Von Prototypen zu Proteinen, 3D-Druck macht Halt für Unternehmen

Der Prozess des 3D-Drucks verändert schnell die Art und Weise, wie Unternehmer über ihre Produktionszyklen denken. In der Vergangenheit wurde 3D-Druck verwendet, um den Prozess der Erstellung von Prototypen zu beschleunigen, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie hat der 3D-Druck seinen Weg in große Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Biomedizin gefunden. Und es schafft bahnbrechende Ergebnisse.

Obwohl 3D-Drucker noch lange nicht ausgereift sind, hat ihre zunehmende Akzeptanz durch große und kleine Unternehmen ein Umdenken in Unternehmen während der Entwurfs- und Produktionsphase signalisiert. Um mehr darüber zu erfahren, wie die 3D-Drucktechnologie das Geschäft heute und in Zukunft beeinflusst, hat Mobby Business mit Ingenieuren und Unternehmern über die Möglichkeiten von 3D-Druckern gesprochen.

3D-Druck

Vor allem was ist 3D-Druck? Es ist der Prozess, bei dem dreidimensionale digitale Modelle mithilfe eines 3D-Druckers zu physischen Objekten verarbeitet werden. Der 3D-Drucker liest zusammen mit einer Computersoftware eine digitale STS-Datei auf einem Computer und verwendet dann ein Filament oder ein Harz, um die digitale Darstellung Schicht für Schicht in materielles Material zu rendern.

3D-Drucker verwenden eine Vielzahl von Materialien einschließlich Kunststoffe und Polymere, Stahl, Titan, Gold und Keramik. Diese Vielseitigkeit bedeutet, dass 3D-gedruckte Modelle für alles von künstlerischen Skulpturen bis zu Flugzeugkomponenten verwendet werden können. Einige 3D-Drucker können sogar Proteine ​​und Chemikalien drucken, so dass die Geräte Nahrungsmittel und Medikamente herstellen können.

"Ich glaube nicht, dass es heute ein Bauteil gibt, das irgendwie nicht vom 3D-Druck berührt wird direkt oder indirekt ", sagte Mark Cola, President und CEO des 3D-Druck- und Qualitätssicherungsunternehmens Sigma Labs.

Die meisten Experten sind sich einig, dass wichtige Entwicklungen im 3D-Druck erst in den nächsten Jahren zu erwarten sind Denken Sie an die Herstellung und ihre Lieferketten. Sehen wir uns zuerst an, wie Unternehmen bereits 3D-Drucker einsetzen:

Anwendungen für 3D-Drucker

Prototyping

Eine der ältesten Anwendungen für 3D-Drucker ist die schnelle und effiziente Erstellung von Prototypen. Seit der Erfindung der Drucker im Jahr 1983 setzen die Unternehmen den 3D-Druck ein, um ein praktikables Modell ihres gewünschten Endprodukts zu erhalten, entweder um das Konzept zu testen oder es zukünftigen Investoren zu präsentieren.

"Bevor wir es 3D-Druck nennen, heißt es hieß Rapid Prototyping ", sagte Greg Paulsen, Leiter der Projektentwicklung beim Dritthersteller Xometry. "Früher wurde es als Möglichkeit gesehen, einem funktionalen Modell nahe genug zu kommen."

Das ändert sich jetzt. Während Unternehmer noch gerne 3D-Druck für das Prototyping verwenden, ist die Technologie zugänglicher und anpassungsfähiger geworden, was zu neuen Anwendungen führt.

Kleinserienfertigung

Obwohl 3D-Drucker sich langsam bewegen können, sind sie sehr begabt Produktionsbedarf. Ähnlich wie beim Prototyping, wenn ein Unternehmer bereit ist, ein neues Produkt auf den Markt zu bringen und sich der Nachfrage nicht sicher ist, kann er oder sie eine kleine Menge ausdrucken, um die Gewässer zu testen. Die Produktion in kleinen Stückzahlen ist beispielsweise auch bei Medizinprodukten üblich, da Hersteller ihre Produkte für die Optimierung erstellen, testen und neu gestalten.

