FoodPro Preloader

Få 3-D-utskrift og neste generasjonsproduksjon til fabrikkgulvet [Video]


"Additive Manufacturing" tilbyr produsenter et kraftig sett med verktøy for å lage et hvilket som helst antall produkter kostnadseffektivt og med lite avfall, en banebrytende utvikling som lover å bidra til å revitalisere den amerikanske industrisektoren. Men hva vil det ta for å få prosessen ut av laboratoriet og på fabrikkens gulv? En sj

"Additive Manufacturing" tilbyr produsenter et kraftig sett med verktøy for å lage et hvilket som helst antall produkter kostnadseffektivt og med lite avfall, en banebrytende utvikling som lover å bidra til å revitalisere den amerikanske industrisektoren. Men hva vil det ta for å få prosessen ut av laboratoriet og på fabrikkens gulv? En sjenerøs kontantinfusjon, kanskje unødvendig, vil hjelpe - og det er nå i offing.

Pres. Barack Obamas unionsstat Adresse og, nylig, hans foreslåtte budsjett for finanspolitisk 2014 løft USAs produksjonsbehov trenger nær toppen av dagsordenen. Og i motsetning til de lavteknologiske produksjons- og montasjearbeidene som amerikanske selskaper har outsourcet i flere tiår, vil den nye produksjonsalderen være avhengig av additiv-produksjonsteknologi og -materialer, som er slated for å motta millioner av dollar i finansiering for å flytte dem ut av laboratoriet og på fabrikkens gulv.

3-D-utskrift er den mest anerkjente versjonen av additivproduksjon. Oppfinnere og ingeniører har i årevis brukt maskiner som koster alt fra noen få tusen dollar til hundretusener for å raskt prototype nye produkter. Alle additiv-produksjonsprosessene følger det samme grunnleggende lag-for-lag-avsetningsprinsippet på litt forskjellige måter ved bruk av pulverformige eller flytende polymerer, metaller eller andre materialer. Hvert objekt begynner som datamaskinstøttet design (CAD) eller en annen type digital fil, slik at designere kan finjustere sitt arbeid før den faktiske bygningen med liten innvirkning på kostnadene.

I den lave enden av skalaen kan en MakerBot 3-D-skriver bygge grunnleggende elementer som en hårkamme eller statue ved hjelp av polymerbaserte filamenter. Industriell skala, produksjonskvalitet fly eller bil deler krever imidlertid additiv maskiner og materialer som ikke eksisterer for tiden. Det er her finansieringen kommer inn.

Det amerikanske handelsdepartementets finanspolitiske budsjettforespørsel for 2014 omfatter i særdeleshet $ 1, 5 milliarder i det året alene for å stimulere utviklingen av nye tilnærminger til produksjon (pdf) på toppen av den $ 1 milliard-investeringen Obama-administrasjonen har forpliktet seg til i finanspolitikken 2013 for å lansere det nasjonale nettverket av Manufacturing Innovation, en gruppe på opptil 15 produksjonsforskningsanlegg over hele landet.

Den første er National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII) i Youngstown, Ohio, som vil fokusere på utvikling av additiv-produksjonsteknologi og prosesser med hjelp fra en planlagt 45 millioner dollar i føderal finansiering. Forsvars- og energidepartementet har allerede gitt $ 30 millioner av det beløpet, med NASA, Norges institutt for standardisering og teknologi (NIST), og National Science Foundation forventes å sparke i de resterende $ 15 millioner i løpet av de neste fire årene. Produksjonsfirmaer, universiteter, fellesskoler og ideelle organisasjoner har lovet instituttet ytterligere $ 40 millioner i finansiering.

Instituttet har allerede sju prosjekter i verkene. Disse anstrengelsene spenner fra grunnleggende undersøkelser om hvordan polymerer og andre materialer vil reagere under oppvarming og avsetning prosessen til flere industrielle applikasjoner, for eksempel å utvikle en billigere, høy temperaturprosess for å arbeide med termoplaster som brukes til å lage komponenter for luft og romfartøy.

Animasjonen nedenfor viser hvordan en type additiv-produksjonsprosess-elektronstråle-smelte (EBM) -verkene. EBM begynner med pulverisert metalllegering plassert i maskinens pulverbeholder. Maskinens rake fordeler et fint lag med pulver over byggeplattformen. En elektronstråle går inn i vakuumkammeret og smelter partiklene i et mønster som dikteres av en CAD-fil. Byggeplattformen senkes deretter litt, og prosessen gjentas til objektet - i dette tilfellet en turbin - har blitt fullt ut skrevet.

Det er flere områder hvor prosessen kan forbedres, forutsatt at regjeringens penger er godt brukt: I tillegg til å øke prosedyren, må produsentene sørge for at disse trykte produktene er konsistente fra en forsamling til den neste. De må også utvikle måter å lage mer komplekse, detaljerte og multimaterialeobjekter på. Fortsatt med additiv produksjon på nasjonalradaren - og enda viktigere, i budsjettet - det er bare et spørsmål om tid før de fleste deler er trykt i stedet for utskåret av råvarer.

Nedskalert: Ny Nano-enhet kan veie enkeltmolekylerHvorfor "Venus Rainbow" er egentlig en herlighetForskere lager første rom-temperatur single-electron transistorLong-Locked Genome of Ancient Man SequencedIslamic Artisans konstruert eksotisk nonrepeating mønster 500 år før matematikereKan et tall løse klimaendringene?Exxon Valdez la til hvileContinent-Wide Telescope bringer galaktisk svart hull i fokus