3D принтер slm: Технология 3D-печати SLM

Технология 3D-печати SLM

SLM (Selective Laser Melting) — инновационная технология производства сложных изделий посредством лазерного плавления металлического порошка по математическим CAD‑моделям

• Общие сведения
• Принцип работы
• Преимущества
• Материалы
• Примеры печати
• Выбор 3D‑принтера

• Общие сведения
• Принцип работы
• Преимущества
• Материалы
• Примеры печати
• Выбор 3D‑принтера

Общие сведения

Технология SLM — это метод аддитивного производства, который использует лазеры для создания трехмерных физических объектов: как точные металлические детали для работы в составе узлов и агрегатов, так и неразборные конструкции, меняющие геометрию в процессе эксплуатации. Данный процесс успешно заменяет традиционные методы производства, так как физико-механические свойства изделий, построенных по технологии SLM, зачастую превосходят свойства изделий, изготовленных по традиционным технологиям.

Установки SLM помогают решать сложные производственные задачи промышленных предприятий, работающих в авиакосмической, энергетической, машиностроительной и приборостроительной отраслях. Установки также применяются в университетах, конструкторских бюро, используются при проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ.

Официальным термином для описания технологии является «лазерное спекание», хотя он несколько не соответствует действительности, так как материалы (порошки) подвергаются не спеканию, а плавлению до образования гомогенной (густой, пастообразной) массы.

Общие сведения

Технология SLM — это метод аддитивного производства, который использует лазеры для создания трехмерных физических объектов: как точные металлические детали для работы в составе узлов и агрегатов, так и неразборные конструкции, меняющие геометрию в процессе эксплуатации. Данный процесс успешно заменяет традиционные методы производства, так как физико-механические свойства изделий, построенных по технологии SLM, зачастую превосходят свойства изделий, изготовленных по традиционным технологиям.

Установки SLM помогают решать сложные производственные задачи промышленных предприятий, работающих в авиакосмической, энергетической, машиностроительной и приборостроительной отраслях. Установки также применяются в университетах, конструкторских бюро, используются при проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ.

Официальным термином для описания технологии является «лазерное спекание», хотя он несколько не соответствует действительности, так как материалы (порошки) подвергаются не спеканию, а плавлению до образования гомогенной (густой, пастообразной) массы.

Принцип работы

Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои толщиной от 20 до 100 мкм с целью создания 2D-изображения каждого слоя изделия. Отраслевым стандартным форматом является STL- файл. Этот файл поступает в специальное машинное ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины.

На основе полученных данных запускается производственный цикл построения, состоящий из множества циклов построения отдельных слоев изделия.

Цикл построения слоя состоит из типовых операций:

1. нанесение слоя порошка заданной толщины (20-100 мкм) на плиту построения, закрепленную на подогреваемой платформе построения;
2. сканирование лучом лазера сечения слоя изделия;
3. опускание платформы вглубь колодца построения на величину, соответствующую толщине слоя построения.

Принцип работы

Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои толщиной от 20 до 100 мкм с целью создания 2D-изображения каждого слоя изделия. Отраслевым стандартным форматом является STL- файл. Этот файл поступает в специальное машинное ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины.

На основе полученных данных запускается производственный цикл построения, состоящий из множества циклов построения отдельных слоев изделия.

Цикл построения слоя состоит из типовых операций:

1. нанесение слоя порошка заданной толщины (20-100 мкм) на плиту построения, закрепленную на подогреваемой платформе построения;
2. сканирование лучом лазера сечения слоя изделия;
3. опускание платформы вглубь колодца построения на величину, соответствующую толщине слоя построения.

Процесс построения изделий происходит в камере SLM машины, заполненной инертным газом аргон или азот (в зависимости от типа порошка, из которого происходит построение), при ламинарном его течении. Основной расход инертного газа происходит в начале работы, при продувке камеры построения, когда из нее полностью удаляется воздух (допустимое содержание кислорода менее 0,15%).

После построения изделие вместе с плитой извлекается из камеры SLM машины, после чего изделие отделяется от плиты механическим способом. От построенного изделия удаляются поддержки, производится финишная обработка построенного изделия.

Практически полное отсутствие кислорода позволяет избегать оксидации расходного материала, что делает возможной печать такими материалами, как титан.

Процесс построения изделий происходит в камере SLM машины, заполненной инертным газом аргон или азот (в зависимости от типа порошка, из которого происходит построение), при ламинарном его течении. Основной расход инертного газа происходит в начале работы, при продувке камеры построения, когда из нее полностью удаляется воздух (допустимое содержание кислорода менее 0,15%).

После построения изделие вместе с плитой извлекается из камеры SLM машины, после чего изделие отделяется от плиты механическим способом. От построенного изделия удаляются поддержки, производится финишная обработка построенного изделия.

Практически полное отсутствие кислорода позволяет избегать оксидации расходного материала, что делает возможной печать такими материалами, как титан.

Преимущества технологии

Решение сложных технологических задач

Производство изделий со сложной геометрией, с внутренними полостями и каналами конформного охлаждения.

Сокращение цикла НИОКР

Возможность построения сложных изделий без изготовления дорогостоящей оснастки

Уменьшение массы изделий

Построение изделий с внутренними полостями.

