Mikilvæg fagleg athugasemd: Þetta er texti skjalahöfundar sem byggir á heimildum og dæmum sem voru tiltækar við útgáfu. Það er ekki núverandi tækniforskrift, öryggisleiðbeiningar, fjárfestingarráðgjöf eða staðfesting á núverandi getu, hraða, kostnaði eða stöðu nefndra fyrirtækja og vara. Sérhver núverandi notkun á aukefnaframleiðslu krefst athugunar á núverandi skjölum framleiðanda, efniseiginleikum, vinnuöryggi, hugverkaréttindum og viðeigandi reglugerðum.
Viðbótarframleiðsla og prentþjónusta eru ekki hluti af núverandi opinberu tilboði Savo Kusić. Framleiðsluáherslan í dag samanstendur af viðargluggum, viðar-álgluggum og sérsniðnum hurðum.
Þarfir, tækni og framleiðsla
Nýja tæknin við að búa til hluti með því að nota 3D prentarann, krafðist einnig endurskoðunar okkar á þessari tækni, áhrifum hennar á framleiðslu og mögulegum nýjum straumum og leiðum til að skipuleggja framleiðslu.
Flestir textar sem fjalla um svið iðnaðarins (sem og mörg önnur svið) byrja í raun á þeirri niðurstöðu að “tækni í dag (læknisfræði, efnafræði o.s.frv.) er svo háþróuð að …”
Þessi orðatiltæki, eins og hún gerðist í fortíðinni, mun að sjálfsögðu haldast í mörg ár fram í tímann og mun líklega lifa okkur lengur, því eins og staðan er, sama daginn sem við lesum þennan texta, hefur mannlegt samfélag aldrei verið þróaðara, en það verður ekki eins og það verður á morgun.
Og svo sannarlega eru þarfirnar sem maðurinn skapar mismunandi frá degi til dags og hver þörf skapar nýja, sem verður að vera fullkomnari og betri en sú fyrri. Ef þú myndir setja þær þarfir í samhengi við t.d. af tölvuframleiðsluiðnaðinum myndum við sjá að tölva sem gæti, fyrir fimm árum og meira, unnið öll okkar störf dugar okkur ekki lengur (nýjar þarfir krefjast fullkomnari hugbúnaðar, sem krefst enn frekar vélbúnaðar o.s.frv.). Nánar tiltekið var þessu fyrirbæri lýst af Gordon Moore, einum af stofnendum Intel, sem segir að afl tölvunnar tvöfaldist á hverri 18 í 20 msek, þess vegna var þetta lögmál nefnt Moore’s Law. Svo í dag inniheldur farsíminn okkar meiri tölvuafl en öll NASA samtökin sem eru 1969. sendi tvo menn til tunglsins eða t.d. tölvuleikir sem nota meira tölvuauðlindir til að líkja eftir þrívíddaraðstæðum en ein stórtölva síðasta áratugar hafði (Kaku, 2011).
Hér ætti að aðskilja tvennt strax. Þær þarfir sem eru hversdagslegar í dag, gat sú tölva ekki uppfyllt, en hin hlið málsins, almennt séð, dugði sú tölva, eins og áður sagði, til að skjóta manni til tunglsins. Þannig urðu framfarir vísinda lausar við að vera háðar hraða t.d. örgjörva og mikil áhersla er lögð á aðrar greinar sem hugsanlega hindra framgang. Í stuttu máli segja vísindin samskipti tvíhliða við tölvuna og laga hana að sjálfum sér.
