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2020年是我们任何人都无法预测的一年,大流行以多方面的方式影响和激励着制造业和工程行业。随着新冠病毒席卷全球,它颠覆了2020年,迫使企业和个人适应。全球供应链发生了变化,世界在劳动力运营、社会交流和文化消费方面从实体转向数字,3D打印是这种变化的核心。

正如纳斯达克(Nasdaq)所述,“去年,医疗供应链有时被彻底摧毁,3D打印成为危机中支持医疗体系的关键技术。”展望未来,3D打印医疗保健市场从现在到2026年的复合年增长率预计将达到19.2%。

的确,3D打印成为了希望的灯塔,并继续成为战胜和应对致命冠状病毒的关键组成部分,巩固了其在工程和制造过程中的关键和持续作用。

3D打印如何帮助应对新冠病毒

2020年,3D打印技术在抗击疫情中发挥重要作用,包括快速生产3D打印口罩和防护用品。在GrabCAD Shop的帮助下,3D打印巨头Stratasys迅速为医院、医务人员和其他一线救援人员打印了超过10万个面罩。

自那以后,它已经运送了超过27.5万个护盾,并扩展到3D打印鼻部测试棉签,并提供面罩框架文件供下载。全球各地的公司都进行了类似的尝试,生产口罩调节器、临时紧急隔离空间、免提开门器、测试拭子和呼吸器部件成为优先事项。“innovate2ventilate”项目等运动鼓励了广泛的社区创新和独创性,这在3D打印领域是前所未有的。

2021年增材制造趋势

展望未来,2021年在这一领域有无限的可能性,希望我们所有人都有一个更光明的未来,因为它的能力。增材制造(AM)预计在未来五年内将增长510亿至1200亿美元。

行业特定3D打印机/材料需求增加

布加迪(Bugatti)和通用电气(General Electric)等公司、美国国家航空航天局(NASA)等政府机构、城市规划部门和世界各地的医疗保健部门都在改变运营方式,以利用3D打印技术。由于增材制造提供了节省时间和成本、减少浪费、在打印过程中使用废弃材料并简化供应链的能力,增材制造和其他主要行业之间的合作机会将会越来越多。

航空航天:随着航空航天工业对3D打印的不断投资,我们可以期待在这个领域看到更多的现场3D打印操作。现场3D打印功能提供了突破性的实时设计,先进的处理,更安全的试验方法和定制组件的实施。

3D骨打印:我们可能会看到3D打印机在医院和手术室里变得更加普遍。新南威尔士大学悉尼分校的科学家们发明了一种基于陶瓷的墨水,这种墨水可以在几分钟内“打印”出新的骨骼,使用的是活细胞,不需要强烈的化学物质或辐射。

它将使外科医生能够用3D打印骨元素,该技术有可能用于修复由创伤、癌症和许多其他情况引起的受损骨。

航空:通用电气计划利用3D打印技术,每架波音787可节省高达300万美元,同时确保重量减少25%,简化供应链,提高生产率,减少发动机生产组装时间。他们解释说,“在一个新的先进涡轮螺旋桨发动机中,12个3d打印部件取代了多个承包商生产的855个部件”。

汽车工业:3D打印也将在汽车生产中发挥越来越重要的作用。布加迪的工程师们利用AM技术发明了一种压力加载的耦合杆,重量只有100克,但可以传递3.5吨的力。

此外,宝马(BMW)还在继续使用他们的3D打印技术(至少在他们自己的德国制造园区),利用特殊算法高效地定制精密塑料和金属部件。

建筑:3D打印技术用于住宅开发已经有一段时间了,因为增材制造具有减少建造时间、减少伤害、减少浪费和减少环境影响的潜力。预计在未来的一年中会有更多的人使用这种技术,特别是当公司试图减少因病毒而同时在场和近距离在场的人数时。

到目前为止,令人印象深刻的例子包括3D打印公司SQ4D在短短8天内打印了一个1470平方英尺的房子,总共只有48小时的打印时间。这栋房子完全是现场打印和建造的,花费不到6000美元。

还有迪拜7,000平方英尺的3D打印住宅,该国的目标是到2025年,每座新建筑中至少有25%是3D打印的。

数据的力量和更大的自动化

3D打印是一个复杂的过程,用不同的材料生产复杂的零件意味着需要大量的数据准备和后期处理,以保证最终结果按计划出来。

3D打印公司正在把这作为一个优先事项。实际上,通过提高自动化程度和改进数据流程,生产时间得到了改善,成本得到了降低,收入得到了提高,错误得到了最小化。在未来的一年里,预计将看到更多的数据驱动3D打印和更大的自动化在AM内感谢软件解决方案,如GrabCAD Shop。

这方面的一个例子是Stratasys的连续构建3D演示程序,它由一系列可伸缩的FDM 3D打印机组成,可以连续打印批量零件。Stratasys制造解决方案副总裁Scott Sevcik表示:

“我们使用工业机器人和工业运动控制作为沉积头的运动系统。通过这样做,我们在工厂使用的控制系统,整合工厂,接口所需的互连技术的数据可以知道系统和反馈过程控制使用和基本的工厂计划,所以这额外的分析可能会收集。”

总结

3D打印无疑缓解了2020年的一些动荡,因为它继续帮助满足了前所未有的医疗物资需求,并帮助检测和治疗冠状病毒和其他致命疾病。

很明显,增材制造将继续为各种行业提供解决方案,并在2021年改变全球经济。随着人们对这项革命性技术的关注比以往任何时候都更加耀眼,投资将会增加。

3D打印从未像现在这样成为我们所有人日常生活的核心,我毫不怀疑,明年将会有无数的创造、创新和企业机会。