Home»Blog»Avantajele imprimarii 3D

Avantajele imprimarii 3D

Introducere
Imprimarea 3D creeaza obiecte prin construirea de layere succesive. Aceasta metoda ofera numeroase avantaje fata de tehnicile de fabricatie traditionale (de exemplu, prelucrarea CNC).
Imprimarea 3D nu inlocuieste intru totul metodele traditionale de fabricatie, insa exista multe aplicatii in care o imprimanta 3D este capabila sa furnizeze un design rapid, cu o precizie ridicata folosind diverse materii prime.

Intelegerea avantajelor imprimarii 3D permite designerilor sa ia decizii mai bune atunci cand selecteaza un proces de fabricatie si le permite sa furnizeze un produs optim.

Viteza
Unul dintre principalele avantaje ale printarii 3D este viteza la care pot fi produse obiecte sau piese in comparatie cu metodele traditionale de fabricatie. Proiectele complexe pot fi incarcate dintr-un program CAD si imprimate in cateva ore. Avantajul este verificarea si dezvoltarea rapida a ideilor de proiectare.

In cazul in care in trecut ar fi putut dura cateva zile sau chiar saptamani pentru a primi un prototip, printarea 3D ofera posibilitatea vizualizarii produsului in cateva ore. In timp ce metodele de fabricare traditionale necesita mai mult timp pentru imprimarea si postprocesarea unei parti, capacitatea de a produce prin intermediul printarii 3D obiecte finisate, functionale, se reduce pana la jumatate oferind un avantaj imens de economisire a timpului .

Realizare intr-un un singur pas
Una dintre cele mai mari preocupari pentru un designer este cum sa fabricati un produs cat mai eficient posibil. Cele mai multe piese necesita un numar mare de etape de fabricatie pentru a fi produse prin tehnologii traditionale. Ordinea acestor etape afecteaza calitatea si de multe ori designul produsului sufera transformari.

Luati in considerare un suport personalizat din otel, realizat prin metode traditionale de fabricare:
Procesul de fabricare traditional incepe cu un model CAD. Odata ce proiectul este finalizat, fabricarea incepe cu prima taiere a profilurilor de otel la dimensiune. Profilele sunt apoi stranse in pozitie si sudate unul cate unul pentru a forma suportul. Uneori trebuie sa fie facut un jig personalizat pentru a se asigura ca toate componentele sunt aliniate corect. Sudurile sunt apoi lustruite pentru a obtine o finisare buna a suprafetei. Urmatoarele gauri sunt forate, astfel incat suportul poate fi montat pe perete. In cele din urma, suportul este sablat, amorsat si vopsit pentru a-si imbunatati aspectul.

Imprimantele 3D realizeaza un proces de fabricatie intr-o singura etapa, fara interactiune cu operatorul masinii in timpul fazei de constructie. De indata ce proiectul CAD este finalizat, acesta poate fi preluat de imprimanta si tiparit intr-un singur pas, in cateva ore.

Abilitatea de a produce un obiect sau o piesa intr-un singur pas reduce foarte mult dependenta de diferite procese de productie (prelucrare, sudare, vopsire) si confera designerului un control mai mare asupra produsului final.

Costuri
Costul de fabricatie poate fi impartit in 3 categorii: costurile de operare a masinilor, costurile pentru consumabile si costul fortei de munca.

Costurile de functionare: majoritatea imprimantelor 3D de birou utilizeaza aceeasi putere ca si un laptop. Tehnologiile industriale traditionale de fabricare consuma o cantitate mare de energie pentru a produce o singura piesa. Cu toate acestea, capacitatea de a produce geometrii complexe intr-o singura etapa are ca rezultat o eficienta energetica mai mare. Costurile de functionare a imprimantelor 3D sunt, de obicei, cele mai mici din costul total de productie.

Costuri materiale: costul consumabilelor necesare pentru printarea 3D variaza semnificativ in functie de tehnologie. Gama de materiale disponibile pentru imprimarea 3D face dificila cuantificarea unei comparatii cu productia traditionala. Costurile materiale reprezinta cel mai mare procent din costul unui produs realizat prin intermediul printarii 3D.

Costurile fortei de munca: Unul dintre principalele avantaje ale printarii 3D este costul redus al fortei de munca. Majoritatea imprimantelor 3D necesita doar un operator pentru a manevra imprimanta. Apoi, masina urmeaza un proces complet automatizat pentru a produce piesa. In comparatie cu productia traditionala, unde sunt de obicei necesari mecanici si operatori cu inalta calificare, costurile fortei de munca pentru o imprimanta 3D sunt aproape zero.

