imagazin arrow2-left arrow2-right arrow2-top arrow-up arrow-down arrow-left arrow-right cart close dossiers education fb instagram menu notification oander rss rss-footer search service shuffle speech-bubble star store stores tests twitter youtube

Stadiul și provocările actuale ale imprimării 3D 


Imprimarea 3D a câștigat recunoaștere publică abia în 2010. De atunci, de la clădirile din Shanghai până la încălțămintea produsă de compania Adidas, multe lucruri au fost printate astfel. 

În 2011, inginerii de la Universitatea din Southampton, Marea Britanie, au reușit să elaboreze și să testeze prima aeronavă autonomă printată 3D, creată în șapte zile, cu doar cinci mii de lire sterline. În același an, Kor Ecologic și Stratasys au creat Urbee, primul automobil din lume realizat în totalitate prin tehnica printării 3D; inclusiv parbrizul.

Între timp, compania flamandă Materialise a reușit să imprime un tip de aur și argint de 14 carate, ceea ce a redus considerabil costurile de fabricare a bijuteriilor, iar posibilitățile în acest sector de activitate s-au amplificat semnificativ. În 2012, viața unui bărbat a fost salvată de o proteză pentru maxilar imprimată 3D.

Toate aceste exemple demonstrează cât de populare au devenit imprimantele 3D la începutul acestei decade.

3D Boom!

Pentru a răspândi o tehnologie, trebuie îndeplinite trei criterii. Pe de o parte, ar trebui să fie „completă”, cu alte cuvinte, nu sunt necesare progrese suplimentare în acest sens. Acceptarea socială este, pe de altă parte, extrem de importantă. În cele din urmă, avem spiritul de inovație și posibilitatea unei schimbări radicale.

La începutul acestei decade, imprimantele 3D au îndeplinit cele trei criterii.

După dezvoltarea companiei open-source RepRap, au apărut pe piață tot mai multe echipamente mai mult sau mai puțin costisitoare. Iar brevetele vechi, care restricționau dezvoltarea tehnologiei, au început să expire, și prețurile au scăzut, fiind posibilă astfel democratizarea pieței. Atât de intens e acest fenomen, încât în jurul anului 2013 tehnologia a devenit o tendință. Din acel moment – pe lângă inteligența artificială și machine learning – toată lumea a început să vorbească despre imprimarea 3D. Cultura de tip „do-it-yourself”, bazată pe producătorii din comunitățile profesionale, care ne reamintește de o anumită perioadă din istoria IT-ului, a înflorit; iar în timp ce industria a început să se dezvolte, din ce în ce mai multe domenii au asimilat imprimarea 3D. De la case la aparate auditive, de la poduri la bomboane, de la piese pentru vehicule la console, de la pantofi (Adidas Futurecraft 4D) la circuite electronice, aproape totul a fost printat 3D. De exemplu, au fost realizate imprimări la Stația Spațială Internațională cu ajutorul mașinii Made in Space, care a fost creată special pentru această ocazie, iar viețile oamenilor și animalelor au fost salvate de mai multe ori de această tehnologie.

Practic, putem afirma că, în ciuda faptului că, de-a lungul timpului, printarea 3D a fost folosită în diverse industrii, în arhitectură și în laboratoare pentru crearea de modele, din 2010 tot mai multe domenii au fost cucerite de această tehnologie ce nu s-a mai concentrat doar pe crearea unor ustensile demonstrative și pe realizarea de prototipuri.

În general, de atunci, utilizarea acestei tehnologii poate fi împărțită în două domenii: consumatori și printare industrială. Asistența medicală (dispozitive protetice, pregătirea intervențiilor chirurgicale cu modele de organe, bioprinting, țesuturi), educația sau moda (articole de îmbrăcăminte ce poartă numele olandezului Iris van Herpen) sunt, toate, domenii de activitate pentru printarea 3D. Cu toate acestea, cele mai mari schimbări au avut loc în procesele de fabricație.

În primul rând, imprimantele de înaltă calitate din titan, aluminiu sau oțel au contribuit la schimbarea tendinței și, în plus, unele mașini au putut folosi și alte materiale.

Stând pe umerii companiilor-gigant

În prima jumătate a deceniului, odată cu scăderea continuă a prețurilor, creșterea dimensiunilor și cu puternica activitate de marketing, se părea că imprimantele 3D ar putea fi utilizate în gospodării, așa cum s-a întâmplat în anii ’80 cu computerele personale.

Pentru o vreme, ne-am confruntat cu revoluția imprimantelor de birou, dar s-a constatat destul de curând că imprimantele 3D – temporar – nu sunt la fel de universale pe cât sunt computerele personale. Imprimarea este un proces care consumă timp și care necesită expertiză; în plus, pentru computerele desktop mai accesibile pot fi utilizate doar două tipuri de plastic (ABS și PLA).