Экономия материала при производстве

• Построение происходит с помощью послойного добавления в «тело» изделия необходимого количества материала. 97-99% незадействованного при построении порошка после просеивания пригодно к повторному использованию. 3-9% материала, задействованного на построение поддержек, утилизируется вместе с некондиционным несплавленным порошком, не прошедшим операцию просеивания.
• Сокращение затрат на производство сложных изделий, т.к. нет необходимости в изготовлении дорогостоящей оснастки.

Преимущества технологии

Решение сложных технологических задач

Производство изделий со сложной геометрией, с внутренними полостями и каналами конформного охлаждения.

Сокращение цикла НИОКР

Возможность построения сложных изделий без изготовления дорогостоящей оснастки

Уменьшение массы изделий

Построение изделий с внутренними полостями.

Экономия материала при производстве

• Построение происходит с помощью послойного добавления в «тело» изделия необходимого количества материала. 97-99% незадействованного при построении порошка после просеивания пригодно к повторному использованию. 3-9% материала, задействованного на построение поддержек, утилизируется вместе с некондиционным несплавленным порошком, не прошедшим операцию просеивания.
• Сокращение затрат на производство сложных изделий, т.к. нет необходимости в изготовлении дорогостоящей оснастки.

Материалы

Cталь

Нержавеющая, инструментальная; высокая прочность и стойкость к коррозии

Титан

Сплавы с высокой прочностью при низкой плотности, коррозийная стойкость

Алюминий

Легкие, пластичные, мягкие сплавы

Никель

Сплав с высокой механической прочностью при высоких температурах

Образцы изделий, созданных по технологии SLM, вы можете увидеть в демозале компании Globatek

Примеры изделий, созданных по технологии SLM

Прототип музыкального динамика

Прототип ручки для штурвала самолета

Кронштейн с бионическим дизайном

Прототип музыкального динамика

Прототип ручки для штурвала самолета

Кронштейн с бионическим дизайном

3D-машины, использующие технологию SLM

3DLAM Mid

3DLAM Maxi

Farsoon FS273M

Farsoon FS621M

3DLAM Mid

3DLAM Maxi

Farsoon FS273M

Farsoon FS621M

Промышленные 3D принтеры для печати металлом SLM

Технические параметры промышленных 3D принтеров SLM

Фотографии

Каталог

Скачать >>>       Посмотреть >>>

Видео

Сопутствующие товары

3D принтер SLA-600

Промышленные стереолитографические 3D принтеры SLA по фотополимерной смоле

Промышленные 3D принтеры для печати металлом по технологии электроннолучевой плавки EBM

Оборудование для производства металлических порошков для 3D принтеров с помощью индукционной вакуумной плавки и газовой атомизации

Промышленные 3D принтеры для печати металлом LMD

Промышленные 3D принтеры для печати песком в полимерной оболочке для литьевых форм и полистирола

Промышленные 3D принтеры для печати порошком нейлона (полиамида) и полипропилена

Промышленные 3D принтеры для печати керамикой

Вспомогательное оборудование для аддитивного 3D производства и прототипирования

Этот 3D-принтер Anker поразил меня тем, насколько быстро и легко им пользоваться.

Из-за крутой кривой обучения и множества факторов, в том числе трехмерных нитей, слайсеров и постоянно меняющейся среды, в которой обитает принтер, путь к производству первоклассных функциональных отпечатков может быть похож на поездку на американских горках, полную разочарования. .

Но не бойтесь, друзья-любители 3D-печати! Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы сгладить кривую обучения, но все начинается с покупки качественного принтера.

Кроме того: этот инструмент за 8 долларов значительно улучшил результаты моей 3D-печати

Я потратил много часов на несколько различных 3D-принтеров, и хотя все они в конечном итоге смогли получить хорошие отпечатки, это заняло много времени. времени, экспериментов и возни. Настолько, что я мог видеть, что они утомительны до такой степени, что могут обескуражить новичка.

Проблема заключается в том, чтобы найти тот волшебный принтер, который удовлетворит потребности начинающих, но в то же время предложит достаточно шика, чтобы удовлетворить их внутренние потребности в 3D-печати по мере того, как они становятся более опытными.

Последние несколько недель я использовал 3D-принтер AnkerMate M5 и должен сказать, что был поражен тем, насколько он хорош.

ZDNET РЕКОМЕНДУЕТ

3D-принтер AnkerMate M5

3D-принтер, который быстро и легко настраивается, очень надежен и оснащен профессиональными функциями, которые сохранят актуальность на долгие годы.

Посмотреть на Amazon

Технические характеристики 3D-принтера AnkerMate M5

• Максимальный размер печати : 235 × 235 × 250 мм³ 9 : 0,1 мм / 212°F )
• Поддержка нити : PLA, PETG, ABS и TPU
• Печатный кровать : сгибаемый, устойчивый : приложение AnkerMake, слайсер AnkerMake, Alexa 9.0030
• Конструкция : Литая под давлением конструкция из алюминиевого сплава
• Время сборки : 15 минут

3D-принтер AnkerMate M5, 3D-печать!

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

Сразу после распаковки M5 удобен в использовании.

