Disambut oleh beberapa pemerhati sebagai "revolusi perindustrian untuk zaman digital", pembuatan pesat telah mengubah wajah industri pembuatan untuk beberapa waktu sekarang. Ramai yang percaya teknologi pencetak 3D adalah reka bentuk dan pembuatan demokrasi, menjadikannya lebih mudah diakses dan kurang bergantung pada skala ekonomi. Kaedah pembuatan tradisional sering kali datang dengan kos perkakas mahal yang bermaksud bahawa syarikat-syarikat dan individu yang lebih kecil kerap dibeli di pasaran ketika datang ke pengembangan produk. Pencetakan 3D telah dianggap sebagai permainan changer walaupun dan telah membolehkan perniagaan membuat kemajuan pembuatan yang sebelum ini tidak dapat difikirkan.
Di sini di Freshome kami tertarik dengan proses percetakan 3D dan kami ingin mengetahui lebih lanjut tentang teknologi mengganggu ini yang merevolusi industri pembuatan. Nasib baik seorang ahli di lapangan sudah bersedia untuk menjawab beberapa soalan kami. Dr Phil Reeves adalah Pengarah Urusan dan Perunding prinsip di Econolyst Ltd, firma perundingan dan penyelidikan percetakan (AM) & 3D yang berpangkalan di United Kingdom yang bekerja dengan pelbagai pelanggan di seluruh Eropah, Amerika Utara, Timur Tengah, Timur Jauh & Afrika. Dr Reeves menasihatkan vendor sistem pembuatan bahan tambahan pada strategi perniagaan & teknologi masa depan, dan pengguna teknologi mengenai faedah perniagaan penerimaan AM.
Apakah sebenarnya percetakan 3D?
Percetakan 3D adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pelbagai teknologi yang muncul yang menghasilkan produk ketara daripada data komputer tiga dimensi. Teknologi ini sering disebut dalam industri sebagai "Pengilangan Additive", sebagai pendekatan berfungsi dengan ikatan bersama lapisan 2-dimensi bahan, layer-by-layer, hingga bagian 3D selesai.
Pencetakan 3D telah wujud selama lebih dari 20 tahun, kemajuan apa yang telah dibuat pada masa itu?
Mesin percetakan 3D awal digunakan semata-mata untuk membuat model Rapid Prototyping (RP) yang digunakan semasa pembangunan produk. Model RP awal ini mempunyai kekuatan yang sangat terhad dan seringkali akan berubah atau merosot dalam beberapa minggu atau bahkan hari pembuatan. Tetapi memandangkan mereka hanya digunakan untuk menilai bentuk atau bentuk produk, yang boleh diterima pada masa itu.
Memandangkan teknologi telah matang, jadi pelbagai bahan yang tersedia kepada kami telah meningkat, dan dengan ini telah mengalami peningkatan dalam sifat-sifat mekanik dan panjang umur. Kita kini boleh menghasilkan bahagian dalam logam seperti titanium atau emas, polimer seperti ABS, Nylon dan polikarbonat atau seramik seperti aluminium atau zirkonium.
Secara selari, teknologi telah menjadi lebih besar dan lebih cepat, menjadikannya lebih produktif dan lebih ekonomi dari segi pengeluaran volum. Ia adalah gandingan peningkatan produktiviti dengan peningkatan kesesuaian bahan yang memacu teknologi ke dalam aplikasi pengeluaran aliran utama dalam bidang seperti implan ortopedik, topi gigi dan mahkota, alat bantuan pendengaran, kes telefon bimbit, penutup badan prostetik dan produk dalaman rumah.
Bagaimanakah teknologi percetakan 3D digunakan dalam industri dalaman?
Menariknya, hiasan dalaman adalah salah satu aplikasi pertama di mana Percetakan 3D benar-benar digunakan untuk menghasilkan produk, bukan hanya prototaip. Di sekitar permulaan milenium beberapa pereka kreatif muda yang telah terdedah kepada teknologi RP di Universiti, mula menubuhkan perniagaan menjual produk dalaman 3D yang dicetak, dari kelengkapan lampu dan mangkuk buah, kepada perabot dan seni.
