Өндірушілер де, өндірушілер де бөлшекті жөнелтудің орнына, тез және оңай сынақтан өткізіп, өздері жасайтын күнді армандады.
Бұл арман шындыққа айналуға бұрынғыдан да жақын, өйткені 3D басып шығару ғылымы мен өнері ауқымы мен танымалдылығы артып келеді. Технология жеке тұлғалар мен компанияларға қасиеттер мен функциялардың үнемі өсіп келе жатқан алуан түрлілігімен теңшелген компоненттерді орнында басып шығаруға мүмкіндік береді.
«Мен 3D басып шығару көмектесе алмайтын саланы әлі кездестірмедім», - деді Майк Нагел, Advanced Technology Systems бизнес-технологиялар менеджері, биылғы Produce Marketing Association (PMA) Tech Knowledge симпозиумындағы презентация кезінде. Нагел 3D басып шығару жүйелерін енгізуде тамақ өңдеу және ауыл шаруашылығын қоса алғанда, бірқатар салалармен жұмыс істеді.
3D басып шығару қазірдің өзінде адам мүшелері, протездер, құрылыс пішіндері және көлік бөлшектері сияқты заттарды жасау үшін қолданылуда. Соңғы Airbus ұшағындағы 1,000-нан астам бөлшектер 3D басып шығарылған.
Нагельдің айтуынша, 3D басып шығарудың негізі өндіріске басқаша қараудан тұрады. Дәстүрлі әдіс субтрактивтік деп аталады, мұнда шикізаттың үлкен бөлігі қысқартылады, қалыпқа келтіріледі және қажетті соңғы өнімге пішін беріледі. Өнер әлемінде мүсінші субтрактивті өндірістің негізгі маманы болып табылады.
«Салыстыру үшін, қоспа немесе 3D сіз жобалаған нәрсені алып, тек қажет нәрсені басып шығарады», - деді Нагель.
Дәстүрлі өндіріс ұзақ уақытты, қымбат құрал-саймандарды және дизайн шектеулерін шешуді білдіреді және көбінесе өнімнің үлкен көлеміне сәйкес келеді, деді Нагель. 3D басып шығару технологиясының пайда болуы тезірек реакцияға, тек қажетті бөліктерді басып шығаруға және ең аз тәуекелмен сынақтан өткізуге және тастауға мүмкіндік береді. Өндірістің бұл түрі теңшеуге және өнімдердің аз көлеміне жақсырақ сәйкес келеді.
3D басып шығаруда қолданылатын әртүрлі технологиялар бар, бірақ технологияны түсінудің ең жақсы жолы - тортқа глазурь қалай қосылатынын ойлау. Алдын ала бағдарламаланған, компьютерлік дизайнмен (CAD) жұмыс істейтін принтер соңғы өнімді жасау үшін қажетті материалды қабаттарда қолданады.
Негізгі басып шығару технологиясының екеуі - полижетинг және балқытылған тұндыру модельдеу немесе FDM. Полижеттинг дәстүрлі екі өлшемді басып шығаруға ұқсайды, ол құрғақ төсек арқылы берілетін шикізатты қабаттар арқылы бетіне шығаратын шикізаттан басталады. Ультракүлгін сәуле басып шығару материалын қажетті бетке жабыстыру үшін қолданылады. FDM - ескі технология. Ол қажетті материалдың пластикалық жіптерін жетек қозғалтқышы арқылы береді. Содан кейін материал қыздырылады және экструдталған, сонымен қатар қабат-қабат.
Принтерлердің өлшемдері мен күрделілігі әртүрлі және оларды үйдегі әуесқойлар (сойтiverse.com сияқты веб-сайттардағы энтузиастардың онлайн қауымдастықтарына жиналған) ірі өндірушілерге пайдаланады.
«Біздің дүкенде бізде дәстүрлі екі өлшемді жұмыс үстелі қағаз принтері сияқты шағын өнімдер бар, олар 8,000 фунт және үлкен жол талғамайтын көлік сияқты үлкен жүйелерге дейін, содан кейін олардың арасындағы барлық нәрсе бар», - деді Нагель.
Ауыл шаруашылығы да 3D басып шығарылған бөлшектер мен материалдардың артықшылықтарын зерттеп жатыр. Nagel және Advanced Technology Systems комбинациялық қондырмалар мен тапсырысқа арналған тұқым аппликаторлары сияқты компоненттерді басып шығару үшін ауылшаруашылық машиналары компанияларымен жұмыс істеді. Кішірек масштабта, FoodRising.org веб-сайты клапандар, қысқыштар және фитингтер сияқты заттарды жасау үшін тегін 3D басып шығару бағдарламалық құралын ұсынады.
Машина жасау компаниясы шартты түрде машина қондырмаларын айналмалы қалыптау арқылы жасайды, ол барлық қажетті геометриялар мен пішіндерге қол жеткізе алмады. 3D басып шығару компанияға 12 басты комбайн үшін прототиптік қондырмаларды арзан өндіруге және олардың әр түрлі далалық жағдайларда тиімділігін тексеруге мүмкіндік берді.
