Druk 3D nie jest technologią innowacyjną

Czy druk 3D to technologia innowacyjna?

Innowacyjność – to słowo które odmieniane jest przez wszystkie przypadki w mediach, raportach czy spotkaniach firmowych. Wszystko musi być innowacyjne.

Jak możemy zdefiniować innowacyjność? Zajrzeliśmy do słownika języka polskiego:

Innowacja – wprowadzenie czegoś nowego; też: rzecz nowo wprowadzona.

Niestety. Druk 3D jako technologia wytwarzania oparta na zasadzie nakładania na siebie kolejnych warstw materiału w żaden sposób się w to nie wpisuje. Pierwsze drukarki 3D powstały w połowie lat 80’ (drukowały w technologii SLA), więc trudno to mówić o czymś nowym.

W takim razie gdzie innowacyjność druku 3D?

Przez pierwsze 20 lat istnienia technologia druku 3D była synonimem szybkiego prototypowania. Nikt nie myślał wtedy, że wytwarzanie przyrostowe będzie wykorzystywane w produkcji funkcjonalnych części.  Zatem technologia sama w sobie nie jest innowacyjna, ale jej zastosowania zdecydowanie tak.

Na czym opierać innowacyjne zastosowania druku 3D?

Innowacyjne zastosowania druku 3D możemy podzielić na dwie kategorie: innowacje procesowe i innowacje produktowe.

Innowacje procesowe nie zmieniają końcowego produktu, a zmieniają jedynie sposób jego wytwarzania. Korzyści z nimi związane to zazwyczaj redukcja czasu i kosztów produkcji. Są wynikiem następujących właściwości druku 3D:

  • Stopień skomplikowania geometrycznego części nie ma wpływu na czas i koszty produkcji
  • Możliwość szybkiej produkcji części w dowolnym nakładzie bez kosztów początkowych

Korzystając z tych właściwości możemy na przykład szybko wyprodukować części zamienne do linii produkcyjnych unikając przestoju lub po prostu taniej i szybciej wytwarzać detale o skomplikowanej geometrii.

Innowacje produktowe to te, które już zdecydowanie mają wpływ na produkt końcowy. Wykorzystujemy tutaj możliwości druku 3D dotyczące geometrii produkowanych części. Technologie przyrostowe eliminują ograniczania kształtu znane nam z tradycyjnych metod wytwarzania. Efektem tej innowacji może być produkt o lepszych parametrach czy właściwościach.

formaty_unilogo

Powyższe zdjęcie bardzo dobrze przedstawia obydwie kategorie innowacji. Po prawej stronie widzimy efekt innowacji procesowej. Elementy (szare) które wcześniej były frezowane z tworzywa sztucznego firma Unilogo zaczęła wykonywać w technologii druku 3D przez co obniżyła koszty i czas produkcji. Detal po lewej stronie jest wynikim innowacji produktowej. Następnym krokiem wdrożenia technologii było zastąpienie całego podzespołu jedną częścią drukowaną w 3D co zdecydowani zredukowało jego wagę. 

 

Poszukiwania innowacyjnych rozwiązań

Zastosowań druku 3D jest bardzo dużo, problem w tym, że większość z nich jeszcze nie została odkryta. Wynika to zazwyczaj z tego, że biorcy technologii nie do końca znają możliwości druku 3D, natomiast dawcy  – czyli my – nie zawsze znamy potrzeby i problemy wyspecjalizowanych gałęzi przemysłu. Rozwiązanie jest proste – musimy ze sobą rozmawiać, dużo rozmawiać. Spotkajmy się i poznajmy swoje branże, a efekty tego na pewno będą owocne.

Zapraszamy do kontaktu.

 

 

Druk 3D pomaga w wydajniejszej produkcji energii elektrycznej

Większe nie zawsze jest lepsze, jak przekonuje nas współczesny świat. Obserwowaliśmy jak komputery maleją z rozmiarów pokoi do rozmiarów paznokcia. Podobnie z telefonami komórkowymi. Nawet w budownictwie można zauważyć podobny trend.

