Які революційні зміни принесе майбутнє металевого 3D-друку в галузь?

1. Аерокосмічна промисловість: зміна парадигми від «революції зменшення ваги» до «свободи дизайну».
У галузі авіаційних двигунів технологія 3D-друку з металу зробила великий стрибок від не-несучих-конструкційних частин до основних деталей. Bolite виготовив смугу центральної кромки крила з титанового сплаву для великих вітчизняних літаків, яка на 30% легша завдяки дизайну з оптимізацією топології та може витримати понад 12 тонн ваги. Паливна форсунка двигуна LEAP від ​​GE Aviation об’єднує 20 традиційних деталей в одну деталь, надруковану на 3D-принтері, що робить двигун на 15% економічнішим і на 16% менше забруднює навколишнє середовище. Що ще важливіше, спосіб виготовлення тягових камер ракетних двигунів суттєво змінюється. 3Технологія D-друку подолала межі традиційних процесів лиття за допомогою дизайну оптимізації топології каналів регенеративного охолодження. Це значно знизило вартість запуску.
Ця зміна зумовлена ​​«свободою дизайну», яку дає інженерам 3D-друк. Наприклад, 10-лазерна система синхронного сканування Xi'an Bolite може друкувати авіаційні деталі діаметром 600 мм за 72 години з похибкою точності лише 0,1 мм. Технологія центральної подачі дроту Zhongke Zhongmei Laser Technology збільшила швидкість осадження лазерних запобіжників до 10 кілограмів на годину, скоротивши витрати на 40% порівняно з традиційними методами. Коли форми та методи обробки більше не обмежують дизайн, межі продуктивності літака відсуваються назад.

2. Медичне здоров’я: медичний стрибок від «стандартизованої імплантації» до «персоналізованої регенерації»
3D-друк на металі змінює концепцію «одного розміру для всіх» у сфері ортопедичних імплантів. Модель відновлення черепа Xi'an Kangtuo Medical можна налаштувати та створити за 5 годин шляхом зворотного моделювання даних КТ пацієнта. Це пришвидшує загоєння після операції на 40%. 3Персоналізований імплантат тазостегнового суглоба D Systems для медичних установ має біоміметичну пористу структуру, яка пришвидшує інтеграцію кістки та отримує багато позитивних відгуків від лікарів. Цей «індивідуальний» процес виробництва вирішує проблему традиційних імплантатів, які погано прилягають до тканин людини.
Проводяться нові-дослідження каркасів тканинної інженерії. Дослідники використали техніку градієнтного друку матеріалів, щоб створити безшовне з’єднання між титановим сплавом і біокерамікою. Це створює-тривимірне мікросередовище для проліферації кісткових клітин. Технологія васкуляризації Guangyunda успішно вирішила проблему створення капілярної сітки діаметром менше 10 мкм. До 2030 року ринок індивідуальних каркасів тканинної інженерії оцінюється в понад 2 мільярди юанів. Коли 3D-друк металу та біотехнологія тісно співпрацюють, можливо, стане можливим вирощувати нові органи.
3. Енергетичне обладнання: перехід від «екстремальної екологічної терпимості» до «управління повним життєвим циклом» у промисловості
Технологія 3D-друку з металу прориває «неможливий трикутник» традиційного виробництва в ядерній енергетиці. Platinum Force створила технологію градієнтного друку матеріалів, яка може плавно перемикатися між сплавом цирконію та нержавіючої сталлю. Ця технологія позбавляє зони теплового впливу, яка присутня при традиційному зварюванні. Це тому, що компоненти ядерного реактора витримують дуже високі температури, тиск і радіацію. Zhongyan Puhua вважає, що до 2030 року сплави з високою ентропією та аморфні сплави будуть виготовлятися у великих кількостях. Це дозволить підвищити точність друку обладнання до мікрометричного рівня та зробити його міцнішим на 50%. Це значно підвищить стабільність роботи крильчаток основного насоса атомної електростанції при дуже низьких температурах.
Спосіб обслуговування обладнання також змінився. У галузі вітроенергетики технологія 3D-друку дозволила ремонтувати планетарні води коробки передач на місці-. Технологія лазерного наплавлення наносить металевий порошок безпосередньо на пошкоджену ділянку, що значно скорочує цикл ремонту та знижує витрати; У нафтохімічній промисловості Platinum Lite і Yanchang Petroleum працювали разом, щоб створити корпус насоса, який не піддається корозії. Використовується друк зі сплавів на основі нікелю, щоб обладнання служило довше. Управління повним життєвим циклом промислового обладнання стає реальністю, оскільки межа між виробництвом і обслуговуванням стирається.
4. Екологія виробництва: новий спосіб мислення, перебудова від «лінійного ланцюга поставок» до «розподіленої мережі»
Металевий 3D-друк змінює розташування заводів по всьому світу. Виробництво цвілі розвивається в районі дельти річки Янцзи з кластерами в таких районах, як Сучжоу та Нанкін. Це підвищує попит на обладнання для 3D-друку з металу. Шеньчжень став технологічним центром для точного-обладнання мікрометрового рівня завдяки сильній стороні ланцюга виробництва споживчої електроніки. Наприклад, він пропонує послуги друку шарнірів із титанового сплаву для складних екранів Huawei Mate60. Цей ефект регіональної агломерації призвів до створення нової бізнес-моделі. Компанія Bolite збільшила відсоток доходу від -саморозроблених матеріалів до 32% за допомогою інтегрованої моделі «обладнання+матеріали+послуги», яка створила повний промисловий екологічний цикл.
Більш істотною зміною є зростання мереж для розподіленого виробництва. Хмарні платформи дозволяють автомобільним компаніям надсилати файли дизайну до центрів обслуговування 3D-друку поблизу. Це створює нову бізнес-модель під назвою «локальний друк і глобальне поширення». Chuangxiang 3D продає вживане обладнання на ринки Південно-Східної Азії та Африки через транс-електронну-комерцію, що сприяє експорту вживаного обладнання. Zhongyan Puhua каже, що до 2030 року інноваційні бізнес-моделі, зокрема лізинг обладнання,-друк на вимогу та хмарне виробництво, складатимуть 30% доходу галузі, повністю змінюючи роботу традиційних ланцюжків постачання.
5. Злиття технологій: розумний перехід від «одного виробництва» до «цифрового виробництва»
Штучний інтелект стає головним, завдяки чому 3D-друк на металі працює. Huashu створив інтелектуальну бібліотеку процесів. High tech поєднує понад 100 000 наборів властивостей матеріалів і може знайти найкраще рішення для друку лише одним клацанням миші. Платформа IoT від Platinum дозволяє вам знати, коли обладнання зламано, і діагностувати це здалеку, що збільшує дохід від послуг на 30%. Ця стратегія «виробництва-на основі даних» зменшує кількість брухту та робить друк ефективнішим.
Використання генеративного ШІ стає важливим. Алгоритми штучного інтелекту можуть автоматично знайти найкраще структурне рішення, використовуючи показники продуктивності. Це значно скорочує час, необхідний для проектування будівлі. Інженери можуть використовувати технологію цифрового близнюка для створення віртуального середовища, у якому вони можуть відтворювати процес друку, завчасно знаходити недоліки та покращувати параметри процесу. Це призводить до значного підвищення врожайності. Тривимірний друк на металі стає інтелектуальною системою «що бачиш, те й отримуєш», оскільки виробничий процес стає все більш пов’язаним із цифровим світом.