Έρχεται το 3D printing για να αλλάξει τις ζωές μας

Mε στόχο να προετοιμάσουν την ελληνική αγορά στην άφιξη της Προσθετικής Κατασκευής (AM) / 3D Printing, η οποία αλλάζει την όψη της βιομηχανίας παγκοσμίως, ανακοίνωσαν πρόσφατα τη συνεργασία τους έξι πρωτοπόρες εταιρίες τεχνολογίας και κορυφαίοι οργανισμοί.

Ειδικότερα, η Siemens AE, το ΕΛΚΕΜΕ, (Ελληνικό Κέντρο Ερεύνης Μετάλλων ΑΕ),  θυγατρική της Viohalco, το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών (ΕΚΕΦΕ) «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ», ο Όμιλος αεροδιαστημικής βιομηχανίας και τεχνολογίας OHB και ο επίσημος Smart Partner της Siemens Digital Industries Software, FEAC Engineering ένωσαν τις δυνάμεις σε μια κοινή πρωτοβουλία για την διάδοση της Προσθετικής Κατασκευής και στην Ελλάδα προκειμένου η παραγωγή διαδικασία να γίνει πιο αποτελεσματική, πιο ευέλικτη και πιο αξιόπιστη επιτρέποντας τον σχεδιασμό, την προσομοίωση και τη δημιουργία πιο σύνθετων κατασκευών, που δεν υποστηρίζονται από τις συμβατικές γραμμές παραγωγής. Την επόμενη δεκαετία, η Προσθετική Κατασκευή θα είναι παντού – από τα καταναλωτικά αγαθά έως τις βιομηχανικές εφαρμογές.

Τα ιδρυτικά μέλη της Πρωτοβουλίας θα παρέχουν την τεχνογνωσία και το παγκόσμιο δίκτυό τους προκειμένου να δημιουργήσουν μια πλατφόρμα Προσθετικής Κατασκευής (3D Printing) στην Ελλάδα με στόχο να καταστήσει ευρύτερα γνωστή τη νέα τεχνολογία και να βοηθήσει τις επιχειρήσεις που ενδιαφέρονται με τη δημιουργία μιας κοινότητας μελών που θα προσφέρει εκπαίδευση, θα μοιράζεται παραδείγματα για βέλτιστες πρακτικές, θα φέρνει κοντά τις συνεργαζόμενες επιχειρήσεις, κ.α.

Σε διάφορα ζητήματα που συνδέονται με την Προσθετική κατασκευή δίνει απαντήσεις στο ΑΠΕ/ΜΠΕ η Πρωτοβουλία των έξι.

– Πώς θα μπορούσαμε να ορίσουμε της Προσθετική Κατασκευή ώστε να γίνει κατανοητή σε όποιον επιθυμεί να ενημερωθεί για τη νέα αυτή τεχνολογία; H προσθετική κατασκευή (Additive Manufacturing) και η τρισδιάστατή εκτύπωση (3D-printing) είναι μια ομάδα παραγωγικών διεργασιών. Η διαδικασία ξεκινά με την τρισδιάστατη αναπαράσταση του προς κατασκευή προϊόντος σε ψηφιακή μορφή. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, είτε με την εξαρχής τρισδιάστατή σχεδίαση του (Computer Aided Design), είτε με την τρισδιάστατη ψηφιακή σάρωσή του (3D-Scanning). Στην συνέχεια, το ψηφιακό πρωτότυπο «τεμαχίζεται» σε μια σειρά παράλληλων στρώσεων. Τα στρώματα υλικού εναποθέτονται το ένα πάνω στο άλλο, δημιουργώντας έτσι ένα νέο ολοκληρωμένο εξάρτημα. Ακολουθεί το στάδιο της τελικής επεξεργασίας (ποικίλει αναλόγως του υλικού κατασκευής και της εφαρμοστέας τεχνολογίας). Συνήθως, είναι κάποια θερμική επεξεργασία, η αφαίρεση των ενδεχομένων υποστηρικτικών δομών ή άλλη επιφανειακή κατεργασία. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση αίρονται οι τεχνικοί και σχεδιαστικοί περιορισμοί των παραδοσιακών κατεργασιών και δημιουργείται η δυνατότητα σχεδιασμού και κατασκευής εξαρτημάτων με πολύπλοκα γεωμετρικά μέρη, αδύνατο ως τώρα με τη χρήση παραδοσιακών μεθόδων.

