Полезные материалы на актуальные темы в сфере аддитивных технологий. Здесь вы найдете описание наиболее востребованных в различных отраслях 3D‑технологий, а также рекомендации по их применению в бизнесе и на производстве.
Прошедший год стал важным этапом в развитии аддитивного производства, в отрасли произошло множество значительных изменений. Технологии 3D‑печати, которые изначально воспринимались как инструмент для прототипирования, все чаще используются для массового производства и выпуска готовых изделий.
В 2024 году компании продолжили внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения, что открыло новые возможности для оптимизации производственных процессов и создания инновационных продуктов в различных отраслях. В этой статье мы подводим итоги 2024 года для аддитивного производства и анализируем ключевые тренды и достижения.
Объем рынка
Рынок аддитивного производства продолжает стремительно развиваться, демонстрируя устойчивый рост. В 2023 году его объем составил 16,14 млрд долларов, и, согласно прогнозам, к 2024 году он увеличится до 19,74 млрд долларов, что соответствует среднегодовому темпу роста (CAGR) 22,3%.
Причины такого роста заключаются в повышенном спросе на прототипирование и быструю разработку моделей, а также в растущей потребности в производстве сложных и индивидуализированных деталей, сокращении отходов материалов и возможности адаптации технологий к различным отраслям, включая аэрокосмическую и медицинскую.
По оценкам Precedence Research, рынок промышленной 3D‑печати, который в 2024 году составит около 3,56 млрд долларов, продолжит расширяться, и к 2025 году его объем вырастет до 4,31 млрд долларов. В долгосрочной перспективе, согласно прогнозам, он может превысить 24 млрд долларов к 2034 году, что обеспечит среднегодовой темп роста на уровне 21,04%.
Прогноз объема рынка промышленной 3D‑печати в 2024-2034 гг, млрд долларов
© Precedence Research
Аддитивное производство как конкурентное преимущество
По словам старшего вице-президента по глобальным вопросам Additive Minds Грегори Хейса, компании, внедрившие аддитивные технологии в массовое производство, добились значительного улучшения производительности и эффективности. Например, компания Align Technologies ежедневно производит полмиллиона Invisalign — это прозрачные пластиковые каппы, которые заменяют металлические брекеты, а SpaceX использует 3D‑печать в производстве двигателей Raptor, а именно изготавливает камеры сгорания и турбонасосы. В 2024 году компании массово переходили от прототипирования к полномасштабному производству, потому что это позволяет ускорить процессы разработки, снизить затраты и создавать уникальные продукты.
© amfg.ai
Искусственный интеллект в аддитивном производстве
В 2024 году компании продолжили активно использовать искусственный интеллект (ИИ) в 3D‑печати: это повышает эффективность и оптимизирует процессы на всех этапах производства.
Для чего применяют ИИ?
-
Проектирование и предварительная подготовка
ИИ активно используется на этапах проектирования, помогая определить, является ли аддитивное производство оптимальным выбором для конкретного изделия. Он также применим для топологической оптимизации и позволяет создавать более легкие и функциональные конструкции. Так, несколько автопроизводителей успешно внедрили ИИ в свои процессы. BMW смогла оптимизировать конструкцию на основе ИИ для производства легких металлических компонентов, что позволило снизить общий вес автомобиля. А компания Ford использовала искусственный интеллект для улучшения качества и точности деталей, напечатанных на 3D‑принтере, обеспечив их соответствие стандартам безопасности. -
Обеспечение качества и обнаружение дефектов
В области контроля качества ИИ интегрируется с системами технического зрения, обеспечивая мониторинг производства в реальном времени и выявление дефектов, что минимизирует вероятность брака. Кроме того, ИИ активно применяется для предсказания и предотвращения ошибок в процессе производства. -
Контроль расхода материалов
ИИ может контролировать использование материалов, предотвращая их избыточный расход. Этот передовой инструмент не только помогает оперативно устранять проблемы, но и с помощью машинного обучения может принимать решения самостоятельно. -
Прогнозирование технического обслуживания
Аналитика, основанная на ИИ, позволяет предсказать потенциальные проблемы с оборудованием и заранее инициировать необходимые меры, такие как производство запасных частей с помощью 3D‑печати.
Проект компаний Eplus3D и LEAP 71 — жидкостный ракетный двигатель, спроектированный с помощью большой вычислительной модели на основе ИИ Noyron RP и напечатанный целиком из металла © leap71.com
Инновационные решения
В 2024 году инновации в области аддитивного производства продолжают развиваться быстрыми темпами, и одним из наиболее перспективных направлений является интеграция технологий 3D‑печати с традиционными методами, такими как ЧПУ-обработка.
Пример такого подхода продемонстрировала компания Innovative 3D Manufacturing, которая применяет уникальную методику «переспецификации» характеристик деталей. Хотя этот подход может показаться необычным, на практике он позволяет достичь высокой точности и снизить затраты. Детали, полученные с помощью 3D‑печати с избыточным материалом, оказываются ближе к конечной форме, чем литьевые изделия, при этом требуют минимальных усилий для финишной обработки. Использование аддитивных технологий в тандеме с традиционным машиностроением имеет все шансы стать важной частью будущих производственных процессов.
Другим значимым достижением 2024 года в области аддитивного производства стало его внедрение в автоспорте. Например, IndyCar использует 3D‑печать для повышения безопасности автомобилей. Одним из таких нововведений стал верхний каркас, произведенный с помощью аддитивных технологий. Он не только фиксирует крышу, защищающую гонщика от обломков, но и может спасти жизнь при перевороте автомобиля.
Не менее интересным для аддитивных технологий 2024 год стал в сфере экологии, где их использовали для улучшения качества питьевой воды. Некоторые химические вещества могут разлагаться до 1000 лет и представляют серьезную угрозу здоровью, нарушая работу репродуктивной и сердечно-сосудистой системы, а также увеличивая риск диабета. Новая технология с использованием 3D‑печати позволяет удалить до 75% этих химикатов из воды всего за три часа: на принтере печатают решетки из специального материала, который вытягивает вредные вещества из воды. В будущем мы сможем поблагодарить аддитивные технологии за более безопасную и чистую питьевую воду.
Решетки, напечатанные из специального материала © University of Bath
Прошедший год стал знаковым для аддитивного производства, открыв новые горизонты и возможности для развития отрасли. Следите за интересными новостями из мира 3D‑производства в нашем блоге.