.

Jakie są zalety druku 3D?

Oto, w jaki sposób druk 3D może wesprzeć Twoje pragnienie lepszej produkcji.

1. Szybka produkcja

Jednym z najważniejszych czynników w produkcji jest czas.

Ważne jest, aby czas produkcji był jak najkrótszy, a jakość zachowana.

Nadruk z dopasowaniem Drukarka 3D może zaoszczędzić dużo czasu.

Dlatego jest również znany jako „szybkie prototypowanie”.

Szybkie prototypowanie to zasadniczo jednoetapowy proces produkcyjny, który pomaga zminimalizować czas procesu przy jednoczesnym zachowaniu złożoności, precyzji i wierności produktu końcowego.

Krótko mówiąc, prototyp, którego ukończenie lub przetestowanie zajmowało dni (a nawet tygodnie), można po prostu wydrukować w 3D rano, przetestować, zmodyfikować i ponownie wydrukować wieczorem.

2. Precyzyjna złożoność i elastyczność w projektowaniu

Tradycyjne techniki produkcji ograniczają swobodę projektowania i złożoność.

Wymagania takie jak podcięcia, kąty pochylenia i dostęp do formy ograniczają swobodę projektowania.

Dzięki drukowaniu 3D możesz obejść ten problem ze względu na jego nieodłączną warstwową konstrukcję.

Nie potrzebujesz tych wszystkich skomplikowanych wymagań.

Druk 3D pozwala drukować obiekty o wysokim stopniu skomplikowania i precyzji.

3. Wszechstronność i dostępność

Niesamowitą cechą drukarek 3D jest to, że pasują niemal wszędzie.

• w Twoim domu
• W twoim biurze.
• w Twojej szkole
• W Twoim laboratorium lub studiu.

Tak długo, jak masz oprogramowanie do projektowania i oprogramowanie do cięcia na swoim Komputer Twoja drukarka 3D zrobi resztę.

Z druku 3D korzysta coraz więcej osób… niekoniecznie profesjonalistów. Dzięki swojej wszechstronności i łatwości użytkowania nawet nieprofesjonaliści mogą z niego skutecznie korzystać.

4. Personalizacja

Producenci przemysłowi zwykle produkują swoje produkty masowo; Oznacza to, że używają tych samych form i specyfikacji projektowych do kształtowania i wytwarzania swoich produktów.

Nawet niewielkie dostosowanie kształtu i konstrukcji produktu do konkretnych potrzeb klienta wiąże się z dużym wysiłkiem i inwestycją. Z drugiej strony druk 3D oferuje nieskończoną swobodę i łatwe opcje dostosowywania.

Zmień swoje projekty, jak chcesz. Daj każdemu członkowi rodziny osobisty prezent. Wyróżnij się z tłumu, tworząc swój projekt biżuterii.

Twórz niestandardowe produkty dentystyczne lub medyczne dla swoich klientów. Możliwości są nieskończone.

5. Minimalizacja ryzyka

Niezbędnym krokiem w projektach budowlanych jest przetestowanie prototypu, aby uniknąć ryzyka wykonania wadliwego produktu lub zainwestowania w drogie oprzyrządowanie.

Tu z pomocą przychodzi druk 3D. Drukując i testując prototyp, który bardzo przypomina produkt końcowy, możesz zbudować wysoki poziom pewności przed wydaniem dużych pieniędzy.

Konwencjonalne procesy składają się z wielu etapów wytwarzania w celu uzyskania pożądanego produktu.

Stwarza to znaczne ryzyko błędu podczas procesu.

Natomiast druk 3D to jednoetapowy proces produkcyjny, który nie wymaga interwencji operatora.

Pomaga więc wyeliminować niepewność i zmniejszyć liczbę błędów w szybki i ekonomiczny sposób.

6. Zrównoważony rozwój i redukcja odpadów

Konwencjonalne metody produkcji to z definicji podejście odgórne.

Są subtraktywne. Blok materiału jest przecinany w celu uformowania produktu. Podczas tego procesu usuwane są znaczne ilości niepożądanego materiału. Ten niechciany materiał trafia do kosza.

Niektóre zostaną poddane recyklingowi, ale wymaga to czasu, wysiłku i pieniędzy. Natomiast druk 3D to podejście oddolne.

On jest addytywny. Używana jest tylko ilość materiału niezbędna do wyprodukowania części. Materiały te w dużej mierze nadają się również do recyklingu i ponownego użycia. Dlatego odpadów jest niewiele lub nie ma ich wcale.

Druk 3D jest również stosunkowo energooszczędny.

Zmniejszone zużycie energii i wytwarzanie odpadów pomagają zmniejszyć wpływ na środowisko, a tym samym zwiększyć poziom zrównoważonego rozwoju.

7. Efektywność kosztowa

Jest to prawdopodobnie najbardziej wyjątkowa cecha druku 3D.

Koszty ponoszone przez firmy i osoby prywatne przy stosowaniu tradycyjnych technik wytwarzania są bardzo wysokie.

Wyobrażać sobie.