Cu toate astea, serviciile de printare 3D s-au răspândit pe scară largă, iar clienții nu mai caută doar selfiuri MiniMes 3D, ci și alte obiecte cu caracteristici geometrice complexe. O tendință importantă actuală este cea a companiilor mai mari din trecut care au început să fie preocupate de această tehnologie și care oferă servicii de specialitate. Aceste firme și-au dat seama că, prin imprimarea 3D, libertatea de creație este mai mare, că pot crea obiecte ce nu au putut fi realizate prin metode convenționale și că numărul de componente poate fi redus.

Chiar și HP, protagonistul imprimării 2D, s-a alăturat industriei. Firma a realizat imediat o inovație cu tehnologie string, dar și o imprimantă (MultiJet Fusion), iar până în prezent a reușit să dezvolte o imprimantă metalică. Dar nu trebuie să-i neglijăm nici pe cei de la GE, care au o afacere nouă sub numele de General Additive, și nici pe cei de la Airbus, Boeing, Caterpillar, Siemens și așa mai departe.

Mai mult, nu uitați industria armamentelor din S.U.A. este unul dintre cei mai importanți utilizatori ai 3D Metal Printing, lucrând adesea pe proiecte cu alți membri industriali.

Transporturi și Printare 3D

Printre aplicațiile industriale ale imprimantelor 3D, cele mai spectaculoase rezultate ar putea fi observate în industria automobilelor. Producătorii de automobile nu folosesc doar tehnologia de creare a prototipurilor, dar o aplică și în producția de piese pentru utilizare finală. De exemplu, noul etrier de frână al mașinilor Bugatti nu este doar cel mai mare etrier de frână din industria auto, ci este și cea mai mare componentă de titan din lume (41 x 21 x 13,6 centimetri și 2,9 kg). Dar aici poate fi amintit și transportul feroviar, unde Deutsche Bahn face frecvent inovații introducând proceduri 3D.

Cu ajutorul tehnologiei 3D, producția componentelor de aeronave este schimbată în totalitate: utilizarea acestei tehnologii este mai ieftină, dimensiunile poate fi reduse cu 50%, iar producția este mai ecologică. Cu toate acestea, Boeing studiază posibilitatea printării unor structuri mai mari.

Desigur, pe lângă transportul continental și aerian, industria navală nu poate fi lăsată nici ea deoparte. După printarea componentelor pentru yachturi și bărci mici, în 2017 a fost printat la Rotterdam primul propulsor de navă din lume.

Timpul înseamnă bani

 În timp ce cu alte tehnologii, cum ar fi turnarea sub presiune, materialele în exces sunt decupate dintr-o materie primă mai mare (metal, plastic), imprimarea 3D creează obiecte cu straturi subțiri și le pune împreună. În cel de-al doilea caz, ceva este adăugat întotdeauna la bază, iar în primul caz, ceva este înlăturat. De aici rezultă și numele celor două proceduri: producția aditivă și substractivă.

Timpul de producție este esențial în ambele cazuri. Totuși, pentru producția în masă cu ajutorul imprimantelor 3D și pentru personalizarea produselor, timpul de printare trebuie redus.

O posibilă soluție ar fi dezvoltarea de mașini mai rapide. Chiar dacă rezultatele sunt promițătoare, această descoperire pare a fi încă departe. În 2014, speranțele ne-au fost alimentate de liderul mondial de piață, 3D Systems, care a lansat un produs inovator la acest capitol. Mai rapidă, cu un ritm de 30 de elemente per secundă, imprimanta aceasta a reușit printarea a 2400 de mici abajururi în doar 20 de ore. Cu toate acestea, a fost doar un moment singular care nu a dat naștere unei tendințe.

O altă soluție, ceva mai reușită, este cea implantată de American Markforged. Nu numai că au creat prima mașină din lume pentru fibră de huilă, dar au dezvoltat și un alt proces de fabricare și o imprimantă metalică 3D numită Metal X. Însă mai important este faptul că au dezvoltat un proces unic ce combină prototipul cu procesul de fabricație; altfel spus, integrează cele două etape și le pune în practică.

Cuvinte cheie: fermă de printare 3D! Metal X a fost proiectat astfel încât să funcționeze împreună cu zeci sau mii de computere laolaltă. Sarcinile sunt împărțite de un sistem central de control ce garantează o cooperare echilibrată. Așadar, în loc să se dezvolte mărimea sau capacitatea imprimantelor 3D, ar trebui puse să lucreze laolaltă mai multe imprimante.

Pe scurt, cam așa arată starea actuală a printării 3D. Se poate considera că linia de viteză se menține, mai ales acum, când industria începe să dezvolte tehnologia, care poate deveni o soluție mai rentabilă, mai flexibilă și mai ecologică decât procedurile tradiționale. Din ce în ce mai mulți producători se alătură dezvoltării, iar planurile din ce în ce mai ambițioase devin realitate. Următoarea sarcină este spargerea barierelor existente în prezent.

 

Surse: FreeDee Blog, 3D Printing Industry, 3Ders.org, 3DPrint.com

Beats decade
Apple Inc. (AAPL)

Ai citit asta?

„Fiecare Mac pe care îl cumpărăm permite IBM să economisească bani.”

Computerele care funcționează sub Windows ajung să fie, în final, de trei ori mai scumpe decât Mac-urile.