– Η Προσθετική Κατασκευή κάνει την παραγωγή πιο αποτελεσματική, πιο ευέλικτη και πιο αξιόπιστη. Μπορείτε να μας δώσετε κάποια παραδείγματα; Η προσθετική κατασκευή υφίσταται και αναπτύσσεται από την δεκαετία του 1980. Εφαρμόζεται ήδη σε πολλούς διαφορετικούς τομείς σε σχέση με το παρελθόν, αφού έχει πολλά πλεονεκτήματα. Ενδεικτικά αναφέρονται: -Μεγάλη ευελιξία στον σχεδιασμό και στην κατασκευή με δυνατότητα παραγωγής εξατομικευμένων και περίπλοκων αντικειμένων χρησιμοποιώντας ακριβώς όσο υλικό είναι απαραίτητο. -Μείωση απώλειας υλικού κατά την παραγωγή και συνεπώς του κόστους των υλικών μέχρι 90% -Μειωμένα απόβλητα (χαμηλό περιβαλλοντολογικό αποτύπωμα) -Μείωση χρόνου παραγωγής πρωτοτύπου, δυνατότητα ελέγχου λειτουργικής συμπεριφοράς αυτού σε φυσικές συνθήκες περιβάλλοντος (testing) και εκ νέου εκτύπωσης γρήγορα και οικονομικά, εάν χρειαστεί. -Κατασκευή αντικειμένων μόλις δημιουργηθεί το τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, εξαλείφοντας την ανάγκη για ακριβό και χρονοβόρο εργαλειακό εξοπλισμό για κατασκευή πρωτοτύπου. -Επιτάχυνση του κύκλου σχεδιασμού, παραγωγής και ελέγχου επιτρέποντας την άμεση αξιολόγηση της βιωσιμότητας ενός προϊόντος και την ενσωμάτωση αλλαγών όπου τυχόν απαιτούνται. -Δυνατότητα τροποποίησης ενός σχεδίου με  άμεση δημιουργία ενός αντικείμενου – επομένως καθίσταται ως ένας οικονομικός τρόπος για τη δημιουργία μεμονωμένων αντικειμένων. -Ταχεία προσαρμογή στις απαιτήσεις του των αγορών και δημιουργία νέων δυνατοτήτων παραγωγής εκτός εργοστασίων. – Tην επόμενη δεκαετία, η Προσθετική Κατασκευή θα είναι παντού – από τα καταναλωτικά αγαθά έως τις βιομηχανικές εφαρμογές, επιτρέποντας τη δημιουργία νέων και καινοτόμων σχεδιαστικών προϊόντων, την ανάπτυξη ισχυρότερων και ελαφρύτερων ανταλλακτικών, καθώς και τη μείωση του χρόνου παράδοσης και του κόστους. Αναφορά σε κάποια χαρακτηριστικά παραδείγματα – Στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας: -Για το υδρόψυκτο κέλυφος του ηλεκτροκινητήρα, τα ιδιαίτερα απαιτητικά σχεδία των καναλιών ψύξης, λόγω της κατασκευαστικής πολυπλοκότητάς τους, – εκτελούνται πλέον εύκολα, με την προσθετική κατασκευή, χωρίς επιπρόσθετες διεργασίες. Έτσι επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης ψύξης αλλά και της συνολικής απόδοσης του αυτοκίνητου, με ταυτόχρονη μείωση του συνολικού βάρους, της ποσότητας υλικού για την κατασκευή και των σχετικών αποβλήτων. Για κατασκευή χαμηλού βάρους και υψηλής αντοχής εξαρτημάτων σε αμαξώματα υψηλής απόδοσης / αγωνιστικού τύπου . -Στην αεροπορική βιομηχανία, η χρήση προσθετικής κατασκευής έχει αντικαταστήσει πλήρως πολλές καθιερωμένες διεργασίες. – Στον αεροδιαστημικό τομέα: Στο διεθνή Διαστημικό Σταθμό έχει εγκατασταθεί ήδη εκτυπωτής προσθετικής κατασκευής. Σύντομα όλες οι διαστημικές αποστολές θα διαθέτουν τέτοιους εκτυπωτές καθώς δίνουν τη δυνατότητα στα μέλη αυτών να δημιουργούν τα δικά τους εξαρτήματα και εξοπλισμό. Αυτό θεωρείται ζωτικής σημασίας για την επιβίωση και μακροχρόνια αποίκηση, σε αποστολές πέραν του Διαστημικού Σταθμού( Σελήνη,’Αρη κ.λπ.). – Στις ιατρικές εφαρμογές, η προσθετική κατασκευή χρησιμοποιείται στην αντικατάσταση οστών, φακών επαφής, τεχνητών συνδέσμων και καθετήρων όπου η ανάγκη για προσαρμογή του τελικού προϊόντος στον εκάστοτε ασθενή είναι συνήθως εξαιρετικά υψηλή. Επίσης, εφαρμόζεται για περιπτώσεις ανάγκης άμεσης κατασκευής (π.χ. κατά τη διάρκεια χειρουργείου) με χρήση βιοσυμβατών υλικών (π.χ. τιτάνιο, ανοξείδωτο χάλυβα, σιλικόνη.) -Στη συντήρηση ή επισκευές παραγωγικών μονάδων: για παράδειγμα, για την κατασκευή του ένσφαιρου τριβέα (ρουλεμάν), δίνοντας έτσι τη δυνατότητα άμεσης αντικατάστασής του χωρίς την ανάγκη πρόβλεψης αποθήκευσης ανταλλακτικών. Αυτό είναι εξαιρετικά χρήσιμο για τα εργοστάσια με τα αμέτρητα εξαρτήματα συντήρησης που πρέπει να υπάρχουν διαθέσιμα για την αντιμετώπιση έκτακτων βλαβών. Επομένως, με την εκτύπωση μειώνεται δραστικά το κόστος, ο χρόνος  επισκευής αλλά και ο απαραίτητος χώρος αποθήκευσης.