«Бұл олар миллиондаған табыс әкелетін нәрсе емес», - деді Нагель. «3D басып шығару олардың қаупін азайтады және оған жаңа нәрсені көруге және әртүрлі пішіндер мен өлшемдерді сынап көруге мүмкіндік береді.»
Азық-түлік өндірісінің басқа түрлері 3D басып шығаруды көбірек пайдалануды байқайды. Оларға мыналар жатады:
- Бөтелкеге құю: Контейнер өлшемдерін жиі өзгертуді қажет ететін құю желісі және құрал-саймандардағы ілеспе өзгерістер, бөтелке өлшемдерінің кең ауқымын орналастыру үшін 3D басып шығару технологиясын пайдалана алады.
- Таңғы ас: жарма жасаушылар 3D басып шығаруды жаңа экструзиялар үшін матрицаны және жармаға арналған жаңа пішіндерді жасау үшін пайдаланады – кеңейтілгендей, дәл осындай тұжырымдама өнімдердің бірегей кесінділеріне және басқа тағам түрлеріне де қолданылуы мүмкін.
- Қаптама: Қаптаманың пішіндері мен өлшемдері жиірек өзгеріп, ерекше пішіндер қажет болғандықтан, осы жаңа стильдер үшін қолданылатын қалыптарды жасау үшін 3D басып шығару пайдаланылады.
- Бөлшек сауда: Дүкен құрылғылары мен сатып алу орындарының дисплейлері 3D басып шығару арқылы көбірек шығарылады. Бұл қол жетімді сөре кеңістігінің тиімділігін арттыру үшін қажет заттардың өлшемін сынау кезінде әсіресе маңызды болуы мүмкін.
3D басып шығарудың болашағы технологияны кеңірек пайдалануды және нысандардың көбірек түрлерін басып шығару мүмкіндігін уәде етеді. Принтерлер қазірдің өзінде 70-ке дейін әртүрлі физикалық қасиеттері бар бір нысанды жасай алады - бұл бұрыннан қажет болғаннан әлдеқайда көп, деді Нагель.
Принтерлер де кеңірек қолжетімді болуы керек.
«Алғашында ірі компаниялар көптеген 3D принтерлерін сатып алып, оларды бір жерге орналастырады. Барлық инженерлер файлдарды орталық хабқа жібереді және хаб барлық бөліктерді басып шығарып, оларды жобалаған адамдарға қайтарады. Олар бұл болашақтың өте тиімді толқыны деп ойлады. Қазір керісінше. 3D басып шығарудың артықшылығы - оның сізге жақын болуы және компаниялар мұнымен айналысады. Олар жаңа нәрселерді жиі сынап көреді және оларды қалай пайдаланғысы келсе, солай пайдаланады ».
Принтерлер қолданатын дизайнды жасау үшін техникалық дағдылар мен тәжірибе қажет, ол АЖЖ бойынша білімі бар адамдардан келеді. Дизайндарды принтерге сканерлеу үшін де белгілі бір дағды деңгейі қажет. Дегенмен, принтерді басқаруға біреуді үйрету үшін бір күн жеткілікті, деді Нагель.
«Егер сіз Миннесота штатындағы Сент-Пол қаласындағы біздің дүкенге келсеңіз, сіз принтерлердің 15 түрін көресіз және олардың барлығын бір адам басқара алады», - деді Нагель. «Бұл технологияның кілті және оның басты артықшылығы - оны басқару өте қарапайым».
Бұл жұмыстың қарапайымдылығы жеке үйде пайдалануға арналған 3D принтерлердің көбеюіне де ықпал етуі керек. Қарапайым принтерлер 500 долларға қол жетімді және олардың саны үйдегі компьютерлердің кеңеюіне ұқсас жолмен өсуі мүмкін.
Басқа технологиялар сияқты, 3D басып шығару мүмкіндіктеріндегі жетістіктерді күтіңіз. Болашақта біреуге объектінің суретін басып шығару жұмысын бастау үшін сканерлеу ғана қажет болуы мүмкін. Шикізат қорынан дайын нысандарды жасау сияқты қабаттастырудан басқа әдістер де пайда болуы мүмкін.
Содан кейін Нагельге үнемі сұрақ қойылады: тағамды басып шығаруға бола ма? Түймені басып, қытырлақ, шырынды Бал қытырлақ алмасын немесе асыл тұқымды қызанақты алатын күн келе ме?
Жауап: Егер тұжырымдаманы Twinkies сияқты кекстер мен жеңіл тағамдарға қолдануға болатын болса, біз тағамды «басып» жатырмыз. Негізгі материал - қамыр - пішінді және қалыптасады, содан кейін глазурь мен мұздату үстіңгі жағына қабатталады. Бірақ негізгі ингредиенттерден тағамды басып шығарудағы ең үлкен кедергі - көптеген басқа тағамдардағы мәселе: Оның дәмі жақсы ма? 3D басып шығару үшін тәжірибеден өтіп жатқан ең көп таралған тағамдардың бірі шоколад болуының себебі осы болуы мүмкін.