Ostatnim osiągnięciem na scenie walki z rozmiarem jest kompaktowa turbina ważąca zaledwie 60 kg o mocy zdolnej zasilić 10000 domów. Obecne turbiny parowe z podobnymi możliwościami osiągają rozmiary 10-krotnie większe.
Nowa turbina jest nie tylko mniejsza, działa z 10% większą wydajnością w przemianie ciepła w prąd. Kolejnym atutem jest możliwość szybkiego uruchomienia podczas szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną w ciągu dnia.

Urządzenie, skonstruowane przez GE Global Research wykorzystuje rozgrzany do temperatury 700°C dwutlenek węgla, który staje się wtedy tzw cieczą nadkrytyczną.
W takim stanie granica między gazem a cieczą praktycznie zanika, co pozwala na generowanie energii w niezwykle wydajny sposób. Po przejściu przez turbinę dwutlenek węgla jest chłodzony, i ponownie wtłaczany do turbiny. Oprócz produkcji znacznej mocy z małego urządzenia , ta metoda może dać firmom możliwość zamiany dwutlenku węgla w czystszą energię.
Ten fakt doprowadził o współpracy GE z Advanced Research Projects Agency-Energy, jak również z innymi programami z US Department of Energy.

GRC-Miniturbine-05-1024x683Doug Hofer z GE Global Research z wydrukowanym w 3D prototypem turbiny

Badania te są jeszcze w początkowej fazie, ale druk 3D jest kluczowym narzędziem w procesie projektowania. Ostateczna wersja będzie wykonana z metalu, ale niemożliwy byłby tak szybki postęp bez szybkiego prototypowania dzięki drukowi 3D

Kolejnym krokiem jest określenie możliwości przeskalowania konstrukcji do zakresu 500 MW, mocy potrzebnej do zasilenia dużego miasta. Istotny jest również znacznie zmniejszony wpływ elektrowni na środowisko, gdzie tradycyjnie potrzebne są tyiące akrów powierzchni.
Jak tłumaczy Doug Hofer, projektant miniaturowej turbiny:

„Ta kompaktowa maszyna pozwoli nam zrobić niesamowite rzeczy. Świat szuka czystszych i wydajniejszych metod produkcji energii. Nasza turbina pozwala osiągnąć oba te cele. Uważa się, że zapotrzebowanie na energię wzrośnie o 50% przez następne 20 lat, a my nie możemy czekać na nowe, czyste źródła energii. Musimy sprawiać aby produkcja energii była jak najwydajniejsza. Taki program, nad którym pracujemy wspólnie z US Department of Energy pomogą nam osiągnąć ten cel.

 

Źródło: https://3dprint.com

Wydrukowana proteza ratuje chorego psa

 

U Dozi, 7 letniej dożki niemieckiej zdiagnozowano raka kości. Jedynym rozwiązaniem była amputacja  nogi psa, co przy dużych rozmiarach i wadze zwierzęcia znacznie utrudniłoby mu późniejsze poruszanie się. Wydawałoby się, że jedyną alternatywą jest uśpienie psa. Jednakże weterynarze z przychodni Vet4pets przy ogromnej pomocy łódzkiego Technoparku postanowili wszczepić zwierzęciu tytanowy implant, oszczędzając w ten sposób część kończyny.  Implant ten został specjalnie zaprojektowany i wydrukowany metodą druku 3D. Trzeba zaznaczyć, że był to pierwszy tego typu zabieg operacyjny w Polsce.

z19842479IER,Pies-z-tytanowa-noga

Cytując jednego z weterynarzy: „Trzy lata temu zainteresowałem się drukiem 3D. Pomyślałem, że można by go wykorzystać w pomocy moim pacjentom. Zacząłem szukać informacji, badań i partnerów. W 2014 roku podpisałem umowę z łódzkim Technoparkiem. Założyliśmy sobie cel – z naszych prywatnych pieniędzy zoperujemy trzy zwierzaki, żeby pokazać światu, że jest taka możliwość, a przede wszystkim, żeby zdobyć doświadczenie”.

