Imprimarea 3D - Soluția la problemele noastre?

Organizațiile de vârf consideră că imprimarea 3D ar putea deveni unul dintre cele mai mari progrese tehnologice din istorie.

Ce alt proces de producție poate fi văzut influențând atât de mult alte industrii ca imprimarea 3D?

Diavolul este în detalii

Imprimarea 3D, cunoscută și sub numele de fabricație aditivă, produce obiecte strat cu strat.

Obiectele fizice sunt produse prin adăugarea succesivă de straturi subțiri de material unul peste altul până când produsul final este complet.

Sprijinită de proiectarea asistată de calculator (CAD), imprimarea 3D aduce obiectele digitale în formă fizică prin acest proces aditiv.

Această metodă se diferențiază de tehnicile tradiționale, care sunt substractive, cum ar fi turnarea sau turnarea.

O notă de subsol în istorie

Charles Hull a fost cel care a dat startul imprimării 3D în urmă cu 36 de ani, în 1986.

A brevetat stereolitografia, un proces care utilizează un fascicul laser mobil controlat de calculator pentru a modela obiecte.

Abia la mijlocul anilor 2000 această tehnologie a început să se diversifice și să se dezvolte.

În acest moment, imprimarea 3D a început să se specializeze în fabricarea de componente unicat și în serie scurtă, datorită costurilor reduse de scule și de configurare.

Această diversificare continuă să se accelereze și în prezent, flexibilitatea procesului făcând ca acesta să găsească aplicații în aproape toate industriile.

Avioane, trenuri și automobile - și imprimare 3D?

Becurile, motoarele cu aburi, mașinile și avioanele au fost toate repere revoluționare în istoria omenirii.

Multe persoane din industriile de producție susțin că puterile imprimării 3D ar putea intra în acest club exclusivist.

Cu noi aplicații care apar pe zi ce trece, puterea și potențialul complet al producției aditive nu au fost încă exploatate pe deplin.

Este considerat atât de apreciat datorită:

1. Personalizare - Acest proces oferă o mulțime de oportunități. Pot fi fabricate numeroase produse în același timp, fără costuri suplimentare.
2. Complexitate - Imprimarea 3D oferă un proces de producție complex care nu poate fi repetat de oameni. Piese specifice din anumite industrii, cum ar fi sectorul aerospațial, demonstrează în mod repetat complexitatea pe care o oferă această tehnică.
3. Eficiență - Aceasta poate reduce sau chiar elimina costurile de producție a sculelor și a forței de muncă. Prin urmare, devine o tehnică din ce în ce mai atractivă pentru producători, deoarece economisește costuri, timp și forță de muncă, eliminând în același timp erorile umane.
4. Sustenabilitate - Într-o perioadă de urgență climatică, imprimarea 3D este văzută ca o tehnologie extrem de eficientă din punct de vedere energetic. Aceasta produce mult mai puține deșeuri, poate economisi transportul produselor finite, ceea ce, combinat cu eficiența sa, îi conferă o amprentă de carbon redusă.

O abordare variată

Fabricarea aditivă are o flexibilitate și o diversitate chiar și 21^st secolul nu a mai văzut până acum.

Ce alte procese de fabricație pot:

• Produceți piese mici și complexe pentru a stabiliza un avion
• Faceți provizii medicale pentru soldații răniți din Ucraina
• Creați alimente comestibile "care bat lumea
• Asamblează arme de foc letale din propriul dormitor

Potențialul imprimării 3D este infinit.

Gama de materiale care pot fi utilizate în acest proces este în creștere.

În prezent, lemnul, țesăturile, hârtia și piatra au o utilizare limitată, deoarece nu pot fi aplicate sub formă de straturi subțiri în stare topită sau lichidă.

Nu este surprinzător faptul că materialele plastice sunt cele mai frecvent utilizate în acest proces aditiv.

Atributele materialelor plastice le fac ideale pentru a crea produse într-o gamă versatilă de culori, dimensiuni și forme.

Până în 2027, se așteaptă ca valoarea pieței de materiale plastice pentru imprimarea 3D să ajungă la $1,9 miliarde.

Dar utilizarea metalelor este, de asemenea, în floare în sfera imprimării 3D.

Fabricarea de duze de combustibil din cobalt-crom prin imprimare 3D este în curs de dezvoltare în industria aeronautică. Această mică piesă de motor arată fabricarea aditivă în toată splendoarea ei: personalizabilă, complexă, eficientă și durabilă.

Aceste duze de combustibil erau compuse din 20 de piese individuale care erau sudate împreună.

Imprimarea 3D le produce ca o singură piesă solidă care cântărește cu 25% mai puțin și este de cinci ori mai rezistentă.

Acestea au devenit un best-seller în industria aviatică, cu un nivel ridicat de eficiență, economisind aproximativ $3 milioane de euro pe aeronavă.

Hrană pentru reflecție

Mulți experți din industria de imprimare a alimentelor cred că, într-un viitor nu foarte îndepărtat, o imprimantă 3D va fi un element de bază în bucătăria fiecărei gospodării.

Oricât de ciudat ar părea, alimentele imprimate funcționează prin același proces de aditivare ca și metalele și materialele plastice.

Ca urmare, funcționează cel mai bine cu materiale vâscoase, prin urmare, alimentele solide și întregi nu sunt compatibile în prezent.

Pastele și piureurile sunt cele mai comune alimente tipărite 3D, însă planurile de a produce carne tipărită nu sunt departe în acest spațiu în continuă evoluție.

Ca o cireașă de pe tort, imprimarea 3D a fost responsabilă pentru "Cel mai bun tiramisu din lume în cea mai recentă ediție a Cupei Mondiale Tiramisu.

