Die Zukunft des 3D-Drucks:12 wichtige Erkenntnisse aus der AM-Landschafts-Digitalkonferenz 2020 der AMFG (Teil 2)

Im April brachte AMFG 3D-Druck-Experten und -Experten in unserem ersten  . zusammen Additive Manufacturing Landscape Digital Conference 2020, auf der wir Perspektiven und Einblicke in den aktuellen Stand der Branche austauschten.

Dies ist Teil 2 des Artikels, in dem die wichtigsten Erkenntnisse aus der AM Landscape-Konferenz untersucht werden. Teil 1 können Sie hier lesen.

7. Die Kombination aus AM und Digitalisierung wird die Industrien ermutigen, ihren Ansatz für Lieferketten zu überdenken 

„Traditionelle Lieferketten sind gescheitert und der Kampf gegen die Pandemie ist viel schwieriger“, sagte Lee-Bath Nelson, Mitbegründerin und VP Business bei LEO Lane in ihrer Präsentation.

Unternehmen können sich an die Auswirkungen der Pandemie anpassen, indem sie ihre Lieferketten so weit wie möglich digitalisieren.

Eine traditionelle Lieferkette verfügt über fortschrittliche Vertriebsketten, bei denen Waren von einem Ort zum anderen, oft über Grenzen hinweg, geschickt und dann an den Endstandort geliefert werden.

Da die Grenzen aufgrund des COVID-19-Ausbruchs geschlossen und traditionelle Transportmittel eingeschränkt sind, hat dies zu Problemen bei der traditionellen Versorgung mit kritischen Gütern geführt.

Nelson argumentiert, dass die Digitalisierung von Lieferketten helfen kann, solche Probleme zu lösen, indem sie eine lokale, agilere Produktion mit 3D-Druck und digitalem Inventar ermöglicht.

Der Schritt zur Digitalisierung der Lieferkette ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Ein Artikel in einem digitalen Inventar wurde naturgemäß noch nicht produziert, was bedeutet, dass Sie die Wiederholbarkeit der Produktion sicherstellen müssen, auch wenn das Teil an verschiedenen Orten oder zu unterschiedlichen Zeiten produziert wird.

Eine weitere Herausforderung, die Nelson genannt hat, ist der Schutz des geistigen Eigentums. Bei digitalem Inventar kann das potenzielle Risiko einer Verletzung des geistigen Eigentums höher sein.

„Wenn jemand ein [physisches Teil] von Ihnen stiehlt, haben Sie den Wert dieses einen Gegenstands verloren. Es ist keine gute Sache, aber es ist sehr spezifisch und es ist begrenzt", erklärte Nelson, "aber wenn jemand einen Gegenstand aus Ihrem digitalen Inventar stiehlt, der nicht gesichert ist, hat er im Grunde eine Blaupause für die Herstellung dieses Teils."

Eine Möglichkeit, dieses Risiko zu mindern, besteht in der Verwendung von IP-Schutzsoftware. Heute gibt es spezialisierte Software, die es Herstellern ermöglicht, ihre digitalen Dateien zu sichern und sogar festzulegen, wie oft auf diese Dateien zugegriffen werden kann und wer darauf Zugriff hat.

Auf diese Weise spielt Sicherheitssoftware eine wichtige Rolle, um die Digitalisierung von Lieferketten mit Hilfe des 3D-Drucks zu ermöglichen.

8. Einblicke in die Akzeptanzraten des industriellen 3D-Drucks

Ultimaker ist vielleicht eine der bekanntesten Marken für Desktop-3D-Drucker der Welt.

Während der Konferenz kam Paul Heiden, SVP Product Management bei Ultimaker, zu uns, um den Stand des 3D-Drucks mit Fused Filament Fabrication (FFF) zu diskutieren und seine Erkenntnisse über die Akzeptanz des 3D-Drucks zu teilen.

FFF ist nach wie vor eine der beliebtesten 3D-Drucktechnologien für Kunststoffe und wird zunehmend für Produktionsanwendungen eingesetzt.

 Diese Entwicklung wurde hauptsächlich durch den Bedarf an zugänglichen und einfachen -zu verwendende 3D-Drucker, was zur Einführung professioneller Desktop-Systeme führte.

Ultimaker hat kürzlich auch seinen Sentiment Index veröffentlicht, eine Umfrage unter 3D-Druckbenutzern auf der ganzen Welt, die den Bekanntheitsgrad der Technologie und die wichtigsten Hindernisse für die Einführung abdeckt.

