10 Nguyên tắc in 3D

Trích đoạn từ "Chế tạo: Thế giới in 3D mới"

Cách đây không lâu, tôi nhận được một email hỏi xem tôi có muốn xem xét Chế tạo: Thế giới in 3D mới , được viết bởi nhà nghiên cứu Hodell Lipson và nhà phân tích công nghệ Melba Kurman. Tiêu đề gần đây từ Wiley Publishing bao gồm lịch sử và tương lai của sản xuất phụ gia, hoặc in 3D vì công nghệ này được biết một cách thông tục.

Cùng với một bản sao điện tử của cuốn sách họ gửi cho tôi một đoạn trích, điều này đã tổng kết hoàn toàn toàn bộ cuộc cách mạng in ấn 3D, tôi đã bỏ những gì tôi đã thực hiện một bài đọc bắt đầu được chế tạo ngay tại đó.

Các tác giả của chế tạo đã được khoảng 3D in ấn ngay từ đầu:

Kinh nghiệm và kiến ​​thức của họ trong lĩnh vực sản xuất phụ gia là rõ ràng ngay lập tức, và cuốn sách mở ra với một đoạn suy đoán mô tả một tương lai tươi sáng nơi in 3D đã trở nên khắc sâu trong cuộc sống của chúng ta. Đó là cả vui và cảm hứng, và đọc như khoa học viễn tưởng tốt. Tuy nhiên in 3D, các tác giả dễ dàng khẳng định, không phải là thứ hư cấu. Nó đã trở thành một phần thiết yếu của quy trình sản xuất hàng loạt nhỏ và vai trò của nó chỉ phát triển.

Bạn có được một cảm giác thực sự rằng Lipson & Kurman tương lai mô tả là tốt trong lĩnh vực khả năng. Một số điều hấp dẫn hơn mà họ nói về, như các cơ quan in sinh học, hoặc người sao chép thực phẩm vẫn còn nhiều thập kỷ, chỉ tồn tại ở tầm xa của khả năng. Nhưng những thứ khác, sự nổi lên của sản xuất nhanh và tạo mẫu nhanh chóng, ví dụ, đang xảy ra ngay trước mắt chúng ta.

Tôi đã được cho phép xuất bản một đoạn trích từ các trang đầu của chế tạo .

Vì đó là một tổng quan tuyệt vời về những gì in 3D cuối cùng có thể có ý nghĩa cho thế giới, tôi nghĩ rằng bất cứ ai quan tâm đến công nghệ sẽ tìm thấy nó khá hấp dẫn. Tôi sẽ giữ lại bất kỳ nhận xét nào khác về cuốn sách ngay bây giờ — chúng tôi sẽ có một đánh giá đầy đủ vào cuối tháng này.

Đây là đoạn trích:

Mười nguyên tắc in 3D

Dự đoán tương lai là một crapshoot. Khi chúng tôi viết cuốn sách này và phỏng vấn mọi người về in 3D, chúng tôi phát hiện ra rằng một vài "quy tắc" cơ bản vẫn tiếp tục được cập nhật. Mọi người từ một mảng rộng lớn và đa dạng của các ngành công nghiệp và nguồn gốc và mức độ chuyên môn mô tả cách tương tự như in 3D đã giúp họ vượt qua chi phí quan trọng, thời gian và các rào cản phức tạp.

Chúng tôi đã tóm tắt những gì chúng tôi đã học được. Dưới đây là mười nguyên tắc in 3D mà chúng tôi hy vọng sẽ giúp mọi người và doanh nghiệp tận dụng tối đa công nghệ in 3D:

• Nguyên tắc một: Sản xuất phức tạp là miễn phí. Trong sản xuất truyền thống, hình dạng của vật thể phức tạp hơn, càng tốn nhiều chi phí. Trên máy in 3D, độ phức tạp cũng giống như đơn giản. Chế tạo một hình dạng trang trí công phu và phức tạp không đòi hỏi nhiều thời gian, kỹ năng hoặc chi phí hơn là in một khối đơn giản. Sự phức tạp miễn phí sẽ làm gián đoạn các mô hình đặt giá truyền thống và thay đổi cách chúng tôi tính toán chi phí sản xuất.