Hins vegar eru þarfir ekki þær einu sem „ýta“ mannkyninu áfram. Langanir sem maðurinn skapar, óháð því hvort hann þarfnast þess eða ekki, opnar allt nýtt rými fyrir atvinnugreinar til að keppast við að bjóða honum nákvæmlega það sem hann vill eða það sem hann vill, án þess að vera meðvitaður um það ennþá. Ekki má gleyma markaðssetningu sem styður alla söguna með því að það eru í raun þarfir okkar og það sem við getum ekki verið án, en ekki bara langanir sem eru okkur ekki svo nauðsynlegar. Þegar við tökum líka manninn með sem félags- og menningarveru, sem vill vera öðruvísi en aðrir og mynda sína eigin sjálfsmynd sem mun endurspegla innra andlegt ástand hans (sem er bæði þörf og löngun að einhverju leyti), þá fáum við mjög flókna mynd af viðskiptavinum nútímans, frá sjónarhóli t.d. fyrirtækis sem vill selja bíl sinn, þar sem það fyrirtæki þarf að eyða töluverðu fjármagni, til að rannsaka og móta tilboð sitt, án þess þó að fara í framleiðslu þess bíls.
Hvernig á þá að framleiða þá vöru, þannig að það sé eitthvað sem einhver vill? Hvers konar rannsókn er það og hvernig er best að stunda þær, þannig að þær endurspegli raunverulega löngun viðskiptavinarins og eitthvað sem einhver mun kaupa, án þess að það sitji á lager og tapi verðmæti? Ein besta leiðin til að búa til vöru er að viðskiptavinurinn segi til hvers hann ætlast af vörunni og þá getum við verið viss um að við seljum honum hana. Auðvitað er hin hliðin á vandanum hvernig á að ná þessu öllu með sem minnstum fjármunum, á sama tíma og hver viðskiptavinur fyrir sig ber virðingu.
Fjöldaaðlögun
Fyrstir til að svara þessari spurningu eru talsmenn nýrrar nálgunar í framleiðslu. Nálgunin sem birtist fyrir um tuttugu árum býður upp á hugsunarhátt og hugmyndafræði um að skipuleggja framleiðslu til að virða allar þessar kröfur, en finna lausnir til að fullnægja þeim til gagnkvæms ávinnings. Svo, framleiðið það sem hver viðskiptavinur vill og getur borgað fyrir og hagnast. Þessi aðferð er kölluð massaaðlögun. Myntin var búin til úr ensku orðunum mass (mass, massive, multititude) og customization (aðlögun), sem í þýðingu myndi þýða mass customization í skilningi möguleika á að einstaklingsgreina vörur í fjöldaframleiðslu (skv. Suzić, 2014).
Framleiðsla í dag
Það eru margar aðferðir við framleiðslu, en sú sem hefur náð mestum skriðþunga og er mest notuð í dag er sérsniðin. Þegar talað er um customization er það alltaf tengt þeim tíma sem við lifum í og forsendurnar tengdar sérsmíði eru aðallega þær að hún mæli fyrir um bestu gerð framleiðslu og hvernig eigi að nálgast vöruhönnun og framleiðslu. Sérsniðin mælir ekki fyrir um hvers konar framleiðsla er best og hvernig á að búa til vöru. Sérsniðin er nálgun og hugsunarháttur, og bestu aðferðir og bestu starfsvenjur framleiðslu eru aðeins afleiðing þessarar nálgunar og almennt ákvörðunar um að beita þessari tegund hugsunar í framleiðslu (sköpun).
Öll farsæl fyrirtæki fylgdu þessari nálgun og byggðu farsæl kerfi sem þau náðu að skipuleggja framleiðslu sína með þannig að þau svöruðu markaðnum sem best. Sérsniðin var nefnd til að gefa til kynna nauðsyn þess að skipuleggja kerfið í þá átt að minnka inntaksstærðir í framleiðslu, miðað við framleiðslustærðir, og gegndi því mjög mikilvægu hlutverki sem nálgun.
Þetta hefur leitt til miklar breytingar á því hvernig vörur eru búnar til, en samt, í kjarnanum, hefur framleiðsluhátturinn ekki breyst. Aðeins er boðið upp á betra skipulag.