Un aliat neașteptat

Ucraina a fost un beneficiar al producției aditive.

Într-o perioadă de disperare și vărsare de sânge, imprimarea 3D s-a dovedit a fi un aliat valoros, dar neașteptat pentru soldații ucraineni.

Aproximativ 5.000 de garouri reutilizabile au fost trimise în prima linie pentru a suplini lipsurile critice.

Cu ajutorul fișierelor digitale, au fost produse în cantități mari și bandaje, atele și accesorii pentru AK-47.

Având în vedere că fabricarea aditivă a armelor era relativ necunoscută înainte de invazia rusă, aceasta a fost o misiune rapidă, dar de succes.

Construirea unui caz

Imprimarea 3D este văzută ca fiind viitorul construcțiilor.

Este, de asemenea, considerată ca fiind soluția la multe dintre problemele legate de construcțiile moderne.

Casele tipărite vor:

• Reducerea impactului negativ al industriei construcțiilor asupra mediului înconjurător
• Creșterea vitezei și eficienței construcției
• Diminuarea erorilor umane și ale lanțului de aprovizionare
• Reducerea creșterii extreme a costurilor materialelor
• Furnizarea cererii tot mai mari de construcții din întreaga lume
• Reducerea deșeurilor de materiale în timpul construcției

Până în 2030, Dubai are ca obiectiv ca 25% din clădirile sale să fie tipărite 3D.

În Malawi, urmată la scurt timp de Madagascar, au apărut primele școli tipărite din lume.

Imprimarea 3D este văzută ca o soluție pentru lipsa de școli în țările în curs de dezvoltare, doar în Madagascar fiind nevoie de aproximativ 22.000 de școli noi.

La mare căutare

Imprimarea 3D umple goluri în multe alte industrii:

• Medical
• Dentară
• Industria aerospațială
• Automotive
• Bijuterii
• Artă/Design/Sculptură
• Moda

Activitatea medicală beneficiază în mare măsură de progresele acestei tehnologii.

La începutul acestei luni, lumea a asistat la operarea primei urechi transplantate medical. Procesul de imprimare a urechii a durat mai puțin de 10 minute.

Peste 100.000 de proteze de șold au fost imprimate 3D în ultimul deceniu. Acest proces va permite accesul la mai multe operațiuni de această natură în viitor.

În ultimii 17 ani, aproape toate aparatele auditive au fost imprimate 3D.

Imprimarea aditivă joacă un rol imens în domeniul auto, în special în domeniul de mare viteză al Formulei 1.

Aceste mașini aerodinamice necesită sute de piese specifice și complexe pentru ca mașina să treacă de steagul în carouri.

În F1, imprimarea 3D a:

• Productivitate crescută
• Eficiență crescută
• Costuri reduse
• Libertăți sporite pentru proiectare

Piesele de F1 realizate prin fabricație aditivă au fost mai ușoare decât era posibil până acum, crescând în același timp eficiența combustibilului.

Acestea au permis creșterea performanțelor mașinilor și reducerea uzurii acestor ființe delicate.

În industria modei, încălțămintea este cel mai frecvent produs fabricat în acest mod.

În contextul în care industria fast-fashion este criticată pentru practicile sale nesustenabile, imprimarea 3D oferă o soluție.

În timp ce produce mai puține emisii în timpul fabricării, oferă și 35% mai puține deșeuri de material.

Până în 2028, se preconizează că ochelarii imprimați 3D vor valora $3,4 miliarde de euro.

Un pistol fumegând

Un dezavantaj masiv al acestei iminente preluări a industriilor moderne este o potențială pierdere de locuri de muncă.

Un proces atât de rapid și de eficient, fără posibilitatea unei erori umane, ar putea duce la pierderea locurilor de muncă pentru multe persoane într-o gamă largă de industrii care aleg să utilizeze această tehnică.

Acolo unde se vor deschide oportunități și noi locuri de muncă, se pot închide oportunități și întreprinderi vechi.

O tehnică cu un potențial atât de vast va avea întotdeauna potențialul de a fi abuzată.

În iunie 2022, un suspect în vârstă de 18 ani din Australia de Vest a fost arestat cu o armă semiautomată, complet funcțională, imprimată 3D.

Realizate în propria casă, aceste tipuri de arme de foc rămân fără licență și nereglementate.

Având în vedere ușurința cu care a fost produsă, cu o imprimantă 3D obișnuită de birou și materiale ușor de găsit, nu este de mirare că acest lucru reprezintă o preocupare din ce în ce mai mare.

Atât de îngrijorător, încât Europol a emis o declarație în ultima lună, în care arată cât de serios ia în considerare amenințarea.

Adesea denumite "arme fantomă", armele tipărite 3D sunt greu de urmărit, deoarece cele nereglementate nu au atașat un număr de serie.

Pune-ți centura.

Producția aditivă a oferit soluții incredibile care îmbunătățesc viețile, produsele și locurile de muncă din multe industrii și comunități.

Cu toate acestea, va fi nevoie de cooperare internațională și de o legislație îmbunătățită pentru a se asigura că imprimarea 3D continuă să fie o forță a binelui și nu un instrument pentru infractorii care caută o modalitate ieftină, nereglementată și nedetectabilă de a produce articole de contrabandă, cum ar fi arme de foc artizanale.

Zgomotul care vine din interiorul industriei este puternic.

Imprimarea 3D este în creștere și depinde de noi și de cei care ne guvernează să ne asigurăm că această tehnologie fascinantă rămâne pe drumul cel bun.