打印機的現狀:工業添加劑製造的一個視角 - 💡 Fix My Ideas

打印機的現狀:工業添加劑製造的一個視角

打印機的現狀:工業添加劑製造的一個視角


作者: Ethan Holmes, 2019

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專利授權發明者直到它們到期為止。到期後,每個人都可以無限制地將發明應用於新產品。今天所有的熔融沈積建模(FDM)類桌面3D打印機都可以將其技術根源追溯到Scott Crump的1992年專利。由於Crump的創造性,全世界數百萬人現在可以使用他原創想法的廉價版本。

Crump公司創立的Stratasys繼續生產基於相同概念的工業3D打印機。如今,頂級機器可以使用各種材料打印36“×24”×36“的零件。例如,在ULTEM 9085中製造的零件廣泛用於波音和空中客車的飛機。系統的定價? $ 400,000。然而,由於其業務所需的苛刻應用和材料特性,客戶繼續購買這種昂貴的機器。

據報導,工業3D打印機的平均售價(ASP)為104,222美元 Wohlers報告2017。生產金屬零件的打印機的ASP為566,570美元。與此同時,售價低於5,000美元的台式機的平均售價為1,094美元。低端和高端都分享了逐層生產零件的基本過程,但它們實際上是兩種截然不同的動物。

在Crump開發FDM工藝時,其他先驅者正在發明不同的3D打印方法。其中光通過選擇性地固化光聚合物來使用光來製造部件的立體光刻法仍然是工業用戶中用於生產大小部件的廣泛部件的流行方法。隨著該工藝的基本專利到期,現在可以以3,500美元的價格購買簡單的還原型光聚合打印機。最初將該工藝商業化的3D Systems公司仍以高達990,000美元的價格銷售大型立體光刻系統。

基於粉末床熔合工藝的3D打印機使用激光來熔化粉末層以構建高性能的功能部件。最初開髮用於生產塑料件,同樣的工藝現在是增材製造(AM)最熱門領域的核心:熔化金屬粉末以構建功能齊全的金屬部件。

工業展望

製造商將AM視為生產零件的下一代工具,全球業務價值12.8萬億美元。

材料:今天的3D打印機可以打印一系列塑料,包括尼龍,彈性體,有機矽,Kevlar,碳纖維填充塑料,甚至生物相容性材料。工業公司印刷用於噴氣發動機,牙冠,汽車零配件甚至珠寶的鎳,鈦和貴金屬零件。用於鑄造金屬零件的陶瓷零件和鑄造砂也經常印刷。

尺寸:由辛辛那提製造的大面積增材製造(BAAM)系統可以製造高達240“×90”×72“的部件,以每小時80磅的速度擠出熱塑性材料。人們需要運行2,725台Ultimaker 3桌面3D打印機才能達到與一台BAAM系統相同的體積。

吞吐量:今天的工業3D打印機能夠以大批量和速度生產零件,開始與傳統製造工藝競爭短期生產。 Wohlers Associates計算出需要163台Ultimaker 3機器來匹配輸出 HP Jet Fusion 4200打印機。加利福尼亞州的一家服務提供商宣布,它可以每週生產600,000個小零件,其中有六台來自惠普。不需要模具,只要設計完成就可以開始生產。

應用:美國宇航局的馬歇爾太空飛行中心正在使用金屬AM為下一代推進系統生產點火器,噴射器,燃燒室和渦輪泵。 GE正在使用該技術生產LEAP發動機燃料噴嘴,其重量減輕25%,使用壽命長5倍,並且更易於製造,該公司每年可生產數万個3D打印噴嘴。通用電氣還重新設計了CT7直升機的發動機,確定它可以打印出高達40%的發動機。通過AM,該公司能夠將900個零件減少到16個,並將重量和成本降低了約35%。

對製造商來說,好消息是工業系統製造商今天學到的很多東西明天都會成為公眾的知識。當專利到期時,精力充沛的企業家會浪費時間為更廣泛的公眾打包這些流程。事實上,它已經在進行中。


行業聖經

任何對專業3D打印有濃厚興趣的人都應該閱讀 Wohlers報告這是一本概述AM狀態的年度大型書籍,從最大的工具製造商到台式機,經常使用 使:。 2017版包含343頁有用的最新信息,其中包括幾乎所有添加劑的細分,包括打印供應商提供的軟件選項和材料屬性。價格不到500美元,對於業餘愛好者來說並不是偶然的購買,但對於數字製造業的任何人來說都沒有更好的資源。

-Mike Senese



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