Að leggja saman og draga frá efni
Fyrri framleiðsla er byggð á meginreglunni um efnisfrádrátt. Í reynd þýðir þetta að stykki með stærri mál en stærð lokaafurðar er tekið og efnið fjarlægt úr stykkinu, þar til stykkið er komið í lokamál. Þessi tegund af framleiðslu er enn ríkjandi í framleiðsluiðnaði í dag. Auðvitað eru til undantekningar eins og vörur sem eru fengnar með steypu, blástursferlum, upphleyptum og þess háttar, en þessar aðferðir gefa ekki nægilegt “síðari” frelsi við mótun vörunnar, heldur takmarkast af fyrri undirbúningi (sniðmát, efnisbygging o.s.frv.).
Framleiðsluaðferðin sem 3D prentun býður upp á er nákvæmlega andstæða nefndrar aðferðar og býður upp á framleiðslu með því að bæta við efni. Þessi framleiðsluaðferð byggir á meginreglunni um að bæta við efni þar til endanleg vídd er fengin.
3D prentun
Þangað til fyrir nokkrum árum virtist þessi nálgun eins og vísindaskáldskapur, en það var verkfræðin sem stuðlaði að því að hefja þessa tegund framleiðslu. Í þrívíddarprentun er hlutur búinn til með því að setja saman lög af efni í röð. Það gerir kleift að framleiða hluta og samsetningar úr nokkrum mismunandi efnum, með mismunandi vélræna og eðlisfræðilega eiginleika (Wikipedia, 2015).
Ef við kafum ofan í kjarna 3D prentunar gæti hún hafa verið til frá dögum “fljótandi efna”, en verkfræðin stuðlaði að því að samsetningin af CNC [1] vél og venjulegri extruder (sem getur ýtt í þrívídd til að búa til eitthvað efni) 1.
Mynd 1 - Sambland af CNC vél og plastpressu (Pappaskurður á cnc,2015) (Hvað er nýtt í heimi3D Prentun? ,2015) (3D prentun,2015)
Að sjálfsögðu hafa með tímanum þróast flóknari aðferðir af þessu tagi og tækni við að sameina álögð lög þar sem stöðugt fæst betri frágangur, ný efni kynnt og smíði prentaranna sjálfra er bætt. Við ættum líka að minnast á þáverandi prentara fyrirtækisins Carbon3D, en smiðirnir voru innblásnir af kvikmyndinni “Terminator 2”, þar sem hlutur sem er dreginn úr fljótandi plastefni er mótaður (mynd 2). Eins og einn af höfundum þessa prentara, Joseph DeSimone, sagði, eru 3D prentarar í raun 2D prentarar sem endurtaka ferlið aftur og aftur, og það ferli tók langan tíma aftur þá. Þessi prentari dregur „einfaldlega“ allan hlutinn úr vökvanum, formyndaður með hjálp ljóss, og samkvæmt heimildinni á þeim tíma gefur hann frá 25 til 100 sinnum hraðari prentun (Carbon3D, 2015).
Mynd 2 - Meginregla vinnslu 3D kolefnis 3D prentarans. (Kolefni3D, 2015)
3D prentun og framleiðsla
Það má nú þegar sjá hvernig því er beitt3D prentarar dreifðust til allra sviða iðnaðarins, þannig að nú eru þegar prentaðir líkamshlutar, bílskeljar, hnífapör, fataskápar og jafnvel hús og byggingar osfrv. Til dæmis prentar Boeing í dag meira en20 000varahlutir fyrir flugvélina þína (DICKEY,2015).
Þegar þessi tækni verður ódýrari og aðgengilegri spá sérfræðingar á þessu sviði því að framleiðsla af þessu tagi muni flytjast frá iðnaði til viðskiptavina. Með 3D prenturum mun fólk geta búið til sín eigin módel, breytt þeim sem fyrir eru og lagað vörur að þörfum þeirra. Þú getur nú þegar fundið fullt af ókeypis gerðum á netinu, sem hægt er að hlaða niður og prenta beint.