Dozi pomyślnie przeszła operację i jak widać na załączonym filmie ma się bardzo dobrze. Osobiście cieszy nas jej szczęśliwy powrót do zdrowia oraz fakt, że coraz więcej osób i branż otwiera się na możliwości jakie oferuje technologia druku 3D.

Druk 3D przyszłością branży paliwowej

Tak jak większość nowoczesnych rynków, przemysł gazowniczy i naftowy zaczął adoptować druk 3D w kilku kluczowych obszarach. Ta technologia już udowodniła, że jest przydatnym środkiem do produkcji jednostkowej lub małoseryjnej, jak również do przeprojektowywania istniejących rozwiązań. Mimo, że wytwarzanie przyrostowe jeszcze nie jest niezastąpione, to przemysł znalazł wiele zastosowań dla tej technologii. Główne wykorzystanie to szybkie prototypowanie, które znacznie redukuje koszt i czas realizacji.

pompaPrototyp pompy ropy naftowej

Niewiele jest przedsiębiorstw w branży naftowej i gazownictwie, zajmujące się jedynie tą częścią przemysłu. Rozwój powiązanych technologii i produkcja maszyn to nieustannie ewoluujący proces mający na celu zbieranie i transport paliw z większą wydajnością. Swoboda, jaką druk 3D wnosi do przemysłu, w odniesieniu do rozwoju nowych produktów, jest wręcz nie do przecenienia.

Uważa się, że niektóre długoterminowe zastosowania druku 3D w branży paliwowej całkowicie zmienią sposób, w jaki znaczna część kluczowych urządzeń i maszyn jest wytwarzana. Firmy oczekują od tej technologii możliwości zmian koncepcyjnych projektów i niemal natychmiastowej ich realizacji.

modelModel koncepcyjny stacji przetwarzania ropy naftowej

Niedługo przedsiębiorstwa nie będą musiały czekać na części zamienne – będą mogły drukować je natychmiastowo i na miejscu. Wyposażenie placówek w drukarki 3D skróci czas w przypadkach, gdy występuje niewielka ilość części na rynku lub opóźnienia wynikają z dostaw. Ponadto przydatne może być drukowanie części do wiercenia, gdzie łatwa adaptacja do warunków jest konieczna do efektywnego wydobycia paliwa. Takie zastosowanie wytwarzania przyrostowego nie tylko przyspieszy proces, ale też może oszczędzić miliony strat poniesionych wynikających z awarii maszyn. To z kolei przeniesie się na większe zyski dla firmy, a niższe ceny paliw dla klientów.

Firma Gartner przewiduje, że do 2019 r. ponad 10% przedsiębiorstw z branży paliwowej porzuci tradycyjne metody wytwarzania na rzecz druku 3D.

Źródło http://3dprint.com/118892/3d-printing-oil-gas-industry/

Airbus Ventures inwestuje w samochody drukowane w 3D

W ciągu minionego roku światowy producent branży lotniczej – Airbus, nawiązując współpracę ze Stratasys’em przy druku ponad 1000 części do Airbusa A350 XWB oraz z Rolls-Royce’m przy produkcji elementów do silnika, udowodnił, że jest głównym inwestorem w druk 3D. Po tym jak Pete Sander z Airbusa obiecał jeszcze większe zaangażowanie w technologie przyrostowe, ostatnie wieści potwierdzają, że Airbus nie rzuca słów na wiatr. Po ogłoszeniu inwestycji, m.in. w Local Motors, stał się wiodącą firmą, jeśli chodzi o innowacje w przemyśle lotniczym.
airbus-3D-printed-components-768x534

Po ogłoszeniu rozpoczęcia działalności Airbus Ventures, funduszu kapitałowego wysokiego ryzyka o wartości 150 mln dolarów, Grupa Airbus ogłosiła, że Local Motors będzie pierwszą firmą, która otrzyma część pieniędzy. Local Motors obecnie zajmuje się tworzeniem modeli samochodów przeznaczonych do druku 3D, zdolnych do poruszania się po drogach publicznych. Inwestycja nie tylko pomoże firmie w rozwoju własnych projektów, Airbus liczy, że usprawni dzięki temu wprowadzanie swoich, drukowanych w 3D części. Pomimo, że nie wiadomo jaką część ze 150 mln dolarów otrzyma Local Motors, to pewno jest, że Airbus podchodzi poważnie do kwestii rozwoju przemysłowego druku 3D w branży lotniczej.
local-motors-3D-printed-LM3D-car-road-ready-1024x682

