Pam Mae Argraffu 3D yn Cynrychioli'r Dyfodol?

Gyda datblygiad deunyddiau a phrosesau newydd, gall argraffu 3D gael effaith ddwys ar gynaliadwyedd a dileu gwastraff.

Mae potensial argraffu 3D a gweithgynhyrchu ychwanegion mor fawr fel y gall wrthdroi'r diwydiant gweithgynhyrchu fel yr ydym yn ei adnabod. Y newid mwyaf amlwg fydd cynhyrchu lleol, a all ddisodli neu ddisodli gweithgynhyrchu dosbarthedig traddodiadol. Newid mawr arall yw'r gallu i bersonoli.

Yn ogystal â gwyrdroi gweithgynhyrchu traddodiadol, bydd argraffu 3D hefyd yn gwella cynaliadwyedd trwy ddefnyddio deunyddiau nad ydynt yn petrocemegol. Bydd deunyddiau newydd yn rhatach ac yn haws i'w prynu, a fydd yn lleihau costau gweithgynhyrchu. Bydd y costau is hyn hefyd yn effeithio ar gost systemau storio deunyddiau, cludo a chludo.

Ffynhonnell y llun: Unsplash

Beth yw gweithgynhyrchu ychwanegion?

Gweithgynhyrchu ychwanegion yw'r broses o weithgynhyrchu gwrthrychau trwy bentyrru deunyddiau fesul haen (powdr plastig neu fetel fel arfer). Gall y nodau hyn fod yn unrhyw beth mewn gwirionedd. Cyn belled ag y gellir dylunio'r model 3D yn y meddalwedd, gellir ei argraffu.

Pam mae gweithgynhyrchu ychwanegion yn wrthdroadol?

Mewn gweithgynhyrchu traddodiadol, mae sawl cam i genhedlu, dylunio a datblygu cynhyrchion. Yn gyntaf, mae angen i ddylunwyr ddylunio glasbrintiau. Nesaf, mae angen i'r sefydliad gysylltu â'r ffatri a chyflenwyr deunyddiau. Yna, bydd y ffatri'n cynhyrchu sampl o'r offer ac yn ei ddychwelyd i'r sefydliad (gall hyn gymryd sawl wythnos, yn enwedig os yw'r ffatri dramor). Os oes angen addasu'r sampl, rhaid ailadrodd y broses hon i newid wythnosau i fisoedd. Unwaith y daw i gynhyrchu màs, bydd rheolwyr ffatri yn goruchwylio pobl neu robotiaid ar y llinell ymgynnull i gwblhau'r cynhyrchiad. Yna caiff y cynnyrch gorffenedig ei anfon yn ôl i'r sefydliad.

Cymharwch ef â gweithgynhyrchu ychwanegion. Er bod dylunwyr angen glasbrintiau o hyd. Fodd bynnag, nid oes angen cysylltu â'r ffatri i gynhyrchu samplau a chynnal cynhyrchiad màs. Gellir gwneud y ddau yn fewnol gan ddefnyddio sawl argraffydd 3D gyda chymorth dosbarthwyr powdr plastig neu fetel. Dim ond rhan fach o'r gorffennol yw'r amser sydd ei angen ar gyfer y cynnyrch o'r cysyniad i'w lansio.

Ar gyfer sefydliadau bach heb allu cynhyrchu, bydd ffatrïoedd bob amser yn bodoli ar gyfer cynhyrchu màs, ond gall y gallu i gynhyrchu samplau heb gontract allanol arbed llawer o amser i'r cwmni.

Cynhyrchu cynaliadwy

Un o'r pethau gorau am argraffu 3D yw'r amrywiaeth anhygoel o ddeunyddiau y gallwn ddewis ohonynt. Mae hyn yn golygu ei bod hi'n bosibl trosglwyddo o broses weithgynhyrchu anghynaliadwy i broses weithgynhyrchu fwy cynaliadwy heb ddiweddaru offer - dyma'r hyn y mae angen i fentrau ei wneud pan fyddant yn wynebu pwysau cynyddol.

Ar hyn o bryd, y rhwystr amgylcheddol mwyaf mewn gweithgynhyrchu ychwanegion metel yw'r broses atomization o bowdr. Y ddau brif fath o atomization yw nwy a phlasma, a fydd yn defnyddio llawer o egni ac yn achosi niwed mawr i'r amgylchedd.

