Процесс 3D-печати был изобретен Чаком Хиллом в 1983 году и назван «стереолитографией» как метод создания твердых объектов путем последовательной печати тонких слоев ультрафиолетового материала друг над другом. Этот метод заложил основу для текущего сценария 3D-печати. Современное определение 3D-печати можно определить как процесс аддитивной инженерии для создания физического объекта из цифрового источника или дизайна. Сегодня на рынке представлены различные 3D-технологии и материалы, но все они следуют одной и той же стандартизированной процедуре: твердый материал из цифрового дизайна путем добавления последовательных слоев. Типичная 3D-печать, инициируемая созданием оцифрованного файла конструкции физического блока. Следующий шаг зависит от используемой технологии и материала: от системных принтеров до расплавления материала и размещения его на платформе для печати. Время сильно зависит от размера отпечатка и часто от событий постобработки. Типичные методы печати включают моделирование наплавления, стереолитографию, цифровую световую обработку, селективное лазерное спекание, многоструйное и многоструйное моделирование, напыление связующего и печать металлом (селективное лазерное плавление и плавление электронным лучом). Материалы для печати варьируются в зависимости от вариантов печати: резина, пластик (полиамид, ABS, PLA и LayWood), керамика, биоматериалы, песчаник, металлы и сплавы (титан, алюминий, сталь, кобальт-хром и никель).
3D-принтер выгоден тем, что позволяет создавать сложные конструкции, которые невозможно изготовить традиционными методами, настраивать продукты без дополнительной детализации или инструментов и без дополнительных цен, а также дает надежду предпринимателям или дизайнерам на рентабельное производство для тестирования на рынке. или другие нужды. Кроме того, традиционные способы изготовления узла генерируют огромное количество отходов сырья, например, производство кронштейнов потребляет почти 90% сырья. С другой стороны, производственный процесс 3D-печати предполагает минимальные отходы материала и может быть переработан в следующем цикле.
Однако концепция 3D-моделирования часто имела недостатки, такие как высокая стоимость производства больших размеров, ограниченная прочность и долговечность, а также более низкое разрешение качества. Кроме того, на рынке представлено более 500 материалов для 3D-печати, большинство из которых изготовлено из пластика и металла. Однако из-за быстрого развития технологий количество материалов быстро увеличивается, включая дерево, композиты, мясо, шоколад и так далее.
Согласно открытым источникам, к 2027 году десятая часть мирового производства будет напечатана на 3D-принтере. В результате стоимость принтеров снизится с 18 000 до 400 долларов в течение следующих 10 лет. Поэтому различные компании начали производить 3D-печать, например, доминирующие обувные компании, а также в аэрокосмическом строительстве. Развивающаяся технология создаст сценарий, в котором смартфоны будут дополнены сканером, способным построить что угодно дома, например, Китай создал полное 6-этажное здание с использованием технологии 3D-печати.
3D-печать имеет множество применений в медицине, производстве, социальной культуре и промышленности. Основываясь на производственных приложениях, область делится на гибкие инструменты, продукты питания, исследования, прототипирование, облачные надстройки и массовую настройку. Основываясь на медицинском применении, поле распространяется на устройства для биопечати и лекарства. Например, в августе 2015 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило хирургическое винтовое устройство, напечатанное на 3D-принтере, получившее название «FastForward Bone Tether Plate». Кроме того, в мае 2017 года ученый из Института интеллектуальных систем Макс Планк в Германии разработал микромашину под названием «микропловцы», используя технологию 3D-принтера от Nanoscribe GmBH, чтобы точно доставлять лекарства к месту заражения и контролировать его внутри тела. Различные отрасли промышленности приняли технологию 3D-печати для производства своей продукции. Например, Airbus SAS во Франции заявила, что ее продукт Airbus A350 XWB содержит более 100 компонентов, напечатанных на 3D-принтере. Аэрокосмическая промышленность разработала 3D-принтер в сотрудничестве между Центром космических полетов Маршалла НАСА (MSFC) и Made In Space, Inc. для печати в условиях невесомости.
это рынок
Согласно последнему обновленному отчету, доступному на DecisionDatabases.com, мировой рынок 3D-печати, по прогнозам, достигнет XX долларов США к 2022 году, с XX в 2015 году, со среднегодовым темпом роста в XX% с 2016 по 2022 год. Рынок сегментирован на основе типа принтера, типа материала, формы материала, программного обеспечения, услуг, технологии, процесса, отрасли, области применения и географии.
В зависимости от типа принтера рынок делится на настольные 3D-принтеры и промышленные принтеры. По типу материала рынок делится на пластмассы, металлы, керамику и другие (воск, фанера, бумага, биоматериалы). В зависимости от формы материала рынок делится на волокна, порошки и жидкости. На основе программного обеспечения рынок сегментируется на основе программного обеспечения для проектирования, программного обеспечения для проверки, программного обеспечения для принтера и программного обеспечения для сканирования. В зависимости от технологии рынок сегментируется на основе стереолитографии, моделирования наплавления, селективного лазерного спекания, прямого лазерного спекания металла, полиструйной печати, струйной печати, электронно-лучевой плавки, лазерного осаждения металла, цифровой световой обработки и производства ламинированных объектов. В зависимости от процесса рынок сегментируется на основе распыления связующего, прямого осаждения энергии, экструзии материала, распыления материала, сплавления в порошковом слое, фотополимеризации в ванне и ламинирования листов. По вертикали рынок сегментирован на автомобильную промышленность, здравоохранение, архитектуру и строительство, потребительские товары, образование, промышленность, энергетику, печатную электронику, ювелирные изделия, продукты питания и кухню, аэрокосмическую и оборонную промышленность и другие. В зависимости от применения рынок сегментируется на основе прототипов, инструментов и функциональных частей.
Географически рынок сегментирован на основе Северной Америки, Латинской Америки, Европы, Азиатско-Тихоокеанского региона, Ближнего Востока и Африки.
Такие факторы, как высокие инвестиции в исследования и разработки (НИОКР), низкий уровень отходов сырья и простота создания индивидуальных продуктов, стимулируют рост рынка. Однако развитию рынка препятствуют такие факторы, как ограниченная доступность типографий, высокие цены на материалы и нехватка квалифицированных специалистов.
