Важное профессиональное примечание: Это архивный авторский текст, основанный на источниках и примерах, доступных на момент публикации. Это не текущая техническая спецификация, инструкция по безопасности, инвестиционный совет или подтверждение текущих возможностей, скоростей, затрат или статуса упомянутых компаний и продуктов. Каждое текущее применение аддитивного производства требует проверки текущей документации производителя, свойств материалов, безопасности труда, прав интеллектуальной собственности и применимых норм.
Услуги по аддитивному производству и печати не являются частью текущего публичного предложения Саво Кусича. Сегодняшний фокус производства состоит из деревянных окон, деревянно-алюминиевых окон и дверей на заказ.
Потребности, технологии и производство
Новая технология изготовления изделий с использованием принтера 3D, также потребовала от нас рассмотрения этой технологии, ее влияния на производство и возможных новых тенденций и способов организации производства.
Большинство текстов, касающихся сферы промышленности (как и многих других областей), фактически начинаются с вывода о том, что «сегодня технологии (медицина, химия и т. д.) настолько развиты, что…»
Эта крылатая фраза, как это было в прошлом, конечно, останется на долгие годы и, вероятно, переживёт нас, потому что как есть, в тот самый день, когда мы читаем этот текст, человеческое общество никогда не было более развитым, но и никогда не будет таким, каким оно будет завтра.
И действительно, потребности, создаваемые человеком, меняются изо дня в день и каждая потребность обуславливает новую, которая должна быть совершеннее и лучше предыдущей. Если бы вы поместили эти потребности в контекст, например. компьютерной индустрии, мы бы увидели, что компьютера, который пять лет назад и более мог выполнять всю нашу работу, нам уже недостаточно (новые потребности требуют более полного программного обеспечения, которое в дальнейшем требует аппаратного обеспечения и т. д.). В частности, это явление описал Гордон Мур, один из основателей компании Intel, который говорит, что мощность компьютера удваивается каждые 18–20 mсек, поэтому этот закон и получил название закона Мура. Итак, сегодня наш мобильный телефон содержит больше вычислительной мощности, чем вся организация НАСА — 1969. отправил двух человек на Луну или, например. видеоигры, которые потребляют больше вычислительных ресурсов для моделирования трехмерных ситуаций, чем один мэйнфрейм предыдущего десятилетия (Каку, 2011).
Здесь следует сразу разделить две вещи. Потребности, которые сегодня являются повседневными, этот компьютер не мог удовлетворить, но с другой стороны, если смотреть в целом, этого компьютера, как уже упоминалось, было достаточно, чтобы отправить человека на Луну. Таким образом, прогресс науки стал свободным от зависимости от скорости, например. процессоры и большое внимание уделяется другим отраслям, что, возможно, препятствует прогрессу. Короче говоря, наука двусторонне общается с компьютером и адаптирует его под себя.
Однако потребности – не единственные, что «толкают» человечество вперед. Желания, которые создает человек, независимо от того, нужны ему они или нет, открывают совершенно новое пространство для отраслей, которые стремятся предложить ему именно то, что он хочет или чего он хотел бы, даже не осознавая этого. Нельзя забывать и маркетинг, который подкрепляет всю историю тем, что это на самом деле наши потребности и то, без чего мы не можем обойтись, а не просто не столь необходимые нам желания. Когда мы включаем также человека как социальное и культурное существо, желающее отличаться от других и формировать свою собственную идентичность, которая будет отражать его внутреннее духовное состояние (что в некоторой степени является одновременно потребностью и желанием), мы получаем очень сложную картину сегодняшнего покупателя, с точки зрения, например, человека. компании, которая хочет продать свой автомобиль, причем этой компании приходится тратить значительные ресурсы на исследование и формирование своего предложения, даже не приступая к производству этого автомобиля.
Тогда как производить этот продукт, чтобы он был тем, что кому-то нужно? Что это за исследование и как его лучше всего провести, чтобы оно отражало реальное желание клиента и что-то, что кто-то купит, не залежавшись на складе и не потеряв в цене? Один из лучших способов сделать продукт — это позволить покупателю сказать, чего он ожидает от продукта, и тогда мы можем быть уверены, что продадим его ему. Конечно, другая сторона проблемы заключается в том, как всего этого добиться с минимальными ресурсами, при этом уважая каждого клиента в отдельности.