Imprimarea 3D la volum redus este foarte competitiva in comparatie cu productia traditionala. Pentru productia de prototipuri care verifica forma si forma, este semnificativ mai ieftina decat alte metode de fabricare alternative (de exemplu, turnarea prin injectie) si este adesea avantajoasa pentru fabricarea pieselor functionale unice. Tehnicile traditionale de fabricatie devin mai rentabile pe masura ce volumul creste, iar costurile ridicate de instalare sunt justificate de volumele mari de productie.

Reducerea riscurilor
Procesul de comanda si prototipurile defectuoase costa timpul si banii designerilor. Chiar si schimbarile mici intr-o matrita sau o metoda de fabricatie, pot avea un impact financiar mare.

Posibilitatea de a verifica designul prin tiparirea si pregatirea prototipului pentru productie, inainte de a investi in echipamente de productie costisitoare (de exemplu, matrite sau masini de gaurit si scule) elimina riscul in timpul procesului de realizare a prototipului. Acest lucru ajuta la construirea increderii in design inainte de a face investitii mari necesare pentru nivelul de productie in masa.

Complexitatea si libertatea executarii designului
Restrictiile impuse de fabricarea traditionala asupra a ceea ce se poate face nu sunt, in general, relevante pentru imprimarea 3D. Deoarece componentele sunt construite intr-un singur strat, cerintele de proiectare, cum ar fi unghiurile de taiere, subsectiunile si accesul utilajelor, nu se aplica atunci cand se proiecteaza piese care urmeaza a fi imprimate 3D.

Desi exista anumite restrictii privind dimensiunile minime care pot fi imprimate cu exactitate, majoritatea limitarilor in printarea 3D sunt orientate catre a reduce dependenta de suport si minimalizarea probabilitatilor unui eventual esec al tiparirii . Acest lucru le confera designerilor o mare libertate de design si permite crearea usoara a unor geometrii foarte complexe.

Personalizare
Nu numai ca imprimarea 3D permite o mai mare libertate a designului, dar permite si personalizarea completa a modelelor. Deoarece tehnologiile actuale de print 3D exceleaza in construirea pieselor individuale una cate una si sunt perfect potrivite pentru productia unica.

Acest concept a fost imbratisat de industria medicala si dentara pentru fabricarea de proteze personalizate, implanturi si dispozitive dentare. De la un echipament sportiv de inalt nivel care este adaptat pentru a se potrivi perfect unui atlet punandu-i la dispozitie accesorii la moda, productia 3D permite realizarea de produse personalizate la costuri reduse.

Accesibilitate
Tehnologia 3D s-a dezvoltat in timp, primele imprimante au aparut in urma cu 30 de ani, cea mai mare parte a cresterii avand loc incepand cu anul 2010. Acest lucru a dus la un numar mare de imprimante 3D care au intrat pe piata, facand aceasta tehnologie mult mai accesibila proiectantilor.

Numai in 2015, mai mult de 280 000 de imprimante 3D evaluate sub 5000 USD au fost vandute la nivel global. Numarul de imprimante vandute s-a dublat consecvent de atunci. Ceea ce a fost initial o tehnologie de nisa accesibila numai unui mic segment din industria prelucratoare este acum disponibila si cost-competitiva, metoda de productie 3D fiind partial utilizata de o gama larga de industrii.

Sustenabilitate
Metodele de fabricare subactiva, cum ar fi frezarea sau rotirea CNC, elimina o cantitate semnificativa de material dintr-un bloc initial, rezultand volume mari de deseuri.

Metodele de productie 3D folosesc in general numai materialele necesare pentru a construi o piesa sau un obiect. Cele mai multe procese utilizeaza materii prime care pot fi reciclate si reutilizate. Ca rezultat, procesul de productie 3D genereaza foarte putine deseuri.

Cresterea numarului de imprimante 3D in lume a influentat si costurile de transport, pentru trimiterea prototipurilor iar reducerea cerintelor de transport are un impact pozitiv si asupra mediului.
Abilitatea de a printa si a produce piese de schimb la fata locului a imbunatatit procesul de productie si a scazut considerabil, in cazul productiei de piese de mici dimensiuni sau prototipuri, costurile logistice.

Pentru detalii legate de procesul de printare, tipuri de imprimante 3D si consumabilele necesare acestora, contactati specialistii TopTech