3D印刷の何が問題で、なぜ今音声がないのですか？

3Dプリント 何年も前に新しい産業革命技術と呼ばれていましたが、なぜ今3Dプリントについての声が静かになっているのでしょうか。 3D印刷は本当に産業のトレンドをリードできる技術ですか？大規模生産を実現するための3Dプリントの可能性を妨げるものは何ですか？

3Dプリントの定義

「アディティブマニュファクチャリング」とも呼ばれる3Dプリント 「は、新しいラピッドプロトタイピングテクノロジーです。従来のサブトラクティブ製造プロセスとは異なり、3D印刷は、データ設計ファイルに基づいて3次元オブジェクトを構築するために、材料を層ごとに堆積または結合する技術です。

現代的な意味での3D印刷技術は、1980年代半ばに米国で生まれました。 Charles Hull（3D Systemsの創設者）とScott Crump（Stratasysの創設者）は、3D印刷技術のパイオニアです。

1980年代後半から1990年代初頭にかけて、3D SystemsとDTMに代表される中小規模のアメリカのテクノロジー企業のグループが、ステレオリソグラフィー（SLA）を次々と開発しました。 、選択的レーザー焼結（SLS） およびヒューズ堆積モデリング（FDM） 。およびその他の主流の技術ルートは、20年以上の降水量と継続的な改善の後、ますます成熟してきました。

3D印刷と従来の製造の最大の違いは、製品の成形プロセスにあります。従来の製造では、一般に、製造プロセス全体で、金型の開封、鋳造または鍛造、切断、およびコンポーネントの組み立てのプロセスを経る必要があります。 3D印刷により、複雑なプロセスが不要になり、金型が不要になり、1回限りの成形が可能になります。したがって、3D印刷は、従来の製造では実現できないいくつかの設計を克服し、より複雑な構造を作成することができます。

3Dプリントで大量生産ができなかったのはなぜですか？

3Dプリントで大規模生産ができないのは、大規模生産の条件がまだ整っていないためです。また、3Dプリンターは本質的に単一のマシンであり、既存の業界チェーンの方法であり、直接的な製造能力統合システムではありません。

実際、20年または30年前、3Dプリント技術は樹脂などの材料から製品を作ることができました。近年、3Dプリンティングで処理できる材料の範囲が金属材料（レーザー焼結技術）にまで拡大し、情報技術やレーザービームなどの組み合わせなど、数十年前から存在していたプロセス技術の再編成に成功しています。製品または部品の表面処理および積層造形。

しかし、現在の開発に関する限り、3D印刷技術の開発は、レーザーや電子銃などの主要コンポーネントの品質の継続的な改善に依存しています。

業界での3Dプリントの応用

工業生産では、3Dプリンターの主な用途は2つです。

1。複雑な構造を持つ一部の部品または完成品は、主に、小さな部品や大きなコンポーネントなど、高精度の要件とプロセスの詳細を備えた完成品です。

つまり、ほとんどの3D印刷技術は、構造的な幾何学的制約を打ち破ることができます。したがって、特定の構造の大規模コンポーネントの処理では、従来のコンポーネントと比較してプロセスの難易度が低下するだけでなく、コストも削減されます。

たとえば、いわゆるレーザーアディティブマニュファクチャリングでは、伝統的に、F-22の胴体フレームはチタン合金の鍛造品で作られています。 LAMの重ね合わせ技術により、非常に高価な原材料を90％節約し、特別な製造を必要としません。金型の場合、元々は材料費の1〜2倍に相当していた加工費が、今では元の10％しか必要としません。 1トンのチタン合金複合構造の処理コストは約2500万元と概算されており、LAMのコストは従来のプロセスよりもはるかに低いだけです。

2。特定の業界向けの緊急または製造が迅速な製品。

最も単純なのは軍隊であり、機械保守チームが現場でいくつかの完成品を処理して、緊急事態での機械プラットフォームの保守を確実にすることができます。

ほとんどの場合、陸戦車や装甲車両が損傷した後、コスト上の理由から一定の割合以上が直接放棄されます。もちろん、3D印刷は、一部の供給品の迅速な生産は言うまでもなく、ロジスティクスが厳しい3月の間にこれらの問題を解決することができます。

たとえば、医療分野で最も有名なのは、3D印刷を使用して高精度モデルを印刷し、治療を支援することです。たとえば、Stratasys Solidoodle 2を使用して、患者の内臓または組織のモデルを印刷し、正確な手術計画の作成を支援することができます。生体組織と互換性のある外肢を必要とせずに、医療用3Dプリントにより詳細なカスタマイズが可能になります。

In vitro医療機器には、医療モデル、補綴物、補聴器、歯科手術用テンプレートなどの医療機器が含まれます。米国の組織Amputee Coalitionの統計によると、現在、米国では約200万人が3D印刷された補綴物を使用しています。

3Dプリントが拡大縮小できない理由

1。生産モデルの効率

モノマーの統合成形の効率は、「分類された部品の処理+業界での組み立て」の効率に匹敵するものではありません。後者は、製造システム全体の生産能力を動員し、半製品の処理とグレーディングにより、プロセスの効率を向上させることができます。ほぼ最高に、それは業界全体での組立ラインの形成に相当します。

しかし、一体成形ではワークフローが完全に固定され、そのような産業効果を形成することができず、現在の3Dプリンター本体は長期間の高強度の負荷に耐えることができません。さらに、単一のマシンの生産のメンテナンスコストと難しさは、産業チェーンを均等に広げる従来のプロセスよりもはるかに高くなります。

2。 3D印刷材料の適用性

1つ目は、材料の塗布によって引き起こされるプロセスの問題です。

特殊な金属粉を事前に作る必要があるため、印刷された金属製品の密度は低く、鋳物の密度の最大98％であり、場合によっては、もちろん、大きなチタン合金コンポーネントなどの一部のコンポーネント（比較的高温など​​）では、鍛造品の機械的特性よりも低くなります。航空業界）は機械的特性を完全に満たすことができますが、全体的な状況については議論の余地があります。一部の印刷物は、表面品質と精度が2〜10μmと低く、研削や研磨などの後処理が必要です。複雑な曲面を持つ部品を3D印刷する場合、サポート材料を取り除くのは困難です。

3。従来のCNC機械加工よりもコストが高い

もちろん、このコストは主に、前述のように高負荷で長時間稼働する単一のマシンのメンテナンスコストによるものであり、大規模生産のコストが高くなります。

材料費もあります。部品タイプの大幅なカスタマイズのモデルは、実際には幅広い市場での低コストの生産モデルではありません。

3D印刷も生産を中断させますか？

3D印刷は、大量生産ができないため、主流の生産方法にはなり得ません。しかし、これは、3D印刷が処理のより良い部分にならず、将来的に製品処理の新しいトレンドになることを意味するものではありません。

現在の主な問題は、現在の3D印刷業界が、その製品の市場タイプと対象者を正確に特定し、業界内で市場を促進する必要があることです。アディティブマニュファクチャリングは、独自の新しい分野で新しい世界を開発する必要があります。つまり、完全な積層造形の利点と概念、独自のアプリケーションと市場の開発です。