Массовая настройка
Первыми ответ на этот вопрос предлагают сторонники нового подхода в производстве. Подход, появившийся около двадцати лет назад, предлагает образ мышления и философию организации производства, позволяющую соблюдать все эти требования и находить решения для их удовлетворения к взаимной выгоде. Итак, производите то, что каждый клиент хочет и за что может заплатить, и получайте прибыль. Этот подход называется массовая настройка. Монета создана из английских слов mass (массовый, массивный, множество) и customization (регулировка), что в переводе означало бы массовая кастомизация в смысле возможности индивидуализации продукции при массовом производстве (по Сузичу, 2014).
Производство сегодня
Существует множество подходов к производству, но тот, который сегодня набрал наибольшее развитие и получил наибольшее распространение, — это кастомизация. Когда речь идет о кастомизации, это всегда связано со временем, в котором мы живем, и предположения, связанные с кастомизацией, в основном заключаются в том, что она предписывает лучший вид производства и подход к проектированию и производству продукции. Кастомизация не предписывает, какое производство лучше и как создавать продукт. Кастомизация — это подход и образ мышления, а лучшие методы и лучшие практики производства — лишь следствие этого подхода и вообще решения применить этот тип мышления в производстве (творчестве).
Все успешные компании следовали этому подходу и создавали успешные системы, с помощью которых им удалось организовать свое производство так, чтобы лучше реагировать на рынок. Кастомизация была упомянута для того, чтобы указать на необходимость организации системы в направлении уменьшения размеров входных данных в производстве по отношению к размерам выпускаемой продукции, и поэтому она сыграла очень важную роль как подход.
Это внесло серьезные изменения в способы создания продуктов, но по сути способ производства не изменился. Предлагается только лучшая организация.
Добавление и вычитание материала
Предыдущее производство основано на принципе вычитания материала. На практике это означает, что берется деталь большего размера, чем размеры конечного изделия, и из детали удаляется материал до тех пор, пока деталь не будет доведена до окончательных размеров. Этот вид производства и сегодня доминирует в обрабатывающей промышленности. Конечно, есть исключения, например изделия, полученные процессами литья, выдува, тиснения и тому подобное, но эти методы не дают достаточной «последующей» свободы в формировании изделия, а ограничиваются предварительной подготовкой (шаблоны, структуры материала и т.п.).
Метод производства, предлагаемый 3D-печатью, является полной противоположностью упомянутому методу и предлагает производство путем добавления материалов. Этот метод производства основан на принципе добавления материалов до получения окончательного размера.
3D печать
Еще несколько лет назад этот подход казался научной фантастикой, но именно инженерия способствовала запуску такого типа производства. При трехмерной печати объект создается путем последовательного нанесения слоев материала. Он позволяет производить детали и узлы из нескольких различных материалов с разными механическими и физическими свойствами (Википедия, 2015).
Если вникать в суть 3D-печати, то она могла существовать еще со времен «жидких материалов», но инженерия способствовала тому, что сочетание станка с ЧПУ [1] и обычного экструдера (который может выталкивать некоторый материал) дает возможность создания объекта в трех измерениях, что показано на картинке. 1.
Изображение 1 — Комбинированный станок с ЧПУ и экструдер для пластика (Резака картона с ЧПУ, 2015) (Что нового в мире 3D печати? , 2015) (3D печать, 2015)
Конечно, со временем были разработаны более сложные методы такого типа и техники соединения наносимых слоев, при которых постоянно достигается лучшее качество отделки, внедряются новые материалы и совершенствуется конструкция самих принтеров. Отдельно стоит упомянуть представленный тогда принтер Carbon3D, конструкторы которого были вдохновлены фильмом «Терминатор 2», где формируется объект, извлеченный из жидкой смолы (картинка 2). Как сказал один из создателей этого принтера Джозеф Дезимоун: принтеры 3D на самом деле являются принтерами 2D, которые повторяют процесс снова и снова, и тогда этот процесс занимал много времени. Этот принтер «просто» извлекает весь объект из жидкости, предварительно сформированный с помощью света, и, согласно источнику на тот момент, обеспечивает печать от 25 до 100 раз быстрее (Carbon3D, 2015).
