Belangrijkste Obstakels In Additieve Fabricage Overwinnen: Een Praktische Gids

Gepubliceerd op 26 oktober 2022

Origineel gepubliceerd op fastradius.com op 26 oktober 2022

3D-printen, ook bekend als additieve fabricage, is een relatief nieuwe technologie, maar het heeft al een lange weg afgelegd. Sinds zijn uitvinding in de jaren '80, is 3D-printen steeds prevalenter geworden in de fabricageindustrie, zoveel dat in 2021 de wereldwijde 3D-printmarkt gewaardeerd werd op $12.6 miljard, en verwacht wordt te groeien tot $34.8 miljard in 2026.

Hoewel bedrijven zoals Adidas en Rawlings 3D-printtechnologie hebben gebruikt om innovatieve nieuwe producten te creëren, blijft additieve fabricage adoptie-uitdagingen op industriële schaal kennen. Onderzoek suggereert dat 63% van ondernemingen die additieve fabricage gebruiken, de technologie alleen voor prototyping-doeleinden gebruiken, en slechts 21% het gebruiken om items te produceren die niet via andere methoden geproduceerd kunnen worden.

Veelvoorkomende Uitdagingen In Additieve Fabricage

Productie-kwaliteit 3D-printers zijn veel goedkoper dan industriële CNC-machines of injectie-molding machines, maar additieve fabricageapparatuur kan nog steeds kostbaar zijn. In feite, in een enquête door Stratasys, identificeerde 25% van respondenten apparatuurkosten als de topprioriteit uitdaging bij het gebruik van additieve fabricage. Dat antwoord is nauwelijks verrassend: opsparen voor de upfront kosten van een 3D-printer kan tijd kosten, en de meeste bedrijven hebben er meer dan één nodig om het volume van orders te hanteren, wat betekent dat nog meer geld geïnvesteerd moet worden. Sommige bedrijven kunnen de kapitaaluitgaven simpelweg niet rechtvaardigen.

Dan zijn er de fabricage- en verwerkingskosten zelf. In dezelfde Stratasys enquête, zei 16% van respondenten dat de fabricagekosten geassocieerd met additieve fabricage een topzorgen was. Terwijl 3D-printers zeer autonoom zijn, hebben ze nog iemand nodig om het digitale bestand naar de printer te sturen, ervoor te zorgen dat de printer correct geconfigureerd is, en het printproces te starten. Bij multi-material fused deposition modeling (FDM) prints, moet iemand misschien op de hoogte zijn om filaments mid-print te wisselen en, afhankelijk van de materialen en printer die gebruikt worden, de nozzle, printsnelheid, retractie-instellingen en bedtemperatuur aan te passen. Ten slotte, zodra een print klaar is, moet iemand eventuele ondersteuningsstructuren verwijderen en het deel verwerken om een kwalitatieve oppervlakteafwerking te bereiken.

Naast fabricage- en verwerkingskosten zijn er additieve apparatuuronderhoudskosten. 3D-printers kunnen breken zonder correct onderhoud, wat bedrijven zonder nieuwe delen laat voor dagen (of zelfs weken) terwijl ze wachten op vervangingsonderdelen. Voor FDM-printers kan onderhoud de vorm aannemen van routinematig bandspanning aanpassen en geaccumuleerd plastic van de nozzle verwijderen. Multi Jet Fusion (MJF) printers vereisen regelmatig printhead en verwarmingslamp onderhoud, wat duizenden dollars per jaar kan kosten, en stereolithografie (SLA) printers vereisen regelmatig resin tank onderhoud of zelfs vervanging. Over tijd kunnen deze onderhoudskosten zeker oplopen.

Additieve fabricage presenteert ook uitdagingen wanneer prints compleet zijn. Meeste 3D-geprinte delen vereisen een of andere vorm van post-processing, wat tijd kost en de algehele arbeids- en overheadkosten per eenheid verhoogt. Bijvoorbeeld, SLA-delen zijn bedekt met viskeus overtollig resin rechtstreeks uit de printer, en moeten gewassen worden in een oplosmiddel. FDM-delen vereisen vaak schuren of damp-gladstrijken vanwege duidelijke laaglijnen of oppervlakteblemishes achtergelaten door ondersteuningsstructuren. Met die issues in gedachten, is het nauwelijks verrassend dat 9% van enquêterespondenten post-processing vereisten noemde als een topuitdaging voor additieve fabricage.