„Dostrzegamy możliwości i rozwój druku 3D jako technologii produkcji, czego skutkiem jest ta inwestycja. Technologie przyrostowe nie są podstawą działalności Local Motors, ale są znaczną częścią procesu produkcji, co pozwala im błyskawicznie wytwarzać części” – mówi prezes zarządu Airbus Ventures Tim Dombrowski w ostatnim wywiadzie z TechCrunch (http://techcrunch.com/2016/01/15/meet-airbus-ventures-a-pure-play-aerospace-venture-firm/)

Airbus nie tylko szuka wsparcia w rozwoju innowacji na zewnątrz. Airbus Helicopters używa druku 3D do wytwarzania prototypów nowych mechanizmów wycieraczek do szyb. Wykorzystując drukarkę RepRap X400, zespół inżynierów przeprowadził liczne testy funkcjonalności projektu ze znacznie niższym kosztem niż w przypadku tradycyjnych metod produkcji.
PR-Airbus_Photo-768x445

Ostatnie inwestycje pokazują, że Airbus zdecydowanie stawia na druk 3D. Mimo, że już w przeszłości firma z powodzeniem korzystała z technologii przyrostowych, ze zniecierpliwieniem czekamy na efekty współpracy z Local Motors oraz na pierwsze, w pełni działające, samochody wydrukowane w 3D.

Źródło: http://3dprintingindustry.com/

Pierwsza część wydrukowana w 3D z materiałów spoza Ziemi

Planetary Resources, firma, której celem jest pozyskiwanie wody oraz innych przydatnych materiałów poza Ziemią, wydrukowała część w 3D, używając do tego proszku z metali pozyskanych z asteroidy.

„To pierwszy element wydrukowany w 3D z surowców spoza naszej planety oraz zaprojektowany tak, aby mógł być wytworzony w stanie nieważkości.” Obiekt ma wysokość 2,5 cm, szerokość 8,7 cm oraz waży ok 250g. „Materiał użyty do produkcji części pozyskano z Campo Del Cielo w Argentynie – miejsca uderzenia meteorytu. Surowiec składa się z żelaza, niklu i kobaltu, czyli mieszaniny podobnej do stali wykorzystywanej w przemyśle.”

aster2Planetary Resources współpracowało z firmą 3D Systems nad złożonym geometrycznie elementem, zaprezentowanym na Consumer Electronics Show w Las Vegas.

Planetary Resources nie są jedyną firmą, która postrzega druk 3D jako kluczową technologię w rozwoju przemysłu kosmicznego. Również NASA uznaje wytwarzanie przyrostowe jako ważne w eksploracji układu słonecznego, poprzez uniezależnianie statków i stacji kosmicznych od surowców i części zamiennych pozyskanych z Ziemi.aster1

Celem Planet Resources jest wydobycie wody, którą firma chce rozdzielać na wodór i tlen – główne składniki paliwa rakietowego. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, paliwo będzie sprzedawane ze „stacji benzynowych” zamieszczonych w przestrzeni kosmicznej, pozwalając statkom na lot przez kolejne 10 lat. Kolejnym celem firmy jest wydobycie platyny i innych drogocennych metali.