Felly, mae prosesau newydd yn cael eu datblygu i fynd i’r afael â’r her hon. Er enghraifft, gall amrywiadau o atomization plasma seiliedig ar ficrodon adennill deunyddiau a ddefnyddir mewn bron i 100 y cant cynnyrch tra'n defnyddio llai o ynni nag atomization nwy neu plasma. Mae deunyddiau resin hefyd yn cael eu datblygu i helpu i storio ac ailgylchu cyddwysiadau metel yn ddiogel a lleihau'r gwastraff rydym yn ei gynhyrchu. Gallwn hyd yn oed wneud ffilamentau plastig wedi'u hailgylchu gartref.

Mae'r holl dechnolegau hyn yn ein galluogi i ddefnyddio tomenni gwastraff domestig heb ddibynnu ar gynhyrchu a mwyngloddio tramor. Yr hyn a gawn yw cylch cynhyrchu cynaliadwy. Mae mentrau'n prynu deunyddiau wedi'u gwneud o wastraff gweithgynhyrchu ychwanegion, yn argraffu eu cynhyrchion mewn 3D, ac yna'n gwerthu eu gwastraff newydd yn ôl i weithgynhyrchwyr powdr wedi'i ailgylchu.

Yn ogystal, mae deunyddiau bio-seiliedig fel PA11 wedi'u gwneud o hadau castor ac olew castor yn dod yn fwy a mwy poblogaidd. Mae hyn yn golygu llai o fwyngloddio metel a gweithgynhyrchu plastig. Yn y dyfodol, bydd argraffu 3D yn defnyddio deunyddiau amrywiol.

Gweithgynhyrchu deallus

Mae'r tueddiadau presennol sy'n dod i'r amlwg yn cynnwys addasu gweithgynhyrchu ychwanegion yn llif gwaith y sefydliad. Ar y cam hwn o ddatblygiad, mae mentrau'n dal i geisio deall sut i gyfuno argraffu 3D â thechnolegau presennol. Pan fydd problemau'n codi heb fonitro â llaw, gall dysgu peiriannau chwarae rhan wrth gywiro gwallau a chamgymeriadau yn y broses gynhyrchu. Bydd y "gweithgynhyrchu deallus" hwn yn gwella'n sylweddol effeithlonrwydd cynhyrchu, graddfa a'r broses a ddefnyddir i ddylunio cynhyrchion traws-ddiwydiant.

Cymwysiadau meddygol

Wrth edrych ymlaen, byddwn yn gweld argraffu 3D yn fwy integredig i'r diwydiant biofeddygol. Mewn gwirionedd, mae hyn eisoes yn digwydd. Nid breuddwyd yn unig yw hi bellach i allu argraffu mewnblaniadau a dyfeisiau penodol i gleifion (a elwir yn bioargraffu), sef y ffin nesaf hefyd. Mae deunyddiau newydd yn cael eu datblygu i helpu i reoli cyffuriau, gweithgynhyrchu meinweoedd biolegol, ac yn y pen draw argraffu organau y gellir eu mewnblannu.

Mae dyfodol argraffu 3D yn ddisglair

Argraffu 3D yw'r dyfodol. Dyfodol sy'n cael effaith ddwys ar gynaliadwyedd a dileu gwastraff. Mae cyflymder datblygu argraffu 3D neu weithgynhyrchu ychwanegion yn anhygoel. Yn wreiddiol dim ond argraffu ffigurynnau 3D syml, mae wedi dod yn dechnoleg arloesol newydd a ddefnyddir gan draws-ddiwydiant a'r byd academaidd.

Nawr, gallwn weld bod deunyddiau newydd a phrosesau atomization o fudd i amgylchedd y ddaear yn cael eu ffurfio. Mae adrannau meddygol yn defnyddio argraffu 3D i gynhyrchu mewnblaniadau a dyfeisiau penodol i gleifion. Bydd y cynhyrchiad sampl yn cael ei gwblhau'n fewnol yn hytrach na dibynnu ar ffatrïoedd tramor. Po fwyaf o gynnydd yr ydym wedi'i wneud, y mwyaf amlwg yw bod y dyfodol yn seiliedig ar weithgynhyrchu ychwanegion.