Mungkin yang paling berpengaruh ialah Janne Kyttanen pada Kebebasan Penciptaan. Janne memahami kekuatan percetakan 3D dari segi pemacu perniagaan. Dia dapat menubuhkan sebuah syarikat yang menjual produk-produk geometri kompleks yang tidak dapat difikirkan sebelum ini, tanpa memerlukan sebarang pelaburan modal di hadapan. Melalui internet, dia dapat menjual produk hampir sebelum mereka dihasilkan, dan mendapatkan batch kecil yang dikeluarkan atas permintaan oleh syarikat pihak ketiga yang telah melabur dalam teknologi percetakan 3D untuk memberi perkhidmatan kepada industri RP.
Syarikat-syarikat lain seperti Materialize MGX tidak lama lagi memulakan mengagregat produk dalaman 3D dicetak dari pelbagai pereka dan memasarkannya melalui peruncit dalaman yang lebih tradisional. Pereka produk pencetak 3D lain seperti Lionel Dean di Future Factories bekerjasama dengan pengilang dalaman yang sedia ada seperti pencahayaan Kundalini di Itali, menggunakan saluran mereka untuk membawa produk bercetak 3D ke pasaran.
Dan bagaimanakah ia digunakan oleh arkitek?
Pada masa ini, percetakan 3D masih merupakan alat prototaip yang cepat untuk arkitek. Memandangkan lebih banyak arkitek telah beralih dari perisian 2D Computer Aided Design (CAD) ke perisian 3D CAD, mereka telah dapat memanfaatkan pautan antara 3D CAD dan pencetakan 3D. Arkitek kini secara kerap menghasilkan model bangunan, dalaman, rancangan laman 3D dan juga rancangan induk keseluruhan untuk pembangunan semula, yang dilakukan dengan menghubungkan percetakan 3D dengan pengimbasan topologi dan data satelit. Ia juga mungkin untuk mengekstrak data pada kawasan geografi tertentu dari Google Earth dan 3D mencetak ini sebagai bantuan untuk perancangan induk.
Kami kini melihat beberapa syarikat membangun teknologi 3D khusus untuk industri pembinaan, seperti D-Shape.Bentuk D telah mengembangkan sistem percetakan 3D berskala besar yang menggunakan serbuk marmar atau pasir yang direkabentuk, yang disatukan dengan mengetuk bahan pengikat ke dalam bahan. D-Shape kini menghasilkan produk arkitek yang agak besar (kira-kira 5 juta) seperti gazebo, kiosk, bangku taman & perabot. Kumpulan penyelidikan lain melihat skala pencetakan 3D lebih jauh untuk pengeluaran seluruh bangunan, tetapi saya fikir ini mungkin satu dekad atau dua daripada menjadi kenyataan, jika sama sekali.
Sejauh manakah tren pasaran dan jangkaan pengguna memandu percetakan 3D?
Sudah tentu banyak minat dan gembar-gembur di sekitar 3DP pada masa ini. Di satu pihak itu adalah satu perkara yang baik. Walau bagaimanapun, sebaliknya, kita perlu berhati-hati untuk tidak mengagihkan keupayaan teknologi. Teknologi ini sangat baik untuk menanggapi beberapa trend pasaran, seperti pasaran untuk liputan telefon bimbit yang lebih gaya dan individu. Teknologi ini juga telah memberi respons kepada pertumbuhan dalam permainan komputer dalam talian dan rangkaian sosial, yang membolehkan watak-watak permainan dalam talian dan avatar dapat direalisasikan ke dalam produk yang berwujud namun nyata.
Tetapi, masih terdapat batasan dari segi proses keupayaan ekonomi dan bahan. Terdapat satu jangkaan bahawa percetakan 3D sehari dapat mencetak hampir apa pun, bahkan di rumah, dari panci dan kuali, ke bahagian mesin cuci, pancuran mandi atau remote TV. Realitinya, kita bertahun-tahun dari sistem sedemikian. Tetapi kita sudah mempunyai sistem yang agak asas yang bertujuan untuk pasaran pengguna yang sesuai untuk pembuatan mainan asas, permainan dan kura-kura.
Apakah kesan percetakan 3D yang ada pada proses reka bentuk dan pembuatan?
Salah satu aspek yang paling penting dalam percetakan 3D ialah keupayaan untuk menghasilkan geometri kompleks dengan sedikit jika tiada penalti kos. Malah, percetakan 3D sering digunakan untuk membuat produk yang tidak mungkin dihasilkan menggunakan proses tradisional seperti pengacuan suntikan plastik. Pereka mengeksploitasi kelenturan geometri ini dengan membolehkan tahap pembezaan produk yang lebih besar dan lebih besar. Pada akhirnya, tiada produk 3DP yang perlu sama.
Pengeluaran batch unit tunggal ini juga merupakan pemacu yang menarik kepada komuniti perkilangan. Pada masa lalu ekonomi pembuatan selalu didasarkan pada menghasilkan komponen yang mencukupi untuk menampung kos aset tetap, seperti alat acuan. Tetapi sebaik sahaja anda mengambil keperluan untuk peralatan acuan, model ekonomi berubah secara dramatik.
Proses pencetakan 3D memberikan beberapa manfaat sebenar sejauh rantaian bekalan. Bolehkah anda menjelaskan manfaat ini?
Percetakan 3D bukan sekadar teknologi mengganggu yang digunakan untuk menggantikan pengacuan, pemutus atau pemesinan, ia merupakan teknologi yang membolehkan syarikat berfikir secara berbeza mengenai rantaian bekalan mereka, dan yang lebih penting ialah rantaian nilai dan interaksi dengan para pelanggan dalam perniagaan mereka. Terdapat benar-benar enam faedah utama dalam rantaian nilai ini yang dihasilkan daripada pelaksanaan percetakan 3D.
- Pengilangan digital & kurang alat - membolehkan peningkatan tahap varians produk dan pengeluaran batch ekonomi yang lebih kecil untuk menyokong tren geografi, demografi atau sosial tertentu
- Memanfaatkan kebebasan reka bentuk - membolehkan pengeluaran produk dengan peningkatan tingkat kerumitan geometri, dengan sedikit jika tiada penalti kos
- Mengaktifkan keperibadian produk - gandingan pengeluaran volum rendah dalam saiz batch satu dengan geometri kompleks untuk merealisasikan produk individu
- Menawarkan pengalaman baru dalam runcit - melibatkan pengguna dalam pengalaman reka bentuk produk melalui akses dalam talian atau di kedai untuk alat perisian intuitif atau pengimbasan 3D
- Menangani pasaran baru - gandingan keperibadian produk dengan akses runcit untuk penduduk yang semakin tua dan berubah
- Memelihara rantaian bekalan - mengurangkan pegangan stok, mengurangkan sampah pembungkusan, mengurangkan logistik & mengurangkan pengilangan CO2
Sebenarnya, percetakan 3D benar-benar mengubah arah rantaian bekalan, kerana ia meletakkan pengguna pada kedua-dua hujung belakang dan hujung depan rantai. Pengguna boleh terlibat dalam reka bentuk produk awal, atau mereka boleh memesan atas permintaan, dengan produk yang dibuat berikutan pertukaran pembayaran. Pencetakan 3D boleh membolehkan kedua-dua rantaian bekalan respons yang teguh, tetapi juga satu yang kurus - kami panggilnya pembuatan legile.
Apakah batasan bahan percetakan 3D dan kemajuan apa yang sedang dibuat untuk mengatasi batasan ini?
Seperti yang telah kita katakan, kita masih mempunyai batasan ketara. Ada yang fizikal, ada yang ekonomi, ada yang estetik dan ada yang bersifat alam sekitar. Proses percetakan 3D masih berjuang untuk mencapai sifat-sifat mekanik plastik dibentuk atau bahagian logam yang dimetil dari pepejal. Tetapi terdapat banyak kerja yang berlaku di makmal dan universiti di seluruh dunia untuk memperluaskan pelbagai bahan dan memperbaiki apa yang kita sudah ada.
Kami juga melihat lebih banyak syarikat memasuki rantaian bekalan bahan, yang merendahkan kos bahan mentah, yang tentu mempengaruhi ekonomi bahagian terakhir yang dihasilkan. Kami juga melihat definisi warna dan ketelusan yang lebih baik, meningkatkan estetika bahagian, bersama dengan bahan yang lebih mampan seperti polimer hijau seperti Nylon 11 dan PLA yang diperoleh daripada tumbuh-tumbuhan dan bukan minyak. Kami masih jauh untuk pergi, tetapi kami bergerak pantas dan bergerak ke arah yang betul.
Apakah blok penghalang utama untuk percetakan 3D menjadi teknologi arus perdana?