"Wenn kleine Unternehmen neue Produkte entwickeln und 50 Teile testen müssen oder nur Um auf eine Messe zu kommen, kann das Aufrüsten für die traditionelle Fertigung sehr teuer sein ", sagte Doug Collins, Inhaber von Avid 3D Printing. "Sie haben vielleicht nicht das Kapital, um [traditionelle Herstellung] anzugehen. 3D-Drucker ermöglichen eine Produktion in geringen Stückzahlen ohne so viel Investition, so dass sie dieses Kapital für andere wichtige Dinge wie Marketing einsparen können."

Mechanische Teile

Eine weitere nützliche Anwendung für 3D-Drucker ist die Herstellung von mechanischen Teilen, entweder für den Verkauf in großen Industriezweigen oder für persönliche Reparaturen. Viele Produkte des 3D-Drucks werden nicht direkt an Endverbraucher verkauft, sondern von Unternehmen (oder Drittanbietern) als Komponenten in einem größeren Projekt erstellt. Ein Beispiel ist die 3D-gedruckte Zapfpistole von GE Aviation, die zu den CFM LEAP-Flugzeugtriebwerken des Unternehmens hinzugefügt wird.

Kleine Maschinenwerkstätten oder Einzelpersonen, die Hausreparaturen durchführen möchten, können auch die gleichen Techniken für ihre Projekte verwenden. Der 3D-Druck hat es viel einfacher gemacht, Teile für Maschinen zu reproduzieren, die vielleicht nicht mehr produziert werden oder die zu lange brauchen würden.

"Ich bin in einer kleinen Stadt von etwa 5.000 Menschen aufgewachsen. Mein Stiefvater ist Mechaniker, und er muss oft spezifische Teile erhalten, die nicht sofort verfügbar sind ", sagte Brent Hale, Besitzer der 3D-Druck-Review-Website 3D Forged. "Anstatt aus der Stadt fahren zu müssen, um ein einzelnes Teil zu bekommen, oder anstatt wochenlang warten zu müssen, bis ein Custom Part reinkommt, kann mein Stiefvater oder der kleine lokale Hardware - Shop einen 3D - Drucker kaufen druckbare Schaltbilder für den Teil, den er direkt vom Hersteller benötigt - oder selbst entwerfen - auf den 3D-Drucker hochladen, seinen neuen Teil haben, ohne die Stadt verlassen zu müssen, oder Wochen warten, bis das Teil an ihn verschickt wird. "

Biomedizinisch

Ein besonders interessanter Aspekt des 3D-Drucks ist die Möglichkeit, biomedizinische Geräte zu drucken, die speziell auf den Einzelnen zugeschnitten sind. Zum Beispiel entwickeln einige Unternehmen 3D gedruckte, individuelle Prothetik für Amputierte; Diese Prothetik ist so konzipiert, dass sie für den Benutzer viel komfortabler ist.

"[Biomedizinische Ingenieure] sind 3D-Druckkomponenten für Menschen, die besser zu ihren Eigenschaften passen als die Standardkomponenten", sagte Cola. "Ich denke, dass diese Tech-Entwicklung eher auf die sportliche und sportliche Seite des Geschäfts ausgerichtet ist, wo Sportler nach Verletzungen ihr Leistungsniveau wiedererlangen oder sogar ihr Leistungsniveau mit auf ihre Bedürfnisse zugeschnittenen 3D-Komponenten steigern können."

Weitere bemerkenswerte Anwendungen des 3D-Drucks im Gesundheitswesen sind laufende Bemühungen, druckbare Organe für Patienten zu entwickeln, die Transplantationen benötigen, und Chemikalien und Proteine ​​zu drucken, um neue Medikamente zu entwickeln.

Design

Wenn Ingenieure ein Design entwerfen Produkt müssen sie die Beschränkungen des Produktionsprozesses berücksichtigen. 3D-Drucker sind in der Lage, Teile zu erstellen, die mit herkömmlichen Fertigungstechniken bisher nicht erreichbar waren. Dies eröffnet eine völlig neue Welt in der Entwurfsphase, die zu besseren und effizienteren Produkten und Bauteilen führen kann.