Das größte Hindernis für die Einführung des 3D-Drucks ist laut Heiden das mangelnde Bewusstsein für die Technologie auf Unternehmensebene. Je weniger Stakeholder mit dem 3D-Druck vertraut sind, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie in die Technologie investieren.

Heiden hob auch den Einsatz von 3D-Druckmaterialien hervor. Die überwiegende Mehrheit der 3D-Drucker arbeitet hauptsächlich mit Kunststoffen. Ultimaker hat jedoch festgestellt, dass professionellere Materialien wie TPU, Polypropylen und Nylon auf den Markt kommen.

Die 3D-Druckindustrie wird eindeutig industrieller, durch den Einsatz technischer Materialien und optimierter Technologie für industrielle Anwendungen.

Obwohl Heiden angab, dass die beliebteste Anwendung des 3D-Drucks immer noch im Bereich Prototypenbau liegt, steigt die Zahl der fortgeschrittenen Benutzer, die sich mit der Herstellung von Werkzeugen und Endverbrauchsteilen beschäftigen, schnell.

9. Post-Processing-Lösungen werden ständig weiterentwickelt, wobei der Schwerpunkt auf Automatisierung liegt 

Wie kann die automatisierte Nachbearbeitung das Potenzial der additiven Fertigung erschließen? Dieser Frage ging Joseph Crabtree, CEO von Additive Manufacturing Technologies, in seiner Session nach.

Laut Crabtree wird eine industrialisierte additive Fertigung in großem Maßstab durch „ein vollautomatisiertes End-to-End-Nachbearbeitungssystem ermöglicht, das an jedes vorhandene 3D-Drucksystem angebaut werden kann“.

Die Nachbearbeitung ist derzeit ein Engpass aufgrund der manuellen Prozesse, einschließlich Support-Entfernung, Glättung, Einfärbung und Inspektion.

Obwohl es derzeit keine Universallösung gibt, entwickeln eine Reihe von Unternehmen, darunter AMT, automatisierte Nachbearbeitungssysteme, die auf verschiedene AM-Technologien abzielen.

Die Automatisierung der Nachbearbeitung hat viele positive Auswirkungen auf den 3D-Druck-Workflow:Sie hilft, den 3D-Druckprozess zu beschleunigen und die Wiederholbarkeit zu gewährleisten.

Letztendlich ist die richtige Nachbearbeitung Die vorhandene Verarbeitungsinfrastruktur öffnet die Tür zu einem höheren Maß an Wiederholbarkeit und Produktivität mit AM. Aus diesem Grund muss die Automatisierung der Nachbearbeitung eine Priorität für diejenigen sein, die den 3D-Druck für die Produktion übernehmen oder den Einsatz der Technologie in Zukunft ausweiten möchten.

10. Was uns die COVID-19-Pandemie über den 3D-Druck sagt

Fast alle Redner der Konferenz hoben die Rolle des 3D-Drucks bei der Unterstützung des Kampfes gegen die COVID-19-Pandemie hervor.

Eric Pallarés, Mitbegründer und CTO bei BCN3D, tauchte noch tiefer in das Thema ein und sprach über die Dinge, die die Pandemie über die AM-Technologie enthüllt hat.

Da viele Krankenhäuser um wichtige medizinische Versorgung kämpfen, hat sich der 3D-Druck als Lösung herauskristallisiert, die eine schnelle Reaktion auf bestimmte Lieferkettenengpässe ermöglicht.

Die Flexibilität, die der 3D-Druck bietet, kann nicht nur während dieser Pandemie nützlich sein, sondern auch in anderen Fällen, in denen eine Geschäftsunterbrechung eine schnelle Reaktion erfordert. Pallarés ist davon überzeugt, dass Agilität das wertvollste Kapital für Unternehmen in der Zukunft sein kann.

Darüber hinaus hat der verstärkte Einsatz des 3D-Drucks für medizinisches Material den akuten Bedarf an technischen Materialien aufgezeigt.

3D-Druckmaterialien für medizinische Anwendungen müssen für medizinische Umgebungen entwickelt werden, dh sie müssen hohen Temperaturen standhalten und biokompatibel sein. Obwohl solche Materialien auf dem Markt existieren, ist ihre Vielfalt viel geringer als die der gebräuchlicheren Thermoplaste.

Eine weitere Lektion, die wir lernen, ist, dass die Industrie dringend Vorschriften und Standards für den 3D-Druck benötigt. Wenn die Sicherheit der Menschen von 3D-gedruckten Produkten abhängt, ist die Fähigkeit, konsistente, wiederholbare und rückverfolgbare Teile herzustellen, von größter Bedeutung.

11. Für hochvolumige 3D-Druckszenarien ist die Polymer-Pulverbett-Fusion die beste Wahl

Obwohl wir die Umstellung auf die Produktion mit dem 3D-Druck abgedeckt haben, ist nicht jede 3D-Drucktechnologie tatsächlich für die Fertigung in großem Maßstab geeignet.

Unter allen Polymer-3D-Druckverfahren ist die Pulverbettfusion, bei der Wärme auf pulverförmiges Material angewendet wird, derzeit das vielversprechendste für den 3D-Druck in großen Stückzahlen.

Dies wurde von Gregory Paulsen, Director of Application Engineering bei Xometry, eingehend untersucht, als er die wichtigsten Polymer-3D-Druckverfahren verglich.

Bei Xometry, einer Online-Plattform für die Fertigung, „fertigen wir normalerweise 30 bis 300 Teile pro Build, sodass diese Pulverbett-Fusionstechnologien vom Standpunkt des Durchsatzes und der hohen Vielfalt aus sehr gut sind“, erklärte Paulsen.

Die beiden Schlüsseltechnologien in dieser Gruppe sind Selective Laser Sintering und Multi Jet Fusion. Beide haben ähnliche Vorteile, wie die Möglichkeit, ohne Stützstrukturen zu drucken, Materialvielfalt und Skalierbarkeit.

Insbesondere SLS wird seit Jahrzehnten eingesetzt und ist eine der ersten polymeren AM-Technologien für die Endteilfertigung.

Gleichzeitig wächst die von HP entwickelte MJF als konkurrierende Technologie. Laut Paulsen nimmt beispielsweise der Einsatz von MJF-Maschinen zu, weil sie werksfreundlicher sind.

Letztendlich treiben die Entwicklungen bei SLS und MJF den Übergang des 3D-Drucks zu einer Lösung für die Massenfertigung voran. Beide Technologien werden ihre Eignung für weitere Anwendungen im Zuge der Weiterentwicklung der Branche unter Beweis stellen.

12. Die digitale Fertigung wird zum Mainstream  

In der letzten Sitzung der Konferenz sprach Avi Reichental, Gründer von XponentialWorks und ehemaliger CEO von 3D Systems, über den aktuellen Stand der digitalen Fertigung und die Zukunft des 3D-Drucks.

Avi Reichental, der mehr als 15 Jahre in der 3D-Druckindustrie verbracht hat, bemerkte die rasante Entwicklung der Branche in den letzten Monaten und sagte:„In den letzten 25 Monaten ist mehr passiert als in in den letzten 25 Jahren.' 

Das Innovationstempo in der 3D-Druckindustrie hat sich beschleunigt, da die Zahl neuer Marktteilnehmer weiter wächst.

Ein Bereich, in den Reichental eintauchte, ist die Entwicklung der 3D-Druckgeschwindigkeit.

Die Geschwindigkeit des 3D-Drucks ist eng mit der Möglichkeit verbunden, den Prozess zu skalieren und eine höhere Produktivität zu erzielen.

Viele Unternehmen arbeiten derzeit daran, die 3D-Druckgeschwindigkeit zu erhöhen. Ein solches Unternehmen, das von Reichental ins Rampenlicht gestellt wird, ist Nexa3D, ein Unternehmen, das harzbasierte 3D-Drucker entwickelt. Das Unternehmen hat einen eigenen Ansatz für die Photohärtung entwickelt, der die Druckgeschwindigkeit angeblich um den Faktor 6 erhöht. 

Ähnliche Entwicklungen finden auch bei anderen Technologien statt. EOS beispielsweise entwickelt eine LaserProFusion-Technologie, die den SLS-3D-Druck zehnmal schneller macht.

Auch über den Ausbruch von COVID-19 stimmte Reichental zu, dass die Unsicherheit aufgrund der Pandemie die AM-Branche wie jede andere Branche betrifft. Trotz der Unsicherheit dient COVID-19 jedoch auch als Katalysator, um AM in den Mainstream zu bringen.

Obwohl traditionelle Lieferketten mit Unterbrechungen konfrontiert sind, ist es ermutigend zu sehen, dass der 3D-Druck zunehmend seinen Platz als hochflexible On-Demand-Fertigungslösung einnimmt.

'The world's größten Probleme sind die größten Chancen der Welt“, sagte Reichental. Für die 3D-Druckindustrie könnte diese Aussage nicht zutreffender sein.

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