Требуется небольшая сборка (прикрепление опоры печатающей головки к станине и несколько кабельных разъемов), но все необходимые инструменты входят в комплект, а инструкции просты в использовании. Если вы привыкли собирать такие вещи, как мебель в разобранном виде, вы сделаете это менее чем за 15 минут (у меня это заняло менее 5 минут).

Также: Почему каждому энтузиасту 3D-печати нужен этот вакуумный упаковщик за 20 долларов (и как его использовать)

Качество сборки M5 просто безупречно. Он прочный, но стильный. Все, от компонентов до инструментов, высокого качества и хорошо представлено.

AnkerMate предоставляет все необходимые инструменты

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

4,3-дюймовый сенсорный экран с чувствительным интерфейсом, удобным расположением и простой навигацией.

Сенсорное управление делает M5 действительно простым в использовании 3D-принтером.

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

Вы также получаете запасную печатающую головку, несколько сопел и две очень прочные двухсторонние платформы для печати.

Также есть запасная печатающая головка и сопла для 3D-принтера M5.

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

После сборки я включил машину, подключил ее к Wi-Fi, обновил прошивку, загрузил нить и начал печатать менее чем за 30 минут.

Предыдущие 3D-принтеры У меня было все необходимое ручное выравнивание платформы (процесс калибровки сопла для печати расстояния до платформы принтера), поэтому то, что принтер делал это сам, было приятным изменением.

Также:  Как создать индивидуальную метку AirTag (которую Apple не хочет, чтобы у вас была)

качество, точность и скорость. Анкер утверждает, что M5 в пять раз быстрее, чем большинство других 3D-принтеров на рынке, и я в это верю. Печать, которая может занять весь день и ночь на других принтерах, займет несколько часов на этом.

На создание этой мыльницы, напечатанной на 3D-принтере, на M5 ушло всего 3 часа, а у конкурентов — 12 часов.

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

Беспокоитесь о том, что ваш принтер может испортить работу, пока вы его не смотрите? M5 имеет встроенную функцию обнаружения ошибок AI, которая отслеживает такие проблемы, как отделение отпечатка от станины, замятие экструдера и выход нити в виде спагетти (это случилось со мной однажды, когда я забыл использовать правильная нить).

Встроенная камера следит за печатью.

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

Вы также можете следить за печатью с помощью приложения AnkerMate на своем смартфоне, так что вы можете не только убедиться, что все идет хорошо, но и когда все будет готово!

Удаленное наблюдение за печатью M5 с помощью приложения AnkerMate!

Adrian Kingsley-Hughes/ZDNET

Единственным аксессуаром, который я купил для этого принтера, был корпус 3D-принтера, который по сути представляет собой огнеупорную и пыленепроницаемую палатку для принтера. Я купил это, чтобы у меня не было соблазна складывать вещи вокруг и поверх моего принтера. Это сработало, и вместо этого я сложил вещи поверх ограждения.

Мой принтер находится в огнеупорном и грязеотталкивающем корпусе.

Адриан Кингсли-Хьюз/ZDNET

Корпус изолирован и помогает поддерживать постоянную температуру и влажность во время печати, что, в свою очередь, приводит к более качественным отпечаткам.

Также:  В этой умной разбрызгивающей системе используется искусственный интеллект и технология струйной печати для сокращения расхода воды. испускаемый в процессе печати.

Очередная печать началась!

Адриан Кингсли-Хьюз/ZDNET

Стоимость AnkerMate M5 составляет 799 долларов США, и он находится между бюджетными принтерами, такими как Creality Ender 3 или Anycubic Kobra Neo, и более дорогими устройствами, такими как FLSUN V400 и Snapmaker 2.0. Но для меня принтер Anker предлагает лучшее из обоих миров; это принтер, который быстро и легко настраивается, очень надежен и оснащен профессиональными функциями, которые сохранят его актуальность на долгие годы.

См. также

Почему 3D-печать жизненно важна для успеха производства в США | FT фильм

Вы можете включить субтитры (титры) в видеоплеере

Ваш 3D-принтер делает слой за слоем, круг за кругом, обходя, строя структуру.

Таким образом, вместо того, чтобы что-то вырезать, вы на самом деле что-то добавляете.

Я не думаю, что Микеланджело мог понять 3D-принтер.

Если вы хотите иметь инновации в Соединенных Штатах, вам необходимо иметь производство в Соединенных Штатах.

Цифровое производство ускоряет внедрение инноваций. Нет вопросов.

Прямо сейчас нам нужно создавать больше машин, потому что спрос безумный.

Мы должны вернуться к своим корням. А наши корни – это наши производители и исполнители.

Это простой логический процесс. Но он представляет собой революцию, выходящую за рамки самых смелых мечтаний человека 18 века.

Производство в Америке раньше было громким, грязным и грязным бизнесом. Но это не фабрика твоего дедушки. Мы собираемся взглянуть на аддитивное производство, то, что раньше называлось 3D-печатью, и посмотреть, что это будет означать для американской экономики, для рабочей силы и для того, как будут выглядеть цепочки поставок в будущем.

По прогнозам, рынок 3D-печати утроится и достигнет 44,5 млрд долларов в период с 2022 по 2026 год. Я считаю, что по мере того, как экономика становится менее глобальной и несколько более локальной, подобные технологии изменят наши представления о производстве.

Думаю, мы вот-вот вступим в новый золотой век технологических инвестиций и инноваций. И это потому, что традиционные отрасли, такие как производство, транспорт, логистика, здравоохранение, созрели для технологических инноваций.

10, 9, 8, 7.

Добавка уже используется во всех отраслях промышленности, от искусства до автомобилестроения и аэрокосмической промышленности.

Подъем.

В конце концов, зачем вам сложные цепочки поставок, если вы можете производить компоненты на месте, быстро и надежно создавая точные детали слой за слоем?

Мы начинаем наше путешествие в Xometry, базирующейся за пределами Вашингтона, округ Колумбия.

Это отличный пример того, как технологии могут изменить традиционное производство.

Меня всегда поражало, сколько машин и как мало людей на современных фабриках.

У нас есть все эти производители 3D-печати на нашем рынке.

Да.

И они работают 24 часа в сутки буквально, потому что эти машины в значительной степени автоматизированы.

Предприниматель Рэнди Альтшулер увидел возможность использовать «длинный хвост Интернета», чтобы связать покупателей со всевозможными производителями способом, которого раньше не было.

И есть всевозможные возможности для людей продавать свои товары через Интернет. В производстве этого не было. Даже во времена бума, когда, казалось бы, производство стремительно растет, у нас здесь, в Соединенных Штатах, всегда есть 20-процентный избыток производственных мощностей. Таким образом, мы можем использовать эту способность в любой момент времени.

Идея заключалась в том, чтобы использовать платформу Xometry для оптимизации доступа, цен и времени выполнения заказов для клиентов, а также дать производителям возможность заполнить избыточные мощности.

Существуют сотни тысяч мелких производителей. Здесь, в Соединенных Штатах, их более 600 000 человек. И 75 процентов из них имеют менее 20 сотрудников.

И это местные производители поп-музыки, которые исторически полностью зависели от своих местных покупателей. У них ограниченный бюджет на продажи и маркетинг. Может у них есть сайт, а может и нет вообще.

Xometry — это, прежде всего, рынок онлайн-производства, а 3D-печать по-прежнему составляет лишь небольшую часть этого рынка. Но у них есть свои аддитивные мощности. В этой машине они изготавливают деталь из поликарбоната на заказ для крупной автомобильной компании. Вот здесь маска Дарта Вейдера.

Расскажите немного о том, что происходит в одной из машин?

В 3D-печати вы на самом деле добавляете материал, чтобы что-то произвести. Так что отходов минимум. И это позволяет вам достичь геометрии, которая невозможна в традиционном производстве.

Итак, в этом случае у вас есть сопло, которое выдавливает два разных вида пластика для производства этой детали. Итак, клиент создал файл 3D CAD, в основном электронную схему того, что он хочет, со всеми деталями, и программное обеспечение взаимодействует с машиной, чтобы дать инструкции для сопла для экструзии пластика таким образом, чтобы произвести эту деталь. .

Вы не можете себе представить, чтобы это вырезали на традиционном станке.

Да. Очень отличается от старомодного производства, о котором вы обычно думаете.

Есть еще кое-что о локализованном производстве и, в частности, о 3D-печати. Это ловко. Детали могут быть изготовлены быстро, а конструкции могут быть быстро изменены. На самом деле, одна и та же машина может изготавливать самые разные детали.

Итак, это то, что вы обычно считаете настольным 3D-принтером. Так что это то, что я могу иметь в своем собственном магазине в моем доме, чтобы сделать некоторые детали. В данном случае мы печатаем PLA — низкотемпературный материал, который действительно используется для быстрого прототипирования. А платформа Xometry — это недорогой и быстрый способ привести себя в форму.

Вы помните, как вы перешли от пленочной камеры к цифровой? Теперь я могу с низкой стоимостью и высокой скоростью повторять свой дизайн до того, как он станет продуктом, и устранять некоторые недочеты на самом раннем этапе, точно так же, как вы могли бы с цифровой камерой, выбирая правильный снимок и двигаясь вперед. И это позволяет мне на самом деле не только быстрее разрабатывать свой продукт, но и разрабатывать его лучше.

Мне любопытно, как это может ускорить производственный цикл. И позволяет ли это вам внедрять инновации быстрее?

Абсолютно. И мы наблюдаем это день за днем. А я в этой индустрии около 15 лет. 3D-печать была просто тем, что вы делали. Это было как-то дорого. И теперь это часть каждого производства. Каждый разрабатываемый продукт, если его нет в этой вещи, он, вероятно, где-то используется при ее создании.

Таким образом, вы можете увеличить разнообразие, и больше людей смогут это сделать, сократить цепочку поставок и быстро двигаться, быстро ошибаться и внедрять инновации?

Абсолютно, да. Это потрясающий инструмент.

Производство сложных деталей по запросу, на месте, сокращение сложных международных цепочек поставок. Так в чем подвох? Почему 3D-печать еще не стала более популярной?

Ну, проблема в том, что есть действительно большие проблемы. Есть стоимость оборудования, есть проблема интеграции существующих производственных систем с этими новыми технологиями, надежностью, а также тем, как вы развиваете квалифицированную рабочую силу.