• Nguyên tắc hai: Đa dạng là miễn phí. Một máy in 3D có thể tạo ra nhiều hình dạng. Giống như một nghệ nhân, một máy in 3D có thể chế tạo một hình dạng khác nhau mỗi lần. Các máy sản xuất truyền thống ít linh hoạt hơn nhiều và chỉ có thể tạo ra những thứ trong một dải hình dạng giới hạn. In 3D loại bỏ các chi phí trên đầu kết hợp với đào tạo lại máy móc của con người hoặc máy công cụ tái chế. Một máy in 3D chỉ cần một bản thiết kế kỹ thuật số khác và một mẻ nguyên liệu mới.

• Nguyên tắc ba: Không cần lắp ráp. Các hình thức in 3D được lồng vào nhau. Sản xuất hàng loạt được xây dựng trên xương sống của dây chuyền lắp ráp. Trong các nhà máy hiện đại, máy móc tạo ra những vật thể giống hệt nhau mà sau này được lắp ráp bởi robot hoặc nhân viên, đôi khi là lục địa. Các bộ phận càng nhiều sản phẩm thì càng mất nhiều thời gian để lắp ráp và càng tốn kém. Bằng cách tạo các đối tượng trong các lớp, một máy in 3D có thể in một cánh cửa và gắn các bản lề lồng vào nhau cùng một lúc, không cần lắp ráp. Ít lắp ráp hơn sẽ rút ngắn chuỗi cung ứng, tiết kiệm tiền cho lao động và giao thông vận tải; chuỗi cung ứng ngắn hơn sẽ ít gây ô nhiễm.

• Nguyên tắc bốn: Thời gian dẫn Zero. Một máy in 3D có thể in theo yêu cầu khi một đối tượng là cần thiết. Năng lực sản xuất tại chỗ làm giảm nhu cầu cho các công ty dự trữ hàng tồn kho vật lý. Các loại dịch vụ kinh doanh mới có thể trở thành có thể khi máy in 3D cho phép doanh nghiệp tạo ra các đặc sản - hoặc các đối tượng tùy chỉnh theo yêu cầu để đáp ứng với các đơn đặt hàng của khách hàng. Việc sản xuất theo thời gian không thời gian có thể giảm thiểu chi phí vận chuyển đường dài nếu hàng hóa được in được thực hiện khi cần thiết và gần nơi chúng cần.

• Nguyên tắc năm: Không gian thiết kế không giới hạn. Công nghệ sản xuất truyền thống và nghệ nhân nhân tạo chỉ có thể tạo ra một tiết mục hữu hạn về hình dạng. Khả năng tạo hình dạng của chúng tôi bị giới hạn bởi các công cụ có sẵn cho chúng tôi. Ví dụ, một máy tiện gỗ truyền thống chỉ có thể làm các vật tròn. Một nhà máy chỉ có thể thực hiện các bộ phận có thể được truy cập bằng công cụ phay. Một máy ép có thể tạo ra các hình dạng duy nhất có thể được đổ vào và sau đó được chiết xuất từ ​​khuôn. Một máy in 3D loại bỏ những rào cản này, mở ra không gian thiết kế rộng lớn mới. Một máy in có thể chế tạo các hình dạng cho đến bây giờ chỉ có thể có trong tự nhiên.

• Nguyên lý 6: Kỹ năng sản xuất Zero. Nghệ nhân truyền thống đào tạo như người học nghề trong nhiều năm để đạt được các kỹ năng họ cần. Sản xuất hàng loạt và máy sản xuất máy tính hướng dẫn làm giảm nhu cầu sản xuất có tay nghề cao. Tuy nhiên, các máy sản xuất truyền thống vẫn yêu cầu một chuyên gia có kỹ năng điều chỉnh và hiệu chỉnh chúng. Một máy in 3D được hầu hết các hướng dẫn của nó từ một tập tin thiết kế. Để làm cho một đối tượng có độ phức tạp như nhau, máy in 3D đòi hỏi ít kỹ năng vận hành hơn là máy ép phun. Sản xuất không có kỹ năng mở ra các mô hình kinh doanh mới và có thể cung cấp các phương thức sản xuất mới cho những người trong môi trường từ xa hoặc hoàn cảnh khắc nghiệt.