 

Źródło: http://www.livescience.com/53308-asteroid-metal-3d-printing-test-planetary-resources.html

Wydrukowana proteza ratuje tukana

Ci, którzy śledzą rosnący trend wykorzystania druku 3D w protezach, prawdopodobnie zauważyli, że nie tylko ludzie są beneficjentami ciągłego rozwoju tej technologii. Lista, udomowionych, jak i dzikich zwierząt, które, dzięki wytwarzaniu przyrostowemu pokonały wady wrodzone lub uszkodzenia kończyn, stale się powiększa.

tukan2

Tym razem druk 3D pomógł okrutnie okaleczonemu tukanowi. Przez rok tukan Grecia cierpiał przez brak górnej części dzioba, którą stracił w wyniku brutalnej napaści nastolatków. Incydent spowodował wzburzenie wśród kostarykańskiej społeczności, czego skutkiem był projekt ratunku ptaka na Indiegogo. Dzięki crowfundingowi szybko zebrano założoną sumę, która ostatecznie zamknęła się na ponad 10000$. ZooAve – centrum pomocy weterynaryjnej we współpracy z czterema kostarykańskimi firmami: Elementos 3D, Ewa!corps, Publicidad Web oraz Grupo Summerus zaprojektowało i wydrukowało protezę dla poszkodowanego tukana.


„To był bardzo ambitny projekt, w którym uczestniczyły różne organizacje nonprofit, aby stworzyć dla Grecii możliwie najlepszą protezę. Przez kilka miesięcy analizowaliśmy i projektowaliśmy, wiedząc jak istotna dla normalnego funkcjonowania jest to część.”

Chociaż konkretny materiał i użyta drukarka są nieznane, to można przypuszczać, że dziób powstał z ABS-u lub PLA. Aby umożliwić przetrwanie Grecii, projektanci musieli stworzyć jednocześnie lekką i wytrzymałą konstrukcję. Dziób został zamocowany za pomocą śrub – użycie chemicznych spoiw mogło być szkodliwe. Mimo, że proces był niezwykle pracochłonny, to proteza uratowała okaleczonemu tukanowi życie.

NASA drukuje w 3D silnik rakietowy

NASA już od lat pracuje nad silnikiem rakietowym wydrukowanym w 3D. Przez ten czas wiele różnych części zostało przetestowanych z pozytywnym wynikiem. Jednak dopiero najnowsza próba NASA dotyczy całego silnika, którego aż 75% jest wydrukowana w 3D. Serię testów, przeprowadzonych w październiku, silnik zdał wręcz śpiewająco.

 

Produkcja silnika rakietowego technologią przyrostową jest kluczowe z kilku powodów. Głównym atutem jest szybkość i prostota wytwarzania. NASA twierdzi, że druk 3D części do silnika zajmuje 1-2 miesiące, podczas gdy ich produkcja tradycyjnymi metodami zajęłaby rok. Ponadto, dzięki wykorzystaniu możliwości druku 3D, możliwe jest zaprojektowanie silnika tak, aby składał się ze znacznie mniejszej ilości części, łącząc drobne elementy w jedną całość.

Z drugiej strony pozostaje pytanie, czy części wydrukowane w 3D będą wystarczająco wytrzymałe. Oczywiste jest, że NASA nie wykorzystuje tu tworzyw sztucznych takich jak np. ABS. Technologia, użyta przy produkcji silnika, to selektywne spiekanie laserem, polegająca na wielokrotnym nakładaniu cienkich warstw materiału i topieniu go laserem. W tym przypadku surowcem jest metal w postaci proszku.

 

Jednak przed inżynierami z NASA jeszcze dużo pracy, silnik wydrukowany w 3D jest jak na razie prototypem zaprojektowanym tak, aby umożliwić łatwy dostęp do poszczególnych jego elementów. Zanim silnik będzie gotowy do eksploatacji czeka go wiele zmian polegających głównie na zmniejszeniu poszczególnych części.

 Żródło: http://www.popularmechanics.com/space/rockets/a18602/nasas-3d-printed-rocket-engine-roars-into-action/

Technologia druku 3D zredukuje masę samolotów Airbus

Kilka lat temu, kiedy Airbus opublikował nagranie przedstawiające wizję samolotu wydrukowanego w 3D, wydawało się absurdalne. Jednak od tamtego czasu, zarówno możliwości druku 3D i plany Airbusa zmieniły się na tyle, że projekt stał się możliwy. Na rynek trafiły drukarki 3D dużej skali, wydrukowano stryktury tak duże, że da się je połączyć w budynek.

Aby zmniejszyć masę samolotów, Airbus zwrócił się do Autodesk’u w celu stworzenia lekkich przegród do kabin, używanych do oddzielania pomieszczeń klas i załogi. Zaprojektowana w Autodesk University w Las Vegas część jest znacznie lżejsza od pierwowzoru. Wydruk 3D elementu zdolnego wytrzymać napór masy ciał stewardów umożliwił redukcję masy z 65 kg do 30 kg. Bastian Schaefer, menedżer innowacji w Airbusie, zaznacza: „Naszym celem było zmniejszenie masy o 30%, a osiągnęliśmy redukcję o 55%. A to dopiero początek projektu.”

airbus1

Element nie tylko wymaga mniejszej ilości materiału, ale jest też zoptymalizowany pod względem wytrzymałościowym, co jest niezwykle trudne dla projektanta. Autorem projektu jet David Benjamin, który inspirację zaczerpnął z tzw „śluzowców”, organizmów tworzących bardzo wytrzymałe struktury. Przy wykorzystaniu Autodesk Dreamcatcher przeprowadzono dziesiątki tysięcy iteracji algorytmu generującego strukturę i analizującego naprężenia.

6a017c3334c51a970b01b8d17d398f970c-800wi

 

Prototyp przegrody przeszedł standardowe testy konieczne przy produkcji wyposażenia samolotów. Planowane jest wprowadzanie finalnego produktu na pokłady Airbusów już w przyszłym roku. Jeśli projekt odniesie sukces, być może firma zastosuje generowanie modeli części i ich druk 3D dla większych elementów. Kiedy cały samolot będzie wydrukowany wciąż nie da się określić, ale jak twierdzi Schaefer – „Taki jest cel, aby być w stanie wydrukować cały samolot lub jego duże części.”

airbus2

Źródło: http://inthefold.autodesk.com/

Druk 3D na ratunek reputacji Volkswagen’a

 

Kiedy światło dzienne ujrzała afera związana z silnikami Volkswagena, wszyscy analitycy uznali, że rozwiązanie problemu będzie częściowo sprzętowe, a częściowo związane z oprogramowaniem. VW będzie musiało skonstruować część, dzięki której silniki diesla będą spełniać normy spalania. To będzie wymagało wielu prób, szybkiej produkcji i sprawnej logistyki. Naprawa dotyczy ok 2 mln samochodów.

To oczywiste, sądząc po strukturze części, że została wydrukowana w 3D. Na razie jest to faza prototypu, ale po produkcji na skalę masową VW wyśle je do każdego dealera na świecie, co będzie złożoną i drogą operacją. Ale co, jeśli konieczna będzie zmiana projektu?

Droga alternatywna

VW może wyposażyć każdy salon w drukarkę 3D i drukować części na miejscu. Oczywiście będzie to droższe. Jednak mimo problemów finansowych, istotniejsze dla tak dużej firmy może okazać się postrzeganie marki i zaufanie klientów.

Jako, że część będzie udoskonalana, kolejne wersje będą dostępne jako uaktualnienia, dostępne do druku, jak tylko zostaną opublikowane. Niewykluczone, że części będą mogły być dostosowane do poszczególnych samochodów.

Kolejnym krokiem może być otwarte udostępnienie projektu. Osoby zainteresowane mogłyby na własną rękę wprowadzać poprawki i drukować części u dealerów. Dzięki takim zabiegom, VW mogłoby znacznie zyskać pod względem PR-owym. Może wykorzystać problem z silnikami jako okazję do wprowadzenia innowacji, jakiej nie ma żaden inny producent samochodów na świecie.

ROBO 3D przeprowadziło ankietę w Northtrop Grunman, w której pracownicy zostali spytani czy wykonywaliby więcej prototypów, jeśli druk 3D byłby bardziej dostępny i łatwiejszy w użyciu. 85% odpowiedziało „tak”. Kolejne pytanie – czy widzą inne zastosowania niż prototypowanie dla druku 3D w Northtop Grunman. 48% odpowiedziało „tak”.

Źródło: http://3dprint.com/