Tại sao in 3D đại diện cho tương lai?

Với sự phát triển của các vật liệu và quy trình mới, in 3D có thể có tác động sâu sắc đến tính bền vững và loại bỏ chất thải.

Tiềm năng của công nghệ in 3D và sản xuất bồi đắp lớn đến mức nó có thể làm đảo lộn ngành sản xuất như chúng ta biết. Thay đổi rõ ràng nhất sẽ là sản xuất nội địa hóa, có thể thay thế hoặc thay thế sản xuất phân tán truyền thống. Một thay đổi lớn khác là khả năng cá nhân hóa.

Ngoài việc phá vỡ quy trình sản xuất truyền thống, in 3D cũng sẽ cải thiện tính bền vững thông qua việc sử dụng các vật liệu phi hóa dầu. Vật liệu mới sẽ rẻ hơn và dễ mua hơn, điều này sẽ làm giảm chi phí sản xuất. Những chi phí thấp hơn này cũng sẽ ảnh hưởng đến chi phí lưu trữ vật liệu, vận chuyển và hệ thống vận chuyển.

Nguồn ảnh: Unsplash

Sản xuất phụ gia là gì?

Sản xuất phụ gia là quá trình sản xuất các vật thể bằng cách xếp chồng từng lớp vật liệu (thường là nhựa hoặc bột kim loại). Những mục tiêu này thực sự có thể là bất cứ điều gì. Miễn là mô hình 3D có thể được thiết kế trong phần mềm, nó có thể được in.

Tại sao sản xuất bồi đắp là lật đổ?

Trong sản xuất truyền thống, một số bước liên quan đến hình thành ý tưởng, thiết kế và phát triển sản phẩm. Đầu tiên, các nhà thiết kế cần thiết kế các bản thiết kế. Tiếp theo, tổ chức cần liên hệ với nhà máy và các nhà cung cấp nguyên vật liệu. Sau đó, nhà máy sẽ sản xuất một mẫu thiết bị và gửi lại cho tổ chức (quá trình này có thể mất vài tuần, đặc biệt nếu nhà máy ở nước ngoài). Nếu mẫu cần được điều chỉnh, quy trình này phải được lặp lại để thay đổi hàng tuần thành hàng tháng. Sau khi sản xuất hàng loạt, các nhà quản lý nhà máy sẽ giám sát con người hoặc robot trên dây chuyền lắp ráp để hoàn thành sản xuất. Sản phẩm hoàn chỉnh sau đó được vận chuyển trở lại tổ chức.

So sánh nó với sản xuất bồi đắp. Mặc dù các nhà thiết kế vẫn cần bản thiết kế. Tuy nhiên, không cần liên hệ với nhà máy để sản xuất mẫu và tiến hành sản xuất hàng loạt. Cả hai có thể được thực hiện nội bộ bằng cách sử dụng một số máy in 3D với sự trợ giúp của các nhà phân phối bột nhựa hoặc kim loại. Thời gian cần thiết cho sản phẩm từ khi lên ý tưởng đến khi ra mắt chỉ là một phần nhỏ của quá khứ.

Đối với các tổ chức nhỏ không có năng lực sản xuất, các nhà máy sẽ luôn tồn tại để sản xuất hàng loạt, nhưng khả năng sản xuất mẫu mà không cần thuê ngoài có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian cho công ty.

Sản xuất bền vững

Một trong những điều tốt nhất về in 3D là sự đa dạng đáng kinh ngạc của các vật liệu mà chúng ta có thể lựa chọn. Điều này có nghĩa là có thể chuyển đổi từ quy trình sản xuất kém bền vững sang quy trình sản xuất bền vững hơn mà không cần cập nhật thiết bị - đây là điều doanh nghiệp cần làm khi đối mặt với áp lực ngày càng tăng.

Hiện tại, trở ngại lớn nhất về môi trường trong sản xuất phụ gia kim loại là quá trình nguyên tử hóa bột. Hai hình thức nguyên tử hóa chính là khí và plasma sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng và gây thiệt hại lớn cho môi trường.

Do đó, các quy trình mới đang được phát triển để giải quyết thách thức này. Ví dụ, các biến thể của quá trình nguyên tử hóa plasma dựa trên vi sóng có thể phục hồi các vật liệu đã sử dụng với hiệu suất gần 100% trong khi sử dụng ít năng lượng hơn so với quá trình nguyên tử hóa khí hoặc plasma. Vật liệu nhựa cũng đang được phát triển để giúp lưu trữ và tái chế an toàn kim loại ngưng tụ và giảm chất thải chúng ta tạo ra. Chúng ta thậm chí có thể làm sợi nhựa tái chế tại nhà.

Tất cả những công nghệ này cho phép chúng tôi sử dụng các bãi thải trong nước mà không cần phụ thuộc vào hoạt động sản xuất và khai thác của nước ngoài. Những gì chúng tôi nhận được là một chu kỳ sản xuất bền vững. Các doanh nghiệp mua vật liệu làm từ chất thải sản xuất phụ gia, in 3D sản phẩm của họ, sau đó bán lại chất thải mới của họ cho các nhà sản xuất bột tái chế.

Ngoài ra, các vật liệu sinh học như PA11 làm từ hạt thầu dầu và dầu thầu dầu ngày càng trở nên phổ biến. Điều này có nghĩa là ít khai thác kim loại và sản xuất nhựa hơn. Trong tương lai, in 3D sẽ sử dụng nhiều vật liệu khác nhau.

sản xuất thông minh

Các xu hướng mới nổi hiện nay bao gồm việc tùy chỉnh quy trình sản xuất bồi đắp trong quy trình làm việc của tổ chức. Ở giai đoạn phát triển này, các doanh nghiệp vẫn đang cố gắng tìm hiểu cách kết hợp in 3D với các công nghệ hiện có. Khi xảy ra sự cố mà không có sự giám sát thủ công, học máy có thể đóng vai trò sửa lỗi và sai sót trong quá trình sản xuất. "Sản xuất thông minh" này sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất, quy mô và quy trình được sử dụng để thiết kế các sản phẩm công nghiệp chéo.

ứng dụng y tế

Sắp tới, chúng ta sẽ thấy in 3D được tích hợp nhiều hơn vào ngành y sinh. Trên thực tế, điều này đã và đang xảy ra. Việc có thể in các thiết bị và mô cấy cụ thể của bệnh nhân (được gọi là in sinh học) không còn là giấc mơ nữa, đây cũng là một bước tiến mới. Các vật liệu mới đang được phát triển để giúp quản lý thuốc, sản xuất các mô sinh học và cuối cùng là in các cơ quan cấy ghép.

Tương lai của in 3D rất tươi sáng

In 3D là tương lai. Một tương lai có tác động sâu sắc đến tính bền vững và loại bỏ chất thải. Tốc độ phát triển của in 3D hoặc sản xuất phụ gia thật đáng kinh ngạc. Ban đầu chỉ in những bức tượng nhỏ 3D đơn giản, nó đã trở thành một công nghệ đột phá mới được sử dụng bởi nhiều ngành công nghiệp và học viện.

Giờ đây, chúng ta có thể thấy rằng các vật liệu mới và quá trình nguyên tử hóa có lợi cho môi trường trái đất đang được hình thành. Các khoa y tế đang sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất các thiết bị và bộ phận cấy ghép dành riêng cho bệnh nhân. Việc sản xuất mẫu sẽ được hoàn thành trong nội bộ thay vì dựa vào các nhà máy ở nước ngoài. Chúng ta càng đạt được nhiều tiến bộ thì tương lai dựa trên sản xuất phụ gia càng rõ ràng.