• Nguyên tắc 7: Sản xuất nhỏ gọn, cầm tay. Mỗi khối lượng không gian sản xuất, một máy in 3D có khả năng sản xuất nhiều hơn một máy sản xuất truyền thống. Ví dụ, một máy ép phun chỉ có thể làm cho các vật thể nhỏ hơn đáng kể so với chính nó. Ngược lại, một máy in 3D có thể chế tạo các vật thể lớn bằng giường in của nó. Nếu một máy in 3D được sắp xếp sao cho bộ máy in của nó có thể di chuyển tự do, máy in 3D có thể chế tạo các vật thể lớn hơn chính nó. Công suất sản xuất cao trên mỗi foot vuông làm cho máy in 3D lý tưởng để sử dụng tại nhà hoặc sử dụng văn phòng vì chúng cung cấp một dấu chân nhỏ.

• Nguyên tắc 8: Ít chất thải phụ phẩm. Máy in 3D hoạt động trong kim loại tạo ra ít chất thải hơn so với các kỹ thuật sản xuất kim loại truyền thống. Gia công kim loại là rất lãng phí khi ước tính khoảng 90% kim loại ban đầu được nối đất và kết thúc trên sàn nhà máy. In 3D là lãng phí hơn cho sản xuất kim loại. Khi vật liệu in cải thiện, sản xuất "hình dạng thuần" có thể là một cách xanh hơn để tạo ra mọi thứ.

• Nguyên tắc chín: Sắc thái vô hạn của vật liệu. Việc kết hợp các nguyên liệu thô khác nhau thành một sản phẩm đơn giản là khó sử dụng các máy sản xuất hiện nay. Kể từ khi các máy sản xuất truyền thống khắc, cắt, hoặc khuôn mẫu thành hình dạng, các quy trình này không thể dễ dàng pha trộn với nhau nguyên liệu khác nhau. Khi in 3D đa tài liệu phát triển, chúng tôi sẽ đạt được khả năng pha trộn và trộn các nguyên liệu thô khác nhau. Hỗn hợp nguyên liệu thô trước đây không thể tiếp cận mới cung cấp cho chúng tôi một bảng màu lớn hơn, hầu như chưa được khám phá của các tài liệu có tính chất mới hoặc các loại hành vi hữu ích.

• Nguyên tắc 10: Nhân bản vật lý chính xác. Một tệp nhạc kỹ thuật số có thể được sao chép không ngừng mà không làm giảm chất lượng âm thanh. Trong tương lai, in 3D sẽ mở rộng độ chính xác kỹ thuật số này cho thế giới vật thể. Công nghệ quét và in 3D sẽ cùng nhau giới thiệu sự biến đổi độ phân giải cao giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số. Chúng tôi sẽ quét, chỉnh sửa và sao chép các đối tượng vật lý để tạo các bản sao chính xác hoặc cải thiện trên bản gốc.

Một số nguyên tắc này đã đúng ngày hôm nay. Những người khác sẽ trở thành sự thật trong một hoặc hai thập kỷ tới (hoặc ba). Bằng cách loại bỏ những hạn chế sản xuất quen thuộc, thời gian, in ấn 3D đặt sân khấu cho một loạt các đổi mới hạ lưu. Trong các chương sau, chúng ta khám phá cách công nghệ in 3D sẽ thay đổi cách chúng ta làm việc, ăn uống, chữa lành, học hỏi, sáng tạo và chơi. Hãy bắt đầu với một chuyến viếng thăm thế giới của sản xuất và thiết kế, nơi mà công nghệ in 3D giúp giảm bớt sự bạo ngược của các nền kinh tế có quy mô.

Tác giả Bios:

Các đồng tác giả Hod Lipson và Melba Kurman là những chuyên gia hàng đầu về in ấn 3D, thường xuyên nói và tư vấn về công nghệ này cho ngành công nghiệp, học viện và chính phủ. Phòng thí nghiệm của Lipson tại Đại học Cornell đã đi tiên phong trong nghiên cứu liên ngành về in 3D, thiết kế sản phẩm, trí thông minh nhân tạo và các tài liệu thông minh. Kurman là một nhà phân tích công nghệ và chuyên gia tư vấn chiến lược kinh doanh, người viết về các công nghệ thay đổi trò chơi bằng ngôn ngữ sáng suốt, hấp dẫn.

Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập Wiley Publishing.

Trích xuất với sự cho phép của nhà xuất bản, Wiley, từ Chế tạo: Thế giới in 3D mới của Hod Lipson và Melba Kurman. Bản quyền © 2013.