Год кардинального обновления: что ждет 3D-печать в 2021 году

2021 год открывает возможности для кардинального обновления индустрии 3D-печати. Пандемия COVID-19 уже оказала огромное влияние на все отрасли, и она побуждает мыслить по-новому и думать о расширении горизонтов инноваций и творчества. Из этого можно сделать вывод, что в 2021 году 3D-печать подчинится трем ключевым тенденциям: возврату к исходным позициям и переосмыслению производственных процессов, кастомизации не только продуктов, но и самих 3D-принтеров, а также быстрому созданию новых решений. 

Предлагаем к прочтению перевод статьи за авторством сотрудников Materialise Кристофа Шемке и Брэма Смитса, подготовленный компанией iQB Technologies.  

Подобная возможность перемен открывается миру не впервые. Apple представила iPod именно тогда, когда лопнул пузырь «доткомов». Alibaba запустила свой маркетплейс в разгар эпидемии атипичной пневмонии в 2003 году, а в 2008 году во время финансового кризиса образовалась Airbnb. 

«В это время больших перемен мы должны предпринять смелые шаги и отказаться от всего, что не вписывается в формат будущего. Мы должны по максимуму использовать основные возможности таких технологий, как аддитивное производство. Они помогут нам начать мыслить по-новому и менять мир к лучшему», — утверждает Фрид Ванкраен, основатель и генеральный директор Materialise — компании, недавно отметившей три десятилетия работы в индустрии 3D-печати. 

Аддитивное производство имеет смысл, когда оно позволяет людям принимать лучшие решения. Более того, кризис COVID-19 показал, что 3D-печать может эффективно решать возникающие проблемы, однако пока что полученные результаты не сыграли существенной роли в укреплении технологии. Ценность аддитивного производства заключается в их способности создавать вещи, которые невозможно получить другими производственными методами. 

Такие возможности 3D-печати, как кастомизация, сокращение компонентов в сборке и уменьшение отходов означают, что решения, созданные аддитивным способом, по определению являются экологически устойчивыми, рациональными в долгосрочной перспективе и доступными всем членам общества. Чтобы создать фундамент для успеха, нам необходимо продолжать искать значимые и эффективные пути применения аддитивных технологий и постоянно рассказывать миру об их возможностях. 

В ходе совместной работы с врачами над созданием маски для неинвазивной вентиляции легких инженеры Materialise спроектировали и напечатали на 3D-принтере разъем для соединения со стандартным медицинским оборудованием 

Кризис, вызванный COVID-19, не скоро исчезнет с горизонта. Тем не менее, он ожидаемо приведет к усилению позиций 3D-печати, увеличению ее гибкости и ценности. Именно с этим связаны тенденции, которые должны проявиться в 2021 году. 

Не будем забывать о том, что ценность часто создается в начале цепочки, на этапе получения основных данных и требований клиента в электронном формате, и только потом, в конце, 3D-печать преобразует эту ценность в продукт. Следует переосмыслить цепочки ценностей, как это сделали Apple, Airbnb или Alibaba. 

«Компании осознают, что им нужно действовать по-новому, и аддитивное производство дает им возможность реализовать изменения. Поэтому сильная сторона аддитивных технологий — не только и не столько создаваемые с их помощью продукты, а новое мышление и новые возможности», — отмечает Фрид Ванкраен.  

1. Начинаем с чистого листа 

Кризис COVID-19, повлиявший на все сферы нашей жизни, стал мощным стимулом для цифровизации. Климатический кризис, наступая с другой стороны, побуждает нас в глобальном масштабе переосмыслять состояние экономики и промышленности. Подобные кризисы стали возникать постоянно, и это означает, что мы больше не можем жить как прежде. Нам необходимо кардинально пересмотреть и модели функционирования производств, и существующие пути выхода из сложных ситуаций. 

Постепенное развитие не поможет, как раньше, справиться с возникающими проблемами. К тому же процесс постепенных инноваций не оставляет места для революционных технологий, подобных аддитивным. Но если мы полностью переосмыслим наш подход к решению задач, мы сможем открыть путь абсолютно новым разработкам и инновационным процессам — как раз для этих целей аддитивное производство создавалось изначально. 

Возьмем, к примеру, Airbus. Недавно компания объявила о планах ускорить разработку коммерческих реактивных самолетов с водородным двигателем и полностью отказаться от разработки гибридных двигателей. Этот означает, что к 2035 году мир сможет увидеть первый климатически нейтральный самолет с нулевым уровнем выбросов. Такие технологии, как 3D-печать, смогут сыграть существенную роль в реализации подобных инновационных концепций. 

Как никогда ранее, глобальные кризисы побуждают промышленность к ускоренному внедрению технологических инноваций, что позволяет аддитивным технологиям играть действительно важную роль в проектировании и производстве. 

«Компании осознают, что им нужно действовать по-новому, и аддитивное производство дает им возможность реализовать изменения. Сильная сторона аддитивных технологий — не только и не столько создаваемые с их помощью продукты, но и новое мышление и новые возможности», — поясняет Фрид Ванкраен. 

«Аддитивные технологии освобождают проектировщиков из плена ограничений, присущих традиционным производственным технологиям, поэтому специалисты могут сосредоточиться на новых решениях, а не на продуктах. В результате благодаря аддитивным технологиям улучшается производительность, детали становятся легче, а количество затрачиваемого времени и расходов сокращается. До сих пор аддитивное производство лишь демонстрировало свой потенциал. Теперь у него появилась возможность показать свои способности непосредственно в работе», — рассказывает технический директор Materialise Барт ван дер Шурен. 