В прошлом реальность не соответствовала шумихе. В какой-то момент мы все думали, что будем делать детали дома. Но этого не произошло.

Но индустрия 3D-печати растет примерно на 20% в год. И хотя это лишь небольшая часть всего производства в США, я считаю, что это означает огромные возможности. А еще есть большие награды. Covid и война в Украине подчеркивают необходимость устойчивых, а не только эффективных цепочек поставок, в то время как война чипов с Китаем сделала акцент на безопасности цепочек поставок.

Технология 3D-печати невероятна. Это может сократить количество деталей и время выполнения заказов на целых 90 процентов, сократить расходы на материалы на 90 процентов и сократить потребление энергии наполовину. Все это помогает снизить стоимость производства товаров здесь, в Америке.

Все вокруг нас, кроме еды, которую мы выращиваем и производим сами. Каждый произведенный предмет имеет невероятную историю. Поэтому мне нравится предлагать своим студентам думать о путешествии каждого произведенного объекта и использовать его как средство для понимания основ производства и значения производства для нашего общества.

Я хотел посетить Массачусетский технологический институт в Бостоне. Потому что именно здесь действительно началась история аддитивного производства. Технология была разработана здесь, взращена на гранты Управления военно-морских исследований и Национального научного фонда, а затем адаптирована частным сектором. Это своего рода тройная игра между правительством, академическими кругами и промышленностью, которая действительно считается золотым стандартом для государственно-частного партнерства.

Производство уже не то, что раньше в США. Мы потеряли миллионы рабочих мест. И мы потеряли полные цепочки поставок.

Если вы разберете любой передовой технический продукт и посмотрите на используемые сложные производственные процессы, от полупроводников до обработки поверхности, вы увидите, как процессы и инновации продукта идут рука об руку. И делая это в основном в оффшорной зоне, мы, на первый взгляд, не принимаем плохое решение. Но мы теряем связь между этими двумя. И чем больше мы разделяем инновацию процесса и продукта, тем труднее США как стране или отдельным компаниям оставаться на шаг впереди. Так что сейчас мы находимся в критическом моменте времени, когда нам нужно перестроить передовые цепочки поставок, а также спроектировать, где Соединенные Штаты могут быть действительно сильными в глобальной производственной экономике.

Профессор Харт показывает мне два исследовательских принтера Массачусетского технологического института, которые используются для разработки новых процессов 3D-печати металлом.

Таким образом, этот принтер предназначен для сочетания лазерной сварки в порошковом слое со струйной печатью, поэтому мы можем печатать компоненты с различным составом в разных местах компонента. Он финансируется Министерством энергетики за….

Ух ты.

…что позволяет использовать лопатки турбин нового поколения для более эффективного преобразования энергии.

Ха.

Но это скорее масштаб прототипирования. Потому что здесь нас больше интересует изучение основ на небольших кусочках материала, чем создание даже готовых 3D-деталей. Но это предназначено для того, чтобы сделать часть об этом большой.

Вы говорили, что одна из ключевых вещей — контроль ошибок, контроль проблем в каждом аспекте детали. Будет ли 3D в какой-то момент принципиально лучше, чем традиционное производство?

3D-печать будет иметь замкнутый цикл. Таким образом, мы сможем смоделировать процесс и измерить его на месте, чтобы знать, какое качество будет, когда мы вытащим деталь из принтера. И это позволит нам разрабатывать процессы 3D-печати в различных конфигурациях 3D-принтеров и материалов, чтобы иметь разные уровни качества для разных отраслей и приложений.

Профессор Харт вместе с одним из своих студентов Массачусетского технологического института основал VulcanForms. Они производят высококачественные металлические компоненты для авиационной, оборонной и медицинской промышленности. Их машины используют лазеры для плавления и сплавления металлических порошков.

Большинство компаний производят и продают 3D-принтеры и рискуют тем, кто хочет внедрить эту технологию. Это было успешно. Но для того, чтобы довести добавку до реальных масштабов производства, мы чувствовали, что нам необходимо создать не только технологию, но и построить вертикально интегрированную производственную компанию. Таким образом, VulcanForms — это цифровая производственная компания, которая использует добавки и другие цифровые технологии, чтобы связать воедино полную цепочку создания стоимости.

Это одна из самых мощных в мире лазерных систем непрерывного действия мощностью 100 000 Вт, производящая промышленные компоненты.

Здесь сырье формируется, собирается и, наконец, превращается в готовую продукцию.

В этом помещении, как и на старом заводе Генри Форда в Ривер-Руж, материалы идут в одном направлении, а готовая продукция выходит в другом. Но в этом случае требуются дни, если не часы, чтобы произвести эти продукты. И это потому, что материалы укладываются слой за слоем с использованием передовых технологий.

От 85 до 90 процентов авиационного двигателя можно изготовить как единую деталь, тогда как раньше он мог состоять из десятков или даже сотен различных частей.

Благодаря тому, как мы настраиваем нашу цепочку поставок, у вас есть что-то, что значительно эффективнее и в то же время более устойчиво.

Ключевой целью здесь является возможность надежного производства прецизионных деталей в больших масштабах, таких как компоненты системы охлаждения процессора.

Так что вы не можете себе представить, чтобы вырезать что-то подобное из куска материала. Это был бы совершенно другой процесс.

Мартин вырос в промышленной Рурской долине Германии, где школьные экскурсии посещали литейные и кузнечные цеха, связывая промышленность с процветанием. Но в последнее время производственные предприятия в США не всегда считались хорошей инвестицией. Настройка VulcanForms сопряжена со многими проблемами.

Что касается добавок, мы чувствовали, да, технология еще не достигла того уровня, когда мы могли бы просто закупить оборудование и беспрепятственно интегрировать его. Там нам нужно было внедрять инновации. Нам нужно было придумать другую архитектуру, которая позволит нам надежно создавать компоненты в любом масштабе.

И потом, конечно, проблемы, связанные с этим, разнообразны. Во-первых, найти инвестора. Я буквально усыпил двух из пяти инвесторов на собрании, на котором я представлял нашу серию семян. Это не шутка.

Кстати, один из них хотел инвестировать. Это лучшая часть этого, один из двух, которые заснули. Мы не брали их деньги.

Поиск решений проблемы изменения климата станет еще одним двигателем инноваций.

Нам нужно обезуглероживать. А для этого потребуется рост обрабатывающей промышленности и новых производственных технологий, которые позволят использовать низкоуглеродные технологии будущего. Таким образом, нам необходимо разработать и масштабировать множество основных производственных технологий, чтобы потом можно было внедрить низкоуглеродные технологии. Я ношу обувь производства Adidas с межподошвой, напечатанной на 3D-принтере. Вы можете увидеть решетчатую структуру, которая, конечно же, создана с помощью 3D-печати.

Это напечатанная на 3D-принтере вертлужная чаша, которая является компонентом тазобедренного имплантата. И это 3D-печать из-за этой пористой структуры, 3D-пористой структуры, которая, как клинически доказано, обеспечивает более быстрое заживление из-за интеграции с клетками кости. Таких имплантатов у людей уже многомиллионное количество.

Добавка не сделает все в будущем. Это не сделает близко ко всему. Но это затронет жизненный цикл почти каждого продукта, который спроектирован и изготовлен. Это может быть прототипирование, оснастка, запасные части или серийное производство хотя бы некоторых его компонентов. Но именно рост количества материалов, аппаратного обеспечения, программного обеспечения и готовность промышленности продвигать приложения, приложения, создающие ценность, позволяют отрасли расти.

Я собираюсь вернуться в Массачусетский технологический институт, чтобы более подробно изучить взаимосвязь между производственными рабочими местами и инновациями. Но я также хотел увидеть аддитивное производство в другом масштабе, не с пластиком или металлом, а с бетоном и со строительством целого дома.

Как и этот на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, это дом площадью 1500 кв. футов с потолками высотой 8 футов, на строительство которого ушло всего 80 часов печати за несколько недель. Строительство обошлось в 20 000 долларов. Обычные методы стоили бы 150 000 долларов.

Так какое время ожидания для такого дома, скажите вы?

Прямо сейчас нам нужно создавать больше машин и продавать больше машин, чтобы больше строителей могли нам помочь. Потому что спрос сумасшедший. Мы получаем сотни писем в день от людей, которые просят распечатать свой следующий дом на 3D-принтере.

По сути, это обычный дом, который можно купить где угодно на Лонг-Айленде.

Кристен Генри — технический директор SQ4D. Она говорит, что их 3D-печатные дома могут помочь решить три проблемы здесь, на Лонг-Айленде: во-первых, нехватку доступного жилья, во-вторых, нехватку строителей и, в-третьих, проблемы с цепочкой поставок.

3D-печать, которую мы действительно хотим использовать в качестве инструмента, помогающего строителям упростить, ускорить и создать лучший продукт. Прямо сейчас на Лонг-Айленде действительно не хватает людей в строительной отрасли, чтобы не отставать от спроса на жилье, поэтому мы наблюдаем нехватку доступного жилья и недостаточное новое строительство.

На самом деле от двух до четырех человек достаточно, чтобы напечатать дом на 3D-принтере. Это по сравнению с традиционным строительством, где иногда у вас может быть 20-30 человек на стройплощадке, которые занимаются разными делами. Нам нужен человек, который будет управлять самим принтером, и кто-то, кто будет управлять миксом.

Что действительно хорошо в бетоне, так это то, что он доступен практически везде. Вы можете пойти в местный магазин товаров для дома и купить цемент, песок и воду. И тогда вы готовы построить свой дом. И в результате не так много проблем с цепочкой поставок, а общая стоимость снижается.

3D-принтер действительно выполняет здесь большую часть работы, и это действительно интересно. Мы создали то, что способно надежно напечатать дом в 3D в любое время дня и ночи, независимо от погоды.

Вау. Это потрясающе. Я понимаю, что вы говорите о разных текстурах. Так что это традиционно, то, что вы найдете в любом доме. Вот так материал выглядит в разложенном виде.

Да.

SQ4D пока построил только три дома. Одной из проблем является проверка технологии местными строительными отделами. Но есть несколько других компаний в США и по всему миру, которые также пытаются расширить масштабы 3D-печати жилья.

И бизнес-план SQ4D действительно направлен на распространение технологии, изготовление и продажу самих принтеров строительным фирмам. Кристен говорит, что печатное оборудование стоит около $1 млн. Но как на самом деле работает эта технология?

Вы печатаете слой. И затем, как только этот слой достаточно затвердеет и все еще будет затвердевать, вы можете уложить следующий слой и продолжить работу, чтобы все слои затвердели вместе, чтобы создать структуру, оставаясь при этом достаточно прочным, чтобы выдержать вес последующих слоев. В SQ4D мы печатаем на 3D-принтере фундаменты, фундаментные стены, плиты, внутренние и внешние стены.

Если я решу жить в таком доме, могу ли я выбрать размер окон? Сколько свободы у меня есть, чтобы что-то выглядело так, как я хочу?

Весь мир в твоих руках. Во что бы то ни стало, вам нужно окно шириной 20 футов. Это может показаться неразумным. Но вы определенно можете сделать что-то в этом направлении.

Это похоже на Play-Doh, который можно сжать…

Да.

…и лежали друг на друге. Это тоже круто. Мне вообще нравится неравномерность местами. Я нахожу это очаровательным.

Добавляет характер.

Да. Но вы можете сделать его гладким, если хотите.

Можно сделать гладко. Вы бы просто лепниной прямо над ним.

Я так понимаю, с деревом изогнуться очень сложно, да?

Очень сложно, да.

И дорого.

Ага.

Это займет больше времени. Это обычай.

Много дополнительного времени. Это обычай. Вы действительно не увидите изогнутых стен в традиционных домах. Но есть много разных возможностей для создания архитектурно уникальных функций. И по мере того, как эта отрасль действительно набирает обороты, архитекторы смогут по-настоящему погрузиться в специфические методы и функции 3D-печати, которые иначе были бы недостижимы.

Большинство домов в США сделаны из дерева. А Кристен, выпускница Йельского университета с опытом работы в области машиностроения, говорит, что бетонные 3D-дома также более устойчивы к изменению климата, а также к огню, ветру, воде и вредителям.

Во многих районах страны теперь постоянно приходится беспокоиться о стихийных бедствиях. Вы можете въехать на грузовике в стену здания, и это нанесет гораздо больший ущерб грузовику. Так что дома действительно строятся на века.

Боже, я хочу купить этот дом.

Да.

Аддитивное производство меняет ситуацию не только в промышленности. The Factory NYC — это студия, изготавливающая на заказ скульптуры для эмпирического маркетинга, розничных выставок, реквизита и произведений искусства. 3D-печать составляет лишь около 15% их бизнеса. Но скульпторы Пол Аутлоу и Луи Хиннен говорят, что это уже произвело революцию в их работе.

3D-печать стала для нас революционным способом создания трехмерных объектов. Редуктивные методы были просто кропотливо медленными. Вы должны начать с этого гигантского объемного блока. Вы всегда просто вырезаете весь этот материал, пока не найдете внутри скульптуру, которую пытаетесь раскопать.

3D-печать, можно обойтись без пены. Всю художественную работу мы делаем на компьютере. Можем скачать модели. Мы можем создавать модели. Мы можем скачать и изменить модели. Так что возможностей намного, намного, намного больше.

Возможности вроде создания статуи Иисуса с лицом актера Ника Кейджа.

Прелесть 3D-печати в том, что все делается на компьютере. Чтобы мы могли делать любые манипуляции, которые захотим, и показывать визуализацию клиенту, и быть типа, это именно то, что вы получите.

Компьютерные модели легко модифицируются. Вы даже можете распечатать 3D-сканы реальных людей.

Она не сотрудничала во время сканирования. Так что нам удалось получить только кричащего ребенка. Но это моя дочь, Элвис Аутлоу.

Эта Венера Милосская является более традиционным примером.

Мы смогли загрузить модель онлайн и изменить модель, и сделать это в течение 15, 20 часов. Так что теперь мы можем сделать что-то вроде этой Венеры Милосской за неделю или две за 8-10 тысяч долларов, тогда как раньше нам приходилось вырезать ее неделями или месяцами. И тогда это будет стоить запредельно. Это может быть 50 или 60 000 долларов.

На фабрике имеется 10 различных видов печатных машин стоимостью от 800 до 350 000 долларов. Но поскольку технологии меняются так быстро, меняются и цены. Машина, которая три года назад стоила 8000 долларов, сегодня может стоить ближе к 800 долларам. Венера Милосская была напечатана на их флагманском принтере Massivit 1800, который может создавать модели высотой шесть футов. Прямо сейчас он печатает гигантский гаечный ключ.

Если бы у Микеланджело был 3D-принтер, что бы это было?

Я не думаю, что Микеланджело мог понять 3D-принтер. Верно? Я имею в виду такой же гений, как и он. Я имею в виду, я думаю, что вычитающий мозг и аддитивный мозг — это очень разные способы думать о производстве произведений искусства или, возможно, о производстве чего-либо.

Будущее вашего бизнеса за 3D?

3D будет играть огромную роль в том, что мы делаем, да. В настоящее время технология не может выполнить все, что мы производим, но она, безусловно, помогает во многих различных областях. Это действительно открывает двери к тому, что мы можем предложить нашим клиентам.

Мы можем взяться за проекты, которые мы не могли выполнить раньше, в сроки, которые мы не могли выполнить раньше, и с бюджетами, которые мы не могли уложиться.

А у меня две спаржи.

Идеально подходят для боя на мечах.

Точно знаю.

Очень вдохновляет то, что художники, подобные этим, находят способ реализовать свою страсть и превратить ее в такой процветающий бизнес. И это возвращает нас в Массачусетский технологический институт. Потому что аддитивное производство связано с инновациями, как с точки зрения искусства, так и с точки зрения производства. А производство — это рабочие места и заработная плата.

Исходя из моего собственного исследования этих производственных компаний в Соединенных Штатах, я бы сказал, что мы все еще далеки от того дня, когда 3D-печать или роботы станут важными факторами. На самом деле, меня действительно интересует, как мы можем внедрить больше этой новой технологии на эти заводы. И потому что я считаю, что если мы не внедрим новые технологии на заводах, мы не сможем улучшить качество рабочих мест.

Профессор института Сюзанна Бергер много лет занимается исследованиями глобализации и производства, посещая заводы в США, Азии и Европе. Она говорит, что, поскольку США потеряли рабочие места в обрабатывающей промышленности, снижение производственных затрат было рациональным решением. Но была загвоздка.

Людям, по крайней мере в США, все еще нравится что-то мастерить. И им нравится делать вещи, в которых задействованы их руки, их мозги. Это действительно не проблема. Проблемой была заработная плата и некоторая разумная гарантия занятости.

Я вижу в этом ловушку низкой технологии, низкой квалификации и низкой заработной платы, в которой американское производство застряло на 30 лет. И настоящий вопрос заключается в том, какое производство у нас будет в США, а не в том, будет ли оно у нас или нет. Мы будем. Но как это будет?

Я уверен, что в будущем в США будет больше производства, чем сейчас. И мы лучше поймем важность производства для нашей экономики и как найти компромисс между материальными и нематериальными финансовыми затратами. А новые технологии позволят нам производить более эффективно, а также кодировать и передавать знания, необходимые для производства.

Частично это было вызвано давлением финансовых рынков на производителей, чтобы они избавились от всего, что не было основным. Рабочие не были ключевыми. Заводы не были основными. Все, что можно было отправить в Китай. И те компании, которые избавились от большинства рабочих, которые избавились от большей части заводских площадей, были теми, кто добился лучших результатов на Уолл-стрит.

И я думаю, что сегодня мы наблюдаем совсем другую картину. Мы действительно видим, что производство, прежде всего, необходимо для инноваций. Если вы хотите иметь инновации в Соединенных Штатах, вам необходимо иметь производство в Соединенных Штатах.

Без сомнения, цифровое производство ускоряет инновации. Это много модных словечек. Но возможность быстрее запускать новые материалы в производство, возможность цифровой квалификации производственного процесса и, возможно, готовой детали означает, что организации могут думать о гораздо более быстром и ресурсоэффективном цикле разработки продукта.

Внедрение технологии, новой технологии может стать прорывом. Потому что это потребует новых навыков. И это на самом деле сделает растения более продуктивными. А это будет означать, что компании смогут платить работникам более высокую заработную плату.

Не все будет напечатано в 3D. И не все производство станет более локальным. Даже сделать iPhone в США было бы сложно. В отличие от Китая, США не будут размещать 300 000 рабочих на одной производственной площадке.

Но мое знакомство с аддитивным производством заставило меня с оптимизмом смотреть не только на то, что происходит в США в сфере производства, но и на то, что может стать локальным во многих странах.

Знания должны создаваться путем фактического прямого контакта с создателями в нашей системе, а не просто вытекать из набора теорий об экономике, из которых мы выводим теоремы.

А с некоторыми технологиями, такими как аддитивные, можно добиться беспрецедентной гибкости. Таким образом, одни и те же машины можно настроить для печати медицинских имплантатов, компонентов ракетных двигателей или полупроводниковых охлаждающих устройств. И именно это сочетание производительности и гибкости действительно отличает нас и позволяет нам переосмыслить то, как мы инвестируем в производственную инфраструктуру не только для определенных отраслей, но и для всей экосистемы.

Когда производится физический товар, и вы можете видеть, для чего он используется, это бодрит. Нам нужно больше этого. Я хочу, чтобы мои дети праздновали это. Я хочу, чтобы они были производителями. Я предпочитаю быть производителями, а не инвестиционными банкирами. И мы должны вернуться к своим корням. И наши корни — это фермеры, производители и исполнители.

Мы видели, как эти высокотехнологичные производственные технологии можно использовать в промышленных масштабах для изготовления деталей и продуктов, которые вы больше не можете получить в ограниченных цепочках поставок, и как их можно использовать в меньших масштабах для изготовления вещей невероятной красоты и художественную ценность дешевле и доступнее, чем когда-либо прежде.

Надеюсь, вы увидели в этом фильме, как связаны производство и инновации и как новые технологии трансформируют цепочки поставок. В прошлых выпусках мы рассмотрели, почему дешевое не всегда дешевое, как аутсорсинг повлиял на рабочие места в США и почему сохранение некоторого производства дома важно для занятости в США и для общества.