Ứng dụng in 3D trong công nghiệp sản xuất chế tạo

Trong ngành công nghiệp ô tô

Urbee được làm bằng phương pháp ứng dụng một chiếc máy in 3D khác nhau, in dần từng lớp thân xe & phần đông những rõ ràng máy. Bởi bởi vậy thời kỳ “sản xuất kỹ thuật số” này thu hút nhiều sự chú ý, vì nó khác biệt xa đối với thông dụng, và cũng cực kỳ đơn thuần

Urbee là 1 trong các chiếc xe “xanh” nhất trên thế giới từ trước tới nay, đối với một động cơ hỗn hợp xăng & điện bên dưới. Nó ứng dụng năng lượng chỉ bằng 1 phần tám các loại phương tiện tương tự, có khả năng chạy 200 dặm/gallon trên đường cao tốc. Và tối ưu hơn, Urbee được tạo thành trong khoảng những chất liệu tái sinh. Chiếc xe mất đến 15 năm với mục đích nghiên cứu và chế tác này có 3 bánh, hai chỗ ngồi & 1 động cơ đốt trong cho những tình huống khẩn cấp. Động cơ xi-lanh của nó chỉ 8 mã lực, nhưng rất có thể chạy 70 dặm 1 giờ nếu cần thiết, bởi sự nhẹ nhàng & tính hiệu quả. Chất liệu cung ứng nó rất có thể bền trong 30 năm. Đối với giá mua mới vào khoảng 50.000 USD, nhưng giá Urbee sẽ giảm khi được cung ứng hàng loạt.

Tại triển lãm Geneva 2014, Hãng EDGE đã giới thiệu 1 công nghệ in 3D với tiêu chí sản xuất ô tô EDAG Genesis có bộ khung dạng xương & những bộ phận khác với hình dạng mà công nghệ tiên tiến cung ứng xe thông thường không thể làm được, những công nghệ khoa học kỹ thuật.

3D có khả năng. Hãng EDGE cho biết, công nghệ khoa học kỹ thuật mới cho phép xe sử dụng các hình dạng & cấu trúc có trong tự nhiên, với kết cấu cứng & nhẹ là bản chất, như các loại vỏ ốc hay cấu trúc tổ ong bên trong xương. Bộ khung dạng xương của Genesis có cấu trúc chống và xúc tiếp, giống bất kỳ chiếc xe hơi nào ngày nay. Chỉ có điều, kết cấu này phức tạp hơn hẳn đối với bất cứ thứ gì có thể được sản xuất bằng cách dập hay ép kim loại, Đồng thời cung cấp độ cứng & bền vượt bậc.

Các nhà cung cấp xe hơi lớn của Hoa Kỳ là Ford, GE và Mattel đang sử dụng in 3D với mục tiêu cắt giảm giá trị nguồn vốn và thời điểm tạo ra trong thời kì tạo mẫu. Ford sử dụng công nghệ KHKT in 3D trong việc chế tạo những đầu xi-lanh được sử dụng trong động cơ

EcoBoost (động cơ dùng trong xe đua) với mục đích giảm nhiên liệu tiêu thụ. Thời kỳ này đã giảm khoảng 20-45% thời gian cung ứng. Còn GE thì sử dụng công nghệ in 3D trong thời gian cung ứng đầu dò siêu âm, giúp cắt giảm khoảng 30% giá trị nguồn vốn hoạt động.

Trong ngành công nghiệp điện tử

Mới đây, tháng 6/2017, một nhóm sinh viên tốt nghiệp Đại học Stanford đã chế tác ra 1 dạng máy in 3D có tiện ích tạo ra những mạch điện rất có thể hoạt động được tên là Rabbit Proto. Chi tiết máy in 3D xử lý các vật liệu bán dẫn Cùng lúc với chất liệu nhựa thông thường. Những vật liệu dẫn điện có khả năng được nhúng trong những mô hình 3D và in ra trong cùng thời kỳ in 3D đó.

Đầu in 3D Proto Rabbit được thiết kế với mục đích thích nghi đối với những phiên bản khác biệt của máy in RepRap. Máy in RepRap là sản phẩm được thiết kế nhằm để rất có thể in đa phần các thành phần chất liệu, trong đó có Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Axid polylactic (PLA), hoặc những bí quyết khác của nhựa polymer nhiệt.