Начать все заново не значит начать с нуля. Возвращаясь на исходные позиции, мы даем возможность новым технологиям по-настоящему проявить себя, раскрыть новые перспективы и новые возможности. Тогда единственным ограничением для перемен останется лишь наше воображение. 

2. Персонализация процесса 

«Общеизвестно, что уникальная и отличительная особенность 3D-печати — ее способность значительно сокращать стоимость кастомизации продукта. При этом часто упускается из виду, насколько важно дать инженерам и операторам возможность персонализировать и оптимизировать сам процесс печати», — утверждает исполнительный директор Materialise Петер Лейс.

Почему кастомизация процесса так важна? Разве идеальный мир аддитивных технологий — тот, в котором оператор просто нажимает на кнопку и печатает любой продукт на основе заранее установленных параметров? Неверно полагать, что один стандартный процесс 3D-печати подходит ко всем областям применения, тем более что это недальновидно и ужасно скучно. 

Во-первых, это неправильно, поскольку 3D-печать — настолько гибкая технология, что если независимо от производимого продукта будет задействовано лишь несколько стандартных процессов, то ее потенциал по определению будет использоваться не в полной мере. Если вы хотите использовать аддитивные технологии по максимуму, то необходимо настраивать все параметры оборудования индивидуально для каждого изготовляемого продукта. В контексте прототипирования это не столь важно, так как усилия, затраченные на адаптацию процесса к конкретному продукту, могут быть амортизированы в лучшем случае при производстве небольшой партии. Поскольку 3D-печать все чаще используется в массовом производстве, необходимость разработки оптимальных процессов для каждого конкретного продукта становится все более очевидной.   

Во-вторых, философия универсального процесса, подходящего для всех продуктов, недальновидна — она абсолютно не учитывает тот факт, что персонализация и локализация идут рука об руку. Иначе говоря, 3D-принтеры могут применяться только при распределенном производстве, когда местные операторы имеют возможность адаптировать процесс в соответствии с местными условиями. Как правило, первичные параметры устанавливаются централизованно, а затем инженеры настраивают более специфические вторичные параметры в соответствии с локальными потребностями. 

«Часто упускается из виду, насколько важно дать инженерам и операторам возможность персонализировать и оптимизировать сам процесс печати», — утверждает исполнительный Петер Лейс

Наконец, мир, в котором оператор не сможет применять в процессе печати свои личные знания и опыт, станет невероятно скучным, ведь человеку останется только нажимать одну кнопку. Мир стандартных процессов стал бы не только неинтересным, но и опасным: если нет возможности отличить операторов 3D-печати по их личному «почерку», то нет и конкуренции в индустрии, а отсутствие конкуренции означает отсутствие инноваций. 

Таким образом, чем больше у операторов будет возможности настраивать, оптимизировать и персонализировать аддитивные процессы, тем больше раскроется их ценность. Да, 3D-печать должна стать быстрее, надежнее и эффективнее, но для этого ей в первую очередь необходимо стать более персонализированной. 

3. Нельзя терять время 

«COVID-19 поставил мир в условия постоянной спешки. И медики, и рядовые потребители сталкиваются с проблемами недостаточного количества и качества как основных медицинских, так и повседневных потребительских товаров. Причина в модели глобального рынка, основанной на централизованном массовом производстве. Вещи, которые мы привыкли воспринимать как должное, теперь не всегда доступны или больше не подходят для решения прежних задач, и новые решения приходится разрабатывать быстро», — рассказывает вице-президент Materialise по медицинскому направлению Брижитт де Вет. 

Процесс цифровизации повсеместно ускоряется по мере того, как компании инвестируют в технологии, способствующие их адаптации к новой реальности, когда нужно восполнять пробелы в предложении, учитывать роль удаленной работы и локальных решений. Но на этом пути компаниям придется принимать различные решения, которые будут основываться на показателях риска, затрат и окупаемости инвестиций. 

Помочь предприятиям найти собственный путь к аддитивному производству могут консалтинговые услуги 

3D-печать как раз из тех цифровых технологий, которые обеспечивают быстрый возврат инвестиций и низкие уровни риска и затрат, однако для ее внедрения, как правило, требуется продолжительная подготовка. Некоторые компании начали внедрять аддитивные технологии десять лет назад и вполне уверенно приближаются к своей цели, но те, кто лишь начинает знакомиться с 3D-печатью, больше не располагают такой роскошью, как время. 

«В результате мы видим тенденцию к развитию услуг, которые ведут компании по пути аддитивного производства. Мы наблюдаем их рост, к примеру, в секторе здравоохранения, где ценность персонализированной медицины общеизвестна, но неопределенность недопустима: заказчик должен ясно понимать, что новые решения безопасны, эффективны и могут обеспечить высокое качество лечения. Помочь минимизировать риски подобных инвестиций и ускорить внедрение могут консалтинговые услуги — благодаря тому, что эксперты делятся своими знаниями о возможностях технологии и о правильном ее применении в каждом конкретном случае», — заключает Брижитт.  

Перевод материала предоставлен компанией iQB Technologies. Авторы: Кристоф Шемке, Брэм Смитс. Оригинал на английском языке доступен по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru