Material inställd på att forma framtiden för 3D-utskrifter

I början av juli tecknade australiska-noterade grafit och nickel gruvbolag Kibaran, som är verksamt i Tanzania, en affär med Melbourne-baserade 3D tryckeri 3D Group, att gå halvor i ett nytt forsknings- och utvecklingsföretag som heter 3D Graphtech Industries.

3D-utskrifter arv

Skrivare, Ricoh ökar investeringar i Brasilien, hårdvara, HP: s Q3 slår uppskattningar men PC, skrivare elände fortsätter, 3D Printing, Bioprinting ben och muskler:? De bläckstråleskrivare cell skrivare som formar framtiden för transplantationer, hårdvara, Samsung släpper SDK för B2B skrivare UX

Även bolagets nya namn kanske inte är så catchy som vissa är verksamheten som företaget arbetar för att bygga på den lokala marknaden mycket catchy faktiskt.

I själva verket är det för närvarande en av de mest synligt snabbväxande sektorer i världen, och det har fångat fantasin hos en stor tvärsnitt av världens industri – från möbeