Dai prototipi alle proteine, la stampa 3D sta prendendo piede per le aziende

Il processo di stampa 3D sta rapidamente modificando il modo in cui gli imprenditori pensano ai loro cicli di produzione. Storicamente, la stampa 3D è stata utilizzata per accelerare il processo di creazione di prototipi, ma con l'evolversi della tecnologia, la stampa 3D è entrata a far parte di grandi industrie come i settori aerospaziale e biomedico. E sta creando risultati rivoluzionari.

Mentre le stampanti 3D hanno ancora una lunga strada da percorrere prima di essere perfezionate, la loro maggiore adozione da parte delle aziende grandi e piccole ha segnalato un cambiamento nel modo di pensare per le aziende, sia durante la fase di progettazione che di produzione. Per saperne di più su come la tecnologia di stampa 3D sta influenzando il business oggi e dove sta andando in futuro, Mobby Business ha parlato con ingegneri e imprenditori sulle possibilità offerte dalle stampanti 3D.

Stampa 3D

Prima di tutto, cosa è la stampa 3D? È il processo mediante il quale i modelli digitali tridimensionali vengono trasformati in oggetti fisici utilizzando una stampante 3D. Lavorando in tandem con il software per computer, la stampante 3D legge un file .STS digitale su un computer e quindi utilizza un filamento o una resina per rendere la rappresentazione digitale in materiale tangibile, strato per strato.

Le stampanti 3D utilizzano una varietà di materiali , compresi plastica e polimeri, acciaio, titanio, oro e ceramica. Questa versatilità significa che i modelli stampati in 3D possono essere utilizzati per qualsiasi cosa, da sculture artistiche a componenti di aeroplani. Alcune stampanti 3D possono persino stampare proteine ​​e prodotti chimici, consentendo ai dispositivi di creare alimenti e medicinali.

"Non penso che ci sia un componente realizzato oggi che non sarà in qualche modo toccato dalla stampa 3D in un modo o nell'altro, sia direttamente o indirettamente ", ha dichiarato Mark Cola, presidente e CEO della società di stampa 3D e di garanzia della qualità Sigma Labs.

La maggior parte degli esperti concorda che i principali sviluppi della stampa 3D sono solo pochi anni dietro l'angolo e questi progressi rivoluzioneranno il modo in cui le aziende pensa alla produzione e alle loro catene di approvvigionamento. Per prima cosa, diamo un'occhiata ad alcuni dei modi in cui le aziende stanno già utilizzando stampanti 3D.

Applicazioni per stampanti 3D

Prototipazione

Uno degli usi più antichi per le stampanti 3D è la creazione rapida ed efficiente di prototipi. Da quando le stampanti sono state inventate nel 1983, le aziende hanno utilizzato la stampa 3D per ottenere un modello lavorabile del prodotto finale desiderato, sia per testare il concetto sia per presentarlo ai futuri investitori.

"Prima di chiamarlo stampa 3D, è stato chiamato prototipazione rapida ", ha detto Greg Paulsen, direttore del progetto di ingegneria per il produttore di terze parti Xometry. "Era visto come un modo per avvicinarsi abbastanza a un modello funzionale."

Ora, sta cambiando. Mentre gli imprenditori usano ancora con piacere la stampa 3D per la prototipazione, la tecnologia è diventata più accessibile e adattabile, portando a nuove applicazioni.

Produzione a basso volume

Anche se le stampanti 3D possono essere lente, sono adatte a soddisfare i bassi -volume esigenze di produzione. Molto simile alla prototipazione, se un imprenditore è pronto a lanciare un nuovo prodotto e non è certo della domanda, può stampare una piccola quantità per testare le acque. La produzione a basso volume è comune anche quando si tratta di dispositivi medici, ad esempio quando i produttori creano, testano e riprogettano i loro prodotti per l'ottimizzazione.

"Quando le piccole aziende sviluppano nuovi prodotti e devono fare 50 parti da testare, o semplicemente per portare a una fiera, l'attrezzaggio per la produzione tradizionale può essere molto costoso ", ha detto Doug Collins, titolare di Avid 3D Printing. "Potrebbero non avere il capitale per affrontare [la produzione tradizionale]: le stampanti 3D consentono una produzione a basso volume senza tanti investimenti, quindi possono risparmiare quel capitale per le altre cose importanti, come il marketing."

Parti meccaniche

Un altro utilizzo utile per le stampanti 3D è la creazione di parti meccaniche, in vendita in grandi industrie o per riparazioni personali. Molti prodotti di stampa 3D non sono venduti direttamente ai consumatori, ma sono creati da aziende (o appaltatori di terze parti) come componenti di un progetto più ampio. Un esempio è l'ugello del carburante stampato 3D di GE Aviation, che verrà aggiunto ai motori di aeroplano CFM LEAP dell'azienda.

Le piccole officine o le persone che cercano di effettuare riparazioni domestiche possono impiegare le stesse tecniche anche per i loro progetti. La stampa 3D ha reso molto più facile la riproduzione di parti per macchine che potrebbero non essere più in produzione o che impiegherebbero troppo tempo per arrivare.

"Sono cresciuto in una piccola città di circa 5.000 persone.Il mio patrigno è un meccanico, e spesso ha bisogno di ottenere parti specifiche che non sono immediatamente disponibili ", ha detto Brent Hale, proprietario del sito Web 3D forgiato di recensioni stampa 3D. "Piuttosto che dover guidare fuori città per ottenere una singola parte, o invece di dover aspettare settimane per l'arrivo di una parte personalizzata, se il mio patrigno o il piccolo hardware locale [negozio] ha una stampante 3D, può acquistare il Schemi stampabili per la parte di cui ha bisogno direttamente dal produttore - o progettali da soli - caricali sulla stampante 3D, e fatti la sua parte nuova senza dover lasciare la città o aspettare settimane prima che la parte venga spedita a lui. "

Biomedico

Un aspetto particolarmente interessante della stampa 3D è la possibilità di stampare dispositivi biomedici su misura per le persone. Ad esempio, alcune aziende stanno sviluppando protesi personalizzate stampate in 3D per amputati; queste protesi sono progettate per essere molto più confortevoli per l'utente.

"[Gli ingegneri biomedici sono] componenti di stampa 3D per persone che corrispondono meglio alle loro caratteristiche rispetto ai componenti standardizzati", ha affermato Cola. "Penso che il modo in cui vedi questa tecnologia sia più rivolto alle prestazioni e al lato atletico dell'azienda, dove gli atleti riescono a riguadagnare i loro livelli di prestazioni dopo gli infortuni, o addirittura a migliorare i loro livelli di prestazioni con componenti 3D su misura per le loro esigenze."

Altri usi degni di nota della stampa 3D nello spazio sanitario sono in corso gli sforzi per sviluppare organi stampabili per i pazienti che necessitano di trapianti e la stampa di sostanze chimiche e proteine ​​per sviluppare nuovi farmaci.

Design

Quando gli ingegneri progettano un prodotto, devono tenere a mente i limiti del processo di produzione. Le stampanti 3D sono in grado di creare parti che in precedenza non sarebbero ottenibili utilizzando le tecniche di produzione tradizionali. Questo apre un mondo completamente nuovo nella fase di progettazione, che può portare a prodotti e componenti migliori, più efficienti.

"Penso che la parte interessante da un punto di vista ingegneristico sia come cambia il nostro processo di pensiero per la progettazione delle parti" Collins ha detto. "Abbiamo un approccio completamente nuovo al design: è un momento emozionante dal punto di vista del design."

"Ti apre la mente su tutto ciò che puoi fare", ha detto Paulsen. "Mi piacerebbe davvero togliere questa tecnologia dal piedistallo e dire, 'Questo è un normale processo di produzione', proprio come qualsiasi altra cosa."

Copyright e stampa 3D

Come proliferano le stampanti 3D, i mezzi di riproduce anche la proprietà intellettuale protetta. Roy Kaufman, amministratore delegato di nuove iniziative presso il Copyright Clearance Center, è un avvocato specializzato in copyright e brevetti, e ha avvertito che l'industria manifatturiera potrebbe avvicinarsi al suo "momento Napster". Con ciò intendeva l'esperienza dell'industria dell'intrattenimento quando musica e film potevano essere rapidamente riprodotti e piratati su Internet.

"Penso che vedremo, come vediamo con quasi ogni tecnologia, due cose accadono: Le cose diventano più economiche e migliorano ", ha detto Kaufman. "Man mano che la qualità delle stampanti migliora, i materiali disponibili per la stampa migliorano e, man mano che i costi scendono, arrivi a quel momento -" il momento di Napster ". [Questo è] quando i mezzi di riproduzione sono ora così diffusi, la capacità di riprodurre a basso costo era stata così diffusa, che non è più possibile far valere i propri diritti in modo completamente efficace con le leggi IP [proprietà intellettuale] esistenti. "

Quel momento potrebbe arrivare così rapidamente come in tre anni, disse, o potrebbe non arrivare affatto. Tuttavia, il semplice fatto che le stampanti 3D siano diventate così diffuse lo rende uno scenario plausibile che richiede un'adeguata pianificazione strategica, ha affermato. Kaufman ha suggerito di isolare la tua azienda garantendo la tua catena di approvvigionamento e la qualità del prodotto che la accompagna.

"[Il consumatore] potrebbe pagare un premio per le assicurazioni della catena di approvvigionamento", ha detto, "ma vogliono sappi che non è solo una questione di come appare il prodotto, ma è giusto, test e certificazione diventeranno più importanti. "

All'interno di questi importanti sviluppi, ci sono anche opportunità. La stampa 3D consentirà ai produttori di concedere in licenza i diritti sui loro progetti, che potrebbero essere resi scaricabili al licenziatario per la stampa 3D. La tecnologia potrebbe anche portare i livelli di produzione più in linea con la domanda, risparmiando così sui costi di produzione, spedizione e stoccaggio.

"Se si guarda ad una farmacia tipica, ad esempio, hanno tutti questi farmaci con una data di scadenza e sperano che qualcuno entri e abbia bisogno di una prescrizione per questo prima di doverlo buttare fuori ", ha detto Kaufman. "Pagano per immagazzinarlo, pagare per salvarlo e forse anche tenerlo in un magazzino centrale.

" Ma immagina [che] il tuo CVS locale possa stampare tutto sotto licenza, e ottenere i prodotti chimici dal farmaceutico compagnia, e forse anche [la] macchina. L'azienda non deve fare cose che non potrebbero mai essere prese, non deve mai spedirle e non deve mai conservarle. Tutto può essere fabbricato secondo le necessità. "

Come la stampa 3D si sviluppa lungo la linea resta da vedere, ma tutti gli esperti che hanno parlato con Mobby Business concordano su una cosa: ciò che il mondo ha visto dalla stampa 3D finora è solo l'inizio.

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