Trong lĩnh vực năng lượng

Tua bin khí là động cơ đốt trong cung cấp dòng điện ở trung tâm khối động cơ. Chúng chuyển đổi khí đốt thiên nhiên hoặc những nhiên liệu lỏng sang năng lượng cơ học, dẫn động máy phát điện ra đời năng lượng điện. Siemens cho biết thử nghiệm đã được thực hiện nên danh tại Trung tâm thử nghiệm tuabin ở London (Anh) trong vài tháng, là một bước tiến lớn trong việc ứng dụng công nghệ KHKT in 3D nhằm để chế tạo các thiết trở nên phát điện. 1 Trong các lĩnh vực bắt buộc khắt khe nhất đối với tính ứng dụng công nghệ KHKT này.

Trước kia, thời điểm tạo ra cánh quạt tuabin có khả năng chịu được các điều kiện này được cung cấp thông qua thời kì đúc hoặc rèn, bắt buộc tốn tương đối nhiều thời gian và chi phí. Dường như, nếu những cánh quạt tuabin này rất có thể được cung ứng bằng cách dùng công nghệ in 3D, thời kỳ cung ứng chúng sẽ đơn thuần hơn & ít tốn kém hơn rất nhiều.

Trong thời điểm in 3D, chùm tia laze chiếu vào những lớp bột kim loại với mục tiêu nung nóng đến trong khi tan chảy rồi sau đó được làm nguội. Giai đoạn này được lặp đi lặp lại từng lớp 1 cho đến trong khi một nguyên mẫu cánh quạt tuabin được in 3D hoàn tất. Dùng quá trình này, nhóm kỹ sư của Siemens đã cung cấp ra 1 cánh quạt tuabin khí từ thiết kế của nó chỉ trong trong 2 tháng so với 2 5, khoảng thời điểm nhằm tạo ra một cánh quạt tuabin thông dụng. Tính linh hoạt mới trong sản xuất cho phép điều chỉnh chuẩn xác hơn theo yêu cầu của KH và sản xuất những bộ phận, phụ tùng riêng theo bắt buộc.

Ngành hàng không vũ trụ

In 3D cho phép cải tiến hiệu suất, như hạn chế nhiên liệu nhờ giảm trọng lượng những bộ phận trong khoảng những nguyên liệu tiến bộ hơn.

Những máy In 3D đã xâm nhập vào công nghệ tiên tiến hàng không & tạo ra tương đối nhiều item giá trị cao, khối lượng thấp. Airbus là hãng hàng không trước hết ứng dụng công nghệ khoa học kỹ thuật in 3D để tạo ra tương đối nhiều bộ phận cho chiếc máy bay.

Airbus cho biết các thành phẩm cung cấp bởi công nghệ KHKT In 3D tốt, chắc hơn, nhẹ hơn trong khoảng 50%-80%, & cứ giảm bớt được 220 cân nặng thì doanh nghiệp tránh được hai,5 triệu USD tiền mua nhiên liệu mỗi năm. Hiện hãng Boeing cũng đã in 200 bộ phận khác biệt cho 10 loại máy bay.

Ngành công nghiệp quốc phòng

Sau việc dùng nhựa với mục đích cung cấp, máy in kim loại 3D chế tạo súng đã hình thành bởi một doanh nghiệp con của tập đoàn Stratasys.

Khẩu súng bắn đạn thật thứ 1 được cung ứng bằng công nghệ tiên tiến in 3D xuất hiện năm 2013, khẩu súng mang tên Liberator của 1 sinh viên người Mỹ là Cody Wilson. Liberator được tạo nên trong khoảng 16 thành phần linh kiện khác nhau trong đó 15 chi tiết làm bằng nhựa ABS, chỉ riêng kim hỏa làm trong khoảng kim loại. Hiện nay, bản thiết kế súng 3D của Wilson đã có hàng trăm nghìn lượt tải và bị hết sức đa dạng, thậm chí nằm ngoài tầm kiểm soát của Chính phủ Hoa Kỳ.

Khác biệt đối với khẩu súng Liberator trước kia, khẩu súng được cung cấp bằng máy in 3D của hãng Solid Concepts sử dụng vật liệu kim loại và có thể bắn 50 loạt đạt. Solid Concepts, hãng chế tạo ra chiếc súng 3D kim loại này cho biết họ đã ứng dụng công nghệ tiên tiến DMLS & rất nhiều loại bột kim loại nhằm chế tác ra item. Theo Solid Concepts, việc chế tạo ra “súng thực sự” bằng cách in 3D là nhằm để chứng minh rằng tiềm năng của công nghệ khoa học in 3D rất lớn, vượt xa ngưỡng “in đồ trang sức và đầu Yoda (một nhân vật trong Star Wars)” như người ta vẫn thường nghĩ.