Het is ook de moeite waard om te noteren dat additieve fabricage een veel jongere technologie is dan traditionele fabricagemethoden. Terwijl injectie-molding en CNC-bewerking al decennialang gebruikt zijn, en al een grote database van compatibele materialen hebben alsook wereldwijd geaccepteerde materiaalstandaarden, heeft additieve fabricage een meer beperkte selectie aan materialen en minder gevestigde materiaalstandaarden.

Gelukkig wordt additieve fabricage populairder, en meer bedrijven investeren in het ontwikkelen, standaardiseren en kwalificeren van additieve materialen. In feite was een van de grote trends in additieve fabricage in 2021 de introductie van nieuwe additieve materialen. Uiteindelijk zal dit onderzoek fabrikanten in staat stellen de kloof tussen additieve fabricage en andere technologieën te dichten. De vestiging van wereldwijd geaccepteerde standaarden in diverse industrieën zal additieve fabricage ook helpen een sterker voetstuk in het fabricagelandschap te krijgen.

Technische Uitdagingen Voor Additieve Fabricage

In vergelijking met injectie-molding en CNC-bewerking, kan additieve fabricage lagere procesvoorspelbaarheid en herhaalbaarheid hebben. Bijvoorbeeld, additief geproduceerde delen gaan vaak door post-processing om hun oppervlakteafwerking te verbeteren, wat, wanneer niet correct gecontroleerd, gevoelig is voor menselijke fouten en kan resulteren in componenten die niet aan strakke tolerantievereisten voldoen. Dit issue vertegenwoordigt een uitdaging wanneer het aankomt op het gebruik van additieve fabricage binnen industrieën die extreem hoge nauwkeurigheidsniveaus vereisen, zoals de luchtvaart- of autosectoren.

Hoewel additieve fabricage bedrijven in staat stelt complexe objecten te printen zonder additionele assemblage, kunnen post-processing technieken turnaround tijden verlengen en budgetten uitrekken. Bedrijven zouden waarschijnlijk moeten investeren in inspectie- en kwaliteitscontrolebronnen om te garanderen dat 3D-geprinte delen voldoen aan vereiste specificaties.

Operationele En Organisatorische Uitdagingen Met Additieve Fabricage

Als een relatief nieuwe technologie, kent additieve fabricage ook operationele en organisatorische uitdagingen. Niet alleen is er geen precedent voor het adopteren van additieve fabricage op operationeel niveau, maar er is een tekort aan business- en kostenberekeningsmodellen gebaseerd op de technologie. Veel bedrijven zijn ook terughoudend om 3D-printen te gebruiken omdat ze onzeker zijn over het eigendom van digitale ontwerpen.

Daarbij komen die uitdagingen, er zijn weinig gedediceerde educatieve tracks specifiek voor carrières in additieve fabricage, wat heeft geresulteerd in een tekort aan gespecialiseerd personeel met diepe kennis van de technologieën en processen. Die factoren, gecombineerd met de typisch beperkte kennis van additieve technologieën in bedrijven die niet specifiek specialiseren in additieve fabricage, betekent dat veel klanten niet zeker weten waar het waarde kan toevoegen aan hun business, dus - vaak tot hun eigen nadeel - vermijden ze het helemaal.

Uitdagingen Oplossen Door Te Werken Met Een Ervaren Additieve Fabricage Partner

Als u niet zeker bent hoe additieve fabricage in uw business te incorporeren, niet kunt uitvinden hoe te ontwerpen voor 3D-printen, of niet klaar bent voor de investeringen en technische uitdagingen die komen met het hebben van 3D-printers van uw eigen, is het best om met een fabricagepartner te werken. Een ervaren 3D-printpartner kan u helpen veel van de topuitdagingen geassocieerd met additieve fabricage te overwinnen, inclusief upfront apparatuurkosten, inconsistente resultaten, en een tekort aan 3D-printkennis. Met een partner te werken kan u ook toegang geven tot meer additieve materialen en een meer uitgebreid bereik aan post-processing opties.

Wanneer u met SyBridge werkt, kunnen we inzicht bieden in de ontwerp- en materiaalselectieprocessen voor additieve fabricagetechnologieën, en zelfs kostenbesparingskansen identificeren om u te helpen uw besparingen en winsten te maximaliseren. Neem contact met ons op om te spreken met een additieve fabricage expert vandaag.