"Ich denke, der spannende Teil aus technischer Sicht ist, wie er unseren Denkprozess für die Konstruktion von Teilen verändert" Sagte Collins. "Wir haben diesen ganz neuen Ansatz für Design. Es ist eine aufregende Zeit aus einer Designperspektive."

"Es öffnet Ihre Meinung zu allem, was Sie damit tun können", sagte Paulsen. "Ich würde diese Technologie gerne vom Sockel nehmen und sagen:" Dies ist ein normaler Herstellungsprozess ", genau wie alles andere."

Copyrights und 3D-Druck

Wie 3D-Drucker sich vermehren, die Mittel von leicht die Wiedergabe von geschütztem geistigem Eigentum auch. Roy Kaufman, Geschäftsführer von New Ventures im Copyright Clearance Center, ist ein ausgebildeter Urheberrechts- und Patentanwalt und warnte davor, dass die verarbeitende Industrie ihren "Napster-Moment" erreichen könnte. Damit meinte er die Erfahrung der Unterhaltungsindustrie, als Musik und Filme schnell im Internet reproduziert und kopiert werden konnten.

"Ich denke, wir werden sehen, wie wir mit fast jeder Technologie zwei Dinge sehen: Die Dinge werden billiger und sie werden besser ", sagte Kaufman. "Je besser die Qualität der Drucker wird, desto besser werden die verfügbaren Druckmaterialien, und wenn die Kosten sinken, kommt man in den Moment - den Napster-Moment." Wenn die Reproduktionsmittel jetzt so diffus sind, war die Fähigkeit, sich zu geringen Kosten zu reproduzieren, so verbreitet, dass man seine Rechte mit den bestehenden IP-Gesetzen nicht mehr wirklich durchsetzen kann. "

Dieser Moment könnte so schnell wie in drei Jahren kommen, sagte er, oder es könnte gar nicht kommen. Die bloße Tatsache, dass 3D-Drucker so weit verbreitet sind, macht es zu einem plausiblen Szenario, das eine angemessene strategische Planung erfordert, sagte er. Kaufman schlug vor, Ihr Unternehmen zu isolieren, indem es Ihre Lieferkette und die damit verbundene Qualität der Produkte garantiert.

"[Der Verbraucher] könnte eine Prämie für die Sicherheit der Lieferkette zahlen", sagte er, "aber sie wollen weiß, dass es nicht nur darum geht, wie [das Produkt] aussieht, sondern dass es richtig ist. Testen und Zertifizieren werden wichtiger. "

In diesen großen Entwicklungen liegt auch die Chance. Der 3D-Druck ermöglicht Herstellern, die Rechte an ihren Entwürfen zu lizenzieren, die für den Lizenznehmer zum 3D-Druck herunterladbar gemacht werden können. Die Technologie könnte auch das Produktionsniveau stärker an die Nachfrage anpassen und so Produktions-, Versand- und Lagerkosten sparen.

"Wenn Sie sich beispielsweise eine typische Apotheke ansehen, haben sie alle diese Medikamente mit einem Mindesthaltbarkeitsdatum und Ich hoffe, dass jemand reinkommt und ein Rezept braucht, bevor er es wegwerfen muss ", sagte Kaufman. "Sie zahlen, um es zu speichern, zu bezahlen, um es zu speichern und vielleicht sogar in einem Zentrallager zu behalten.

" Aber stellen Sie sich vor, dass Ihr CVS vor Ort alles in Lizenz drucken kann, [und] die Chemikalien vom Pharmazeuten holt Firma und vielleicht sogar [die] Maschine. Die Firma muss keine Dinge machen, die niemals übernommen werden, sie niemals versenden müssen und sie niemals lagern müssen. Alles kann nach Bedarf hergestellt werden. "

Wie sich der 3D-Druck entwickelt, bleibt abzuwarten, aber alle Experten, die mit Mobby Business sprachen, waren sich einig: Was die Welt bisher vom 3D-Druck gesehen hat nur der Anfang.

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