• Wszystkie narzędzia.
• Maszyny... i ich konserwacja.
• Koszt materiału.
• Koszty energii.
• Koszt pracy... oraz koszt błędu i braku elastyczności.
• Konwencjonalne procesy są drogie, zwłaszcza w przypadku produkcji małych serii i prototypowania.

W tym miejscu druk 3D może odegrać ważną rolę.

• Wytwarzanie addytywne ma znaczącą przewagę konkurencyjną nad innymi procesami produkcyjnymi pod względem kosztów maszyn, materiałów i robocizny.
• Koszt maszyny ma zwykle najmniejszy udział w całkowitych kosztach produkcji.
• Jednak oszczędność czasu i jednoetapowa produkcja dają drukowi 3D przewagę, co z kolei prowadzi do wzrostu sprzedaży.
• Koszt materiałów zależy od rodzaju zastosowanej technologii.

Koszty pracy to podstawa drukowania 3D! Nie potrzebujesz wielu wysoko wykwalifikowanych pracowników, aby wykonać zadanie. Wszystko czego potrzebujesz to jeden.

Większość drukarek 3D jest w stanie wykonać cały proces bez dalszej interwencji za naciśnięciem jednego przycisku.

Inne korzyści to mniejsza przestrzeń magazynowa, możliwość wyprzedzenia konkurencji, testowanie rynku, lepsza komunikacja produktów i poufność.

Jakie są wady druku 3D?

Ale jak każda inna technologia, druk 3D nie jest doskonały. Na pewno są też pewne ograniczenia. To zawiera:

1. Słabość produktu

Metoda drukowania 3D warstwa po warstwie może sprawić, że produkt będzie o 10-50% słabszy i bardziej kruchy w pewnych kierunkach niż tradycyjne materiały.

Zwykle nie stanowi to dużego problemu, ale nie używałbyś go w krytycznych aplikacjach.

Niektóre drukarki 3D, takie jak DMLS i SLM, mogą tworzyć mocniejsze części.

W branżach wymagających niezawodnych, trwałych produktów, takich jak przemysł lotniczy, drukarki te stają się coraz bardziej popularne.

2. Korzyści skali

Druk 3D jest dość korzystny w produkcji małych serii.

Ale jak tylko to Volumen wzrasta, druk 3D traci swoją przewagę konkurencyjną, ponieważ cena produkcji na jednostkę spada tylko minimalnie.

W porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi cena za produkt drastycznie spada wraz ze wzrostem wolumenu.

Bardziej opłacalne metody produkcji na dużą skalę to obróbka CNC i formowanie wtryskowe.

Zasadniczo druk 3D dobrze nadaje się do małych serii – ale nie jest jeszcze wystarczająco opłacalny do druku masowego.

3. Dokładność

Istnieje niewielka tolerancja błędu w druku 3D. Zwykle mieści się w zakresie od ± 0,01 mm do ± 0,5 mm.

Co to znaczy? Załóżmy, że drukujesz produkt z otworem o średnicy 8,5 mm.

Rzeczywisty pomiar może wynosić od 8 mm do 9 mm.

Jeśli więc jesteś firmą komercyjną produkującą dla klienta, istnieje niewielkie ryzyko, że Twój produkt nie będzie dokładnie odpowiadał potrzebom klienta.

Oczywiście, wraz z postępem technologii, podobnie jak dokładność.

4. Post-processing wydruku

Wydrukowana część zwykle wymaga obróbki końcowej, zanim będzie gotowa do użycia. Może to obejmować szlifowanie i malowanie części.

Więc chociaż proces drukowania 3D oszczędza czas, nadal musisz wziąć pod uwagę czas poświęcony na przetwarzanie końcowe.

Może być również konieczne wykonanie części podporowych - zwłaszcza jeśli obiekt ma nawis lub podwieszenie.

Inne wady obejmują produkty odpadowe, potencjalne emisje toksyczne, ograniczone materiały drukarskie, ograniczenia rozmiaru i potencjalne podrabianie produktów.

Kilka końcowych wskazówek dotyczących drukowania 3D

Kupowanie drukarki 3D jest jak kupowanie samochodu, tyle że bez jazdy próbnej. Innymi słowy, doświadczenie użytkownika jest bardzo ważne. Nie skupiaj się tylko na specyfikacjach i parametrach. Zapoznaj się z doświadczeniami użytkowników oraz tym, co ludzie myślą i mówią o drukarce, którą rozważasz.

Przed zakupem porozmawiaj z producentem o efektywności energetycznej drukarki. Pozwala to z grubsza oszacować koszty energii i ostatecznie zaoszczędzić pieniądze.

Jeśli planujesz karierę w druku 3D, najlepiej jest przeszukać kursy uniwersyteckie, kursy online i możliwości stażu w firmach zajmujących się produkcją dodatków, które mogą pomóc Ci zacząć.

Sönke Schmidt udziela wielu innych pomocnych wskazówek i wskazówek na temat drukowania 3D, wyboru odpowiedniej drukarki i filamentów na swoim Blog o drukowaniu 3D.