Engu að síður, ef við skoðum banalt dæmi, þá eru margir í dag með “venjulega” 2D prentara á heimilum sínum, en það eru enn til ljósritunarvélar, og jafnvel þeir sem eru með prentara prenta í ljósritunarvélum. Það verður svipað með 3D prentara. Það eru nokkrar ástæður fyrir þessu, sumar þeirra eru:
- efnahagslegar ástæður, vegna þess að fjöldaframleiðsla er enn ódýrari en einstaklingur;
- betri frágangur, sem flestir einstaklingar munu ekki hafa skilyrði fyrir sem fagmenn;
- þekking á efniseiginleikum, smíði og vinnsluhugbúnaði;
- skapandi hæfileikar einstaklingsins;
- líkamlegar takmarkanir prentarans.
Hvað varðar að mæta þörfum viðskiptavina,3D-prentun býður upp á óendanlega meiri möguleika á að aðlaga vöruna að óskum viðskiptavinarins en hægt var að bjóða upp á hefðbundna framleiðslu sem byggir á brottnámi efnis. En frá sjónarhóli framleiðandans gerir það kleift að framleiða án umfram (úrgangs)efna, fækkun véla, lægri geymslukostnað o.s.frv. Einnig er enn pláss fyrir ofangreinda sérsnúning, þar sem hægt er að framleiða vörupalla fyrirfram, þar sem hægt er að prenta þau form sem óskað er eftir og til viðbótar mæta viðskiptavinum, með afhendingarhraða og þess háttar. Einnig verður opnaður möguleiki á að skilja eftir óunna vöru þar sem hún verður afhent viðskiptavinum sem slík og viðskiptavinurinn getur einnig prentað vöruna með prentara sínum.
Hér að neðan eru nokkur dæmi fengin3D á prenti
Viðauki1 - Kínverska fyrirtækið WinSun, sem sérhæfir sig í að byggja hús með3D tækni, “prentaði” sína fyrstu fjölhæða byggingu
Mynd 3 – Prentað bygging - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Mynd 4 - Inni í prentuðu byggingunni -http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Viðauki2- Local Motors fyrirtækið framleiddi bíl þar sem burðarvirki og líkamshlutar eru prentaðir á3D prentara, og síðan eru viðbótaríhlutir settir í bílinn
Mynd 5 - Bíll þar sem hlutar hans eru prentaðir -http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Viðauki3-3D riffill og skammbyssa
Mynd 6 -3d riffill - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Mynd 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Viðauki4 - 3D armur fyrir fólk með fötlun
Mynd 8 -3D armur -http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Athugasemd umsóknar: Söguleg dæmi, spár, hraðasamanburður og yfirlýsingar fyrirtækja koma ekki í staðinn fyrir raunverulegan tæknilegan og viðskiptalegan samanburð. Öryggi ferlisins fer eftir vélinni, efninu, loftræstingu, hitastigi, vinnslu, tilgangi hlutans og mati sérfræðinga á tilteknu tilviki.
Heimildir
3D prentun. (2015, 4 14). Sótt af Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Carbon3D. (2015, 04 5). Sótt af Carbon3D | CLIP Tækni - Byltingarkennd tækni sem miðast við stillanlegt ljósefnafræðilegt ferli fyrir laglausa 3D prentun:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). Vona að þú treystir 3D prenturum — Boeing notar þá til að „prenta“ varahluti í flugvélar sínar. Sótt af Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Eðlisfræði framtíðarinnar.
Pappaskurður á cnc. (2015, 4 14). Sótt af elitesecurity.org - vefspjallborðum: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). Novi Sad.
Hvað er nýtt í heimi 3D prentunar? . (2015, 4 14). Sótt af Brit + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedia. (2015, 04 12). 3D stimpill. Sótt af Wikipedia: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. computer numerical control) er vél sem notar fyrirfram slegin hnit fyrir hreyfingu sína, sem eru færð inn eftir æskilegum stöðum í hnitakerfinu sem skoðað er.