Hãng Solid Concepts làm đối với súng được in 3D đã cho thấy công nghệ khoa học kỹ thuật DMLS là 1 công nghệ KHKT khả thi và có tiềm năng không hề nhỏ trong sản xuất súng bằng máy in 3D. Với khả năng bắn được 50 loạt đạn, và thậm chí là còn hơn thế, các khẩu súng in bằng công nghệ tiên tiến DMLS là rất chất lượng. Và trong tương lai, sự rộng rãi của công nghệ khoa học này là không thể tiết kiệm khỏi.

Công nghệ tiên tiến in 3D được lớn mạnh nhằm để thúc đẩy sự tiến hóa của nhiều ngành khoa học. Thậm chí Chính phủ Hoa Kỳ đã cho phép ứng dụng máy in 3D nhằm cung cấp 1 số loại vũ khí chiến đấu phục vụ quốc phòng và có khả năng trang bị cho những lực lượng đặc nhiệm. Dường như, nếu không thể kiểm soát tình hình ngày nay, xã hội Hoa Kỳ có khả năng phải đứng trước tương đối nhiều nguy cơ khủng bố cũng như bạo lực bằng vũ khí nóng leo thang.

Công nghệ tiên tiến in 3D không riêng gì cung cấp các thiết kế mới đáng kinh ngạc mà còn đưa công nghệ tiên tiến quốc phòng sang 1 giai đoạn mới. Công nghệ khoa học in 3D đem đến sự linh hoạt cho quân đội, đại lý phân phối quốc phòng và quân sự của chính phủ trong thiết kế các cụ thể vật phẩm đơn lẻ, cung ứng công cụ đối với thể tích nhỏ mau chóng hơn & xây dựng các mô hình phức tạp rất chính xác. Điều này thực sự là điểm hay khi thiết bị tùy chỉnh là vô cùng cần thiết cũng như với mục tiêu phục vụ thời điểm biểu chặt chẽ.

Hiện tại, những nền công nghiệp quốc phòng lớn trên thế giới đang hướng tới việc vận dụng công nghệ in 3D trong sản xuất. Nổi bật như ở Hoa Kỳ, Lầu 5 góc đã đầu tư một khoản không hề nhỏ cho việc in 3D quân phục, những mẫu da nhân tạo giúp điều trị vết thương, thậm chí cả đồ ăn đáp ứng quân đội. Các nhà khoa học tại Học viện công nghệ Massachusetts (MIT) cũng đã sáng cung ứng chất liệu cho in 3D có thể đổi mới trong khi xúc tiếp với các góc độ đặc thù, giả như nước. Công nghệ khoa học kỹ thuật mới này mở ra triển vọng 1 ngày không xa, quân đội sẽ sở hữu được những bộ quân phục đổi màu theo môi trường sống.

Hoa Kỳ đã cho xây dựng một viện nghiên cứu công nghệ KHKT in 3D thí điểm ở Youngstown, Ohio đối với khoản trợ cấp liên bang là 30 triệu USD. Nó bao gồm 1 tổ hợp các đơn vị làm ăn cung ứng, các trường đại học, trường cao đẳng cộng đồng & các nhóm phi lợi nhuận trên khắp Virginia Ohio Pennsylvania.

Cựu Tổng thống Hoa Kỳ Barack Obama từng tuyên bố, Chính phủ Hoa Kỳ rất nhiệt tình đến công nghệ khoa học in 3D. Theo ông Obama thì công nghệ tiên tiến này rất có thể đóng một sự cần thiết quan trọng trong ngành công nghiệp quốc phòng và triển khai nâng cao hơn ngành công nghiệp cung ứng của Hoa Kỳ. Mà cụ thể thì công nghệ KHKT này rất có thể giúp thiết kế vũ khí & trang bị mới cho quân đội.

Ba lĩnh vực công nghệ KHKT chính mà Hoa Kỳ muốn ứng dụng công nghệ KHKT in 3d vào là cung ứng kỹ thuật số, sản xuất kim loại nhẹ và văn minh, và thiết bị điện tử thế hệ tiếp đến. Ví như trong sản xuất kim loại nhẹ & tiến bộ thì công nghệ khoa học kỹ thuật này sẽ giúp giảm mức giá chế tác và năng suất những động cơ tua-bin gió, các thiết trở nên y tế, động cơ và các loại xe chiến đấu bọc thép, chế tác vũ khí công nghệ KHKT cao hoặc các thiết bị dành cho lực lượng đặc nhiệm.