Рисунок 2 - Принцип работы 3D принтера Carbon 3D. (Углерод3D, 2015)
3D печать и производство
Уже видно, как применение принтера 3D распространяется на все области промышленности, так что уже печатаются детали кузова, кузова автомобилей, столовые приборы, гардероб и даже дома и постройки и т. д. Например, компания Boeing сегодня печатает более 20 000 деталей для своих самолетов (DICKEY, 2015).
Поскольку эта технология становится дешевле и доступнее, эксперты в этой области прогнозируют, что этот вид производства перейдет от промышленности к потребителям. С помощью принтеров 3D люди смогут создавать свои собственные модели, модифицировать существующие и адаптировать продукцию под свои нужды. В Интернете уже можно найти множество бесплатных моделей, которые можно скачать и распечатать напрямую.
Тем не менее, если посмотреть на банальный пример, у многих людей сегодня дома есть «обычные» 2D принтеры, но копировальные аппараты еще есть, и даже те, у кого есть принтеры, печатают в ксероксах. То же самое будет и с принтерами 3D. Для этого есть несколько причин, некоторые из которых:
- экономические причины, ведь массовое производство всё равно дешевле индивидуального;
- лучшая отделка, для которой у большинства людей как профессионалов не будет условий;
- знание характеристик материалов, программного обеспечения для строительства и обработки;
- творческие способности личности;
- физические ограничения принтера.
Что касается удовлетворения потребностей клиентов, 3D печать предлагает бесконечно большие возможности адаптации продукта к пожеланиям клиента, чем смогла предложить традиционное производство, основанное на вычитании материала. Но с точки зрения производителя это позволяет производить производство без лишних (отходов) материалов, сократить количество машин, снизить затраты на хранение и т. д. Также остается место для вышеупомянутой индивидуализации, когда платформы для продуктов могут быть изготовлены заранее, на которых можно напечатать желаемые формы и дополнительно удовлетворить клиентов, со скоростью доставки и тому подобное. Также откроется возможность оставить незавершенное изделие, где оно будет доставлено заказчику как таковое, а также заказчик сможет распечатать изделие на своем принтере.
Ниже приведены несколько примеров, полученных с помощью 3D печати
Вложение 1 - Китайская компания WinSun, специализирующаяся на строительстве домов по технологии 3D, «напечатала» свое первое высотное здание
Изображение 3 – Печатное здание — http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Изображение 4 – Интерьер печатного здания – http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Вложение 2 - Компания Local Motors выпустила автомобиль, в котором элементы конструкции и кузовные детали печатаются на 3D принтере, а затем в автомобиль устанавливаются дополнительные компоненты
Изображение 5 — Автомобиль, детали которого напечатаны — http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Устройство 3 - 3D Винтовка и пистолет
Изображение 6 - 3d Винтовка — http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Изображение 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Приспособление 4 - 3D рука для людей с ограниченными возможностями
Изображение 8 - 3D рука - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Примечание по применению: Исторические примеры, прогнозы, сравнения скорости и заявления компаний не заменяют фактическое техническое и коммерческое сравнение. Безопасность процесса зависит от станка, материала, вентиляции, температуры, обработки, назначения детали и экспертной оценки конкретного случая.
Источники
3D печать. (2015, 4 14). Получено из Википедии, свободной энциклопедии: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Carbon3D. (2015, 04 5). Получено из Carbon3D | Технология CLIP — революционная технология, основанная на настраиваемом фотохимическом процессе для бесслойной печати 3D:: http://carbon3d.com/
ДИККИ, М. Р. (2015, 4 15). Надеюсь, вы доверяете 3D принтерам — компания Boeing использует их для «печати» деталей своих самолетов. Получено с Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Каку, Д.М. (2011). Физика будущего.
Раскрой картона на чпу. (2015, 4 14). Получено с сайта Elitesecurity.org — веб-форумы: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Сузич, Н. (. (н.д.). Нови Сад.
Что нового в мире 3D-печати? . (2015, 4 14). Получено с сайта Brit + Co: http://www.brit.co/3d-june/
Википедия. (2015, 04 12). 3D штамп. Получено из Википедии: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] ЧПУ (англ. компьютерное числовое управление) — станок, использующий для своего движения заранее заданные координаты, которые вводятся в зависимости от желаемых положений в наблюдаемой системе координат.