Seperti yang kita katakan bahan adalah satu isu, tetapi ini dapat dikurangkan kepada beberapa produk melalui reka bentuk produk.Ekonomi juga merupakan isu, kerana pengeluaran mesin percetakan 3D dan bahan-bahannya agak mahal dan agak perlahan, menjadikan bahagian-bahagian yang mereka hasilkan kelihatan lebih mahal daripada yang dihasilkan oleh teknik pengeluaran besar-besaran. Walau bagaimanapun, apabila harga bahan jatuh dan produktiviti bertambah, maka ekonomi percetakan 3D menjadi lebih dapat diterima.
Batasan utama yang lain adalah pengetahuan. Banyak syarikat tidak memahami bagaimana menggunakan percetakan 3D atau di mana untuk memposisikannya dalam rantaian nilai mereka. Rantaian bekalan pembuatan semasa mereka berasa terdedah, pereka produk mereka tidak memahami sepenuhnya bagaimana memanfaatkan faedah geometrik dan fungsi pemasaran mereka berjuang untuk memahami bagaimana mengintegrasikan pencetakan 3D ke dalam rantaian nilai pelanggan. Saya rasa di situlah kami masuk sebagai perunding yang membantu syarikat memahami isu-isu ini, menilai teknologi, mengembangkan kes perniagaan dan melaksanakan ke dalam arus nilai.
Dengan adanya mesin pencetak 3D desktop mudah alih murah, ada yang bercakap bahawa kami tidak akan mempunyai ini di rumah kami. Bagaimana mungkin senario ini?
Saya mempunyai dua mesin percetakan 3D di rumah saya dan anak-anak saya suka mereka. Tetapi sekali lagi, pengurus mungkin mempunyai keranda ganjil dua di garaj. Secara serius, minat untuk percetakan 3D rumah telah menjadi luar biasa dalam beberapa tahun terakhir, seperti pertumbuhan perusahaan yang membuat mesin untuk melayani pasaran. Kali terakhir kami menghitung kami mendapati lebih daripada 40 syarikat di seluruh dunia membuat pencetak akhir, rumah, pencetak pengguna. Kebanyakannya adalah berdasarkan reka bentuk sumber terbuka yang sama dengan extruding polimer cair melalui muncung, tetapi ada yang menggunakan pendekatan lain. Tahun lepas sekitar 15,000 pencetak rumah dijual. Kami menjangkakan jumlah itu lebih dekat kepada 60,000 tahun ini (mungkin lebih). Jadi tidak semua rumah - baru sahaja.
Pada masa ini, kebanyakan mesin rumah digunakan oleh orang yang berminat dalam teknologi atau berminat dalam reka bentuk produk. Kami melihat semakin banyak orang yang membeli kemudian untuk menyokong hobi mereka, sama ada ia membuat bahagian pesawat kawalan jauh atau bahkan membuat umpan memancing tersuai. Mereka hebat dari perspektif pendidikan - mengambil pencetak 3D, beberapa pewarna makanan kokkal, cuka dan bikarbonat soda dan anda mempunyai projek kerja rumah gunung berapi kelas 'terbaik' yang pernah ada.
Nasihat apa yang akan anda berikan kepada usahawan yang ingin meneroka pencetakan 3D sebagai pelaburan perniagaan yang berpotensi?
Anda perlu mengetahui pasaran anda, mengetahui pelanggan anda dan mengetahui kemahiran anda. Terdapat banyak peluang merentas rantaian bekalan daripada mereka bentuk produk bercetak 3D, menjualnya secara dalam talian atau di jalan tinggi, membangunkan antara muka perisian untuk membolehkan orang lain terlibat dalam proses reka bentuk, merangka bahan-bahan baru, atau bagi mereka yang mempunyai lebih banyak poket, menubuhkan kapasiti pengeluaran. Bagi syarikat-syarikat, kunci adalah untuk memahami pengalaman pelanggan dan nilai teknologi. Bagi sesetengah syarikat percetakan 3D adalah pemboleh diam - menjadikan kehidupan syarikat lebih mudah. Bagi yang lain, percetakan 3D adalah 'cangkuk', sebab produk wujud, pembezaan. Apabila syarikat memahami bagaimana percetakan 3D dapat menambah nilai, maka mereka perlu memahami cara menggunakannya dan bila menggunakannya, tetapi itu cerita lain.
Freshome ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr Phil Reeves atas pandangan pakarnya ke dunia percetakan 3D. Semua imej dipaparkan dalam artikel ini dari Kebebasan Penciptaan