– Με ποιο τρόπο θα αλλάξει την όψη της βιομηχανίας παγκοσμίως; Τα συστήματα παραγωγής προκειμένου να είναι αποτελεσματικά, θα πρέπει να χαρακτηρίζονται από έντονη αυτοματοποίηση, απρόσκοπτη διαλειτουργικότητα και υψηλή ευελιξία, με στόχο όχι μόνο τη γενικότερη μείωση του χρόνου και κόστους παραγωγής.

H βιομηχανία προσπαθεί συνεχώς να απαντήσει στην ανάγκη της αγοράς για προσαρμοσμένα προϊόντα στις ειδικές ανάγκες του κάθε τελικού χρήστη, χρησιμοποιώντας λιγότερες πρώτες ύλες και εξοικονομώντας ενέργεια -επομένως μειώνοντας ταυτόχρονα τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις- με παράλληλη μείωση του χρόνου παραγωγής και του τελικού κόστους προϊόντος, διασφαλίζοντας πάντα την υψηλή ποιότητα.

Η εποχή της μαζικής παραγωγής  που χαρακτηριζόταν από υψηλό όγκο όμοιων προϊόντων με χαμηλές τιμές, έχει δώσει την σκυτάλη στην εποχή της προσαρμοσμένης παραγωγής που χαρακτηρίζεται από υψηλή ποικιλία στα προϊόντα με τη συμμετοχή του τελικού χρήστη. Αυτή με τη σειρά της εξελίσσεται στην προσωποποιημένη παραγωγή  που οδηγεί σε «χωρίς περιορισμούς», ως προς στη διαφοροποίηση, παραγωγή προϊόντων με την ενεργή συμμετοχή του τελικού χρήστη. Είναι προφανές, πως για να λειτουργήσει η προσωποποιημένη παραγωγή πρέπει το προϊόν να σχεδιαστεί σε μια ανοιχτή δομή, ώστε να δίνει το δικαίωμα στον τελικό χρήστη/πελάτη να επέμβει και να προσαρμόσει/τροποποιήσει το προϊόν στις ανάγκες του.

ΠΗΓΗ: ΑΠΕ