Менно Эллис (Menno Ellis) – старший вице-президент по стратегии и вертикальным рынкам 3D Systems. Компания 3D Systems давно занимается разработкой аддитивных технологий и обладает обширным опытом в отрасли. Как 3D Systems видит возможности применения 3D-печати на производстве – такова тема статьи, входящей в серию интервью с топ-менеджерами крупнейших производителей 3D-оборудования.
3D Printing Industry: В каком, по Вашей оценке, процентном отношении принтеры 3D Systems используются для решения производственных и других задач?
Менно Эллис: Тридцать лет назад, когда компания 3D Systems изобрела 3D-печать и положила начало отрасли, речь преимущественно шла о прототипировании. Однако к настоящему времени технология развилась до такой степени, что большинство изделий, изготовленных на наших принтерах, используются в производственных целях.
Наиболее известными категориями изделий являются конечные продукты, которые требуют той или иной постобработки после печати. Среди прочих, к ним относятся:
- медицинские или зубные имплантаты и протезы, а также слуховые аппараты, предназначенные для вживления в организм человека или животного;
- медицинские модели, изготавливаемые перед хирургическими операциями;
- металлические изделия, такие как антенны, кронштейны или коллекторы, которые требуют минимальной шлифовки или полировки перед установкой;
- готовые пластиковые детали для аэрокосмической и автомобильной промышленности (и не только), которые сперва печатают, а затем окрашивают или наносят на них иное покрытие;
- ювелирные изделия, обувь (или части обуви), модные аксессуары и прочие изделия, изготавливаемые методом прямой печати.
В качестве других примеров можно назвать:
- производимые в больших объемах приспособления, необходимые для производства и упаковки других изделий;
- выплавляемые модели или продукты, производимые массово (например, полимерные или восковые литьевые модели для промышленного применения, ювелирного производства или стоматологии, фотополимерные формы для стоматологических элайнеров и т.д.).
Кроме того, прототипы создают в условиях массового производства в сервисных компаниях или на промышленных предприятиях, например, при производстве ручного инструмента. Как правило, первую сотню или тысячу экземпляров изделия печатают на 3D-принтере, чтобы сократить время вывода продукта на рынок, пока готовится оснастка и т.д.
В свете вышеизложенного справедливо отметить, что большинство изделий, печатаемых на наших 3D-принтерах, используются в производственной сфере. Однако прототипирование остается важным применением и обычно используется для создания мелкосерийных прототипов и моделей в конструкторских бюро, сервисных компаниях, учебных заведениях, архитектурных фирмах, любителями и изобретателями.
3DPI: Как Вы оцениваете объем рынка аддитивных технологий для производства?
МЭ: Если говорить о всех возможных отраслях, рынок составляет десятки миллиардов долларов, учитывая широкий и непрерывно растущий диапазон потенциальных областей применения. Некоторые эксперты отрасли дают прогнозы порядка сотен миллионов или даже миллиардов долларов. Хотя мы придерживаемся более консервативного взгляда, основанного на нынешнем состоянии отрасли, мы согласны с тем, что возможности огромны. Кроме того, сейчас, пока глубина проникновения относительно невелика, мы ожидаем быстрых темпов внедрения в самых разных отраслях вследствие увеличения скорости печати и размеров камер построения, более качественных и разнообразных материалов, более низкой стоимости оборудования и эксплуатации.
Если вы хотите преодолеть барьеры на пути внедрения, необходимо помочь клиенту увидеть полную картину технических и экономических преимуществ. Для этого мы даем четкие и убедительные ответы на 4 ключевых вопроса: о долговечности, надежности, воспроизводимости и совокупной стоимости владения.
3DPI: Какие отрасли лидируют в использовании аддитивных технологий в производстве?
МЭ: Стоматология и медицина – в связи с высокой потребностью в индивидуализации.
Промышленность (в том числе аэрокосмическая и автомобильная) из-за сложности изготавливаемых деталей – можно создавать более совершенные и более легкие детали, чем при использовании других методов, или даже детали, изготовление которых с помощью других методов просто невозможно.
Ювелирное дело и литье (опять же – в самых разных отраслях) из-за возможности создавать модели без необходимости тратиться на оснастку.
3DPI: С какими сложностями сталкиваются аддитивные технологии в производственной сфере и как они преодолеваются?
МЭ: Основным ограничивающим фактором являются материалы. Нужны материалы, способные заменить существующие.
Квалификация и сертификация в отраслях с жестким регулированием (например, авиация и медицина).
Сопротивление сторонников «традиционных» технологий. Навыки проектирования для 3D-печати.
Преодоление этих препятствий начинается с создания и постоянного расширения портфеля материалов, соответствующих требованиям клиентов и конечных пользователей к характеристикам производственных изделий.
Кроме того, программное обеспечение, такое как 3D Systems 3D Sprint и 3DXpert, позволяет упростить обучение и снизить уровень навыков, необходимых для внедрения 3D-печати. Параллельно требуется обучение и обмен информацией о проектировании и парктическом применении, чтобы продемонстрировать, какие возможности существуют и как аддитивные технологии могут интегрироваться в существующие технологические процессы.
Для этого необходимы прямые контакты с потенциальными клиентами и регулирующими органами, а также проактивная прикладная работа со стороны поставщиков решений в области аддитивного производства. На практике это означает наличие собственных специалистов, а также демонстрационных объектов, на которых посетители могут пообщаться с инженерами, ознакомиться с оборудованием и т.д.
Мы используем собственные ресурсы, помогая клиентам вводить в эксплуатацию и сертифицировать решения, основанные на аддитивных технологиях, которые, в конечном итоге, будут реализованы на производстве у клиента. Таким образом, используя свой собственный опыт, мы оказываем клиентам поддержку на каждом этапе процесса. Мы находимся в уникальном положении, обладая производственным подразделением мирового класса (группа производства по требованию), которое играет ключевую роль в оказании поддержки клиентам в разных отраслях. Мы создали единственную в своем роде программу для медицинской отрасли, которая отличается строгими нормативными требованиями к сертификации партнеров в области производства прецизионных изделий.
Наконец, мы понимаем, что аддитивные технологии должны окупать инвестиции и иметь привлекательную стоимость владения, чтобы компании задумались об их внедрении. Поэтому мы разработали ряд экономических моделей, помогающих клиентам понять ценностное предложение и выгоды от перехода на новую технологию.
Таким образом, если вы хотите преодолеть барьеры на пути внедрения, необходимо помочь клиенту увидеть полную картину технических и экономических преимуществ. Для этого мы даем четкие и убедительные ответы на 4 ключевых вопроса: о долговечности, надежности, воспроизводимости и совокупной стоимости владения.
3DPI: Существуют ли какие-либо заметные тенденции в области внедрения аддитивных технологий для производства конечных изделий?
МЭ: Аддитивные технологии находятся на том этапе, когда все больше и больше отраслей рассматривает возможность их применения на производстве. Поэтому специалисты научились задавать правильные вопросы об аддитивных технологиях – от интеграции в технологический процесс и свойств материалов до экономических выгод. Мало кто всерьез рассматривает возможность внедрения аддитивных технологий для производства конечных изделий без тщательной оценки и анализа выгод.
Автоматизация, робототехника и искусственный интеллект все чаще комбинируются с аддитивными технологиями для обеспечения большей предсказуемости и прозрачности цепочки поставок, экономической выгоды и продолжительности безотказной работы (мониторинг, машинное обучение, профилактическое обслуживание и т.д.).
3DPI: Не могли бы Вы привести какие-либо конкретные примеры применения аддитивных технологий в производстве конечных изделий?
МЭ: Мы очень активно работаем в названных выше отраслях.
Медицинские и стоматологические протезы и слуховые аппараты, к примеру, Microdent – металлические зубные мосты, изготовленные по технологии DMP.
Производство высококачественных компонентов для аэрокосмической промышленности, где критично отношение прочности к весу. Например, радиочастотная антенна Airbus, спутниковый кронштейн Thales Alenia, детали ракет для Европейского космического агентства.
В ювелирной отрасли восковые MJP-принтеры применяют компании Vowsmith, SIU и Uptown Diamond and Jewelry.
В автомобильной промышленности это такие проекты, как MTI/English Racing, Nissan Motorsports, Renault F1 и воздушные дефлекторы Ecojet, испытанные Джеем Лено.
3DPI: Хотите ли Вы обратить внимание на что-то еще в этой области?
МЭ: Внедрение аддитивных технологий в производство приносит такие долгожданные преимущества, как экономическая выгода, более эффективные цепочки поставок, инновационные продукты, улучшение здоровья и ухода.
Хотя многие компании будут стремиться выйти на рынок, заявляя о способности предоставлять решения промышленного уровня, мы считаем, что лишь немногие будут действительно способны на это. Таким образом, мы ожидаем увидеть своего рода вилку: некоторые участники отрасли будут заниматься прототипированием и мелкосерийным производством моделей, а другие успешно сосредоточатся на производстве с применением промышленных решений, соответствующего оборудования, программного обеспечения, материалов, опираясь на знание рынка и опыт применения.
По всему миру происходит революция в здравоохранении, основанная на 3D-печати персонализированных медицинских устройств и хирургической симуляции, а также прямой печати индивидуализированных имплантатов и кастомизированных инструментов.
Эта революция подпитывается скоростью и стоимостью изготовления и изменяет жизни. Мы сотрудничаем с хирургами, специалистами в области здравоохранения, производителями медицинских изделий и медицинским преподавательским составом, предлагая ряд высокоточных медицинских решений, включая симуляторы виртуальной реальности, напечатанные на 3D-принтере анатомические модели, виртуальное хирургическое планирование, индивидуальные хирургические шаблоны, инструменты и имплантаты.
Мы занимаем прочные позиции в производственной сфере благодаря портфелю принтеров для печати фотополимерами и металлами в сочетании с нашими материалами, программным обеспечением и услугами и активно инвестируем в новые платформы, которые будут конкурировать с литьем под давлением и традиционными методами производства.
Для этого мы разрабатываем производственные материалы и промышленные платформы, такие как Figure 4, способные превзойти литье под давлением по экономическим показателям и скорости изготовления. Все эти инновации появляются на рынке благодаря нашей команде прикладных инженеров и инновационным центрам (CIC) по всему миру.
Эта статья является частью серии, посвященной тенденциям аддитивных технологий в производстве конечных продуктов.
Перевод с английского. Автор: Майкл Петч. Оригинал этого материала на сайте 3D Printing Industry.
iQB Technologies – официальный дистрибьютор 3D Systems на территории России.
Статья опубликована 24.01.2018 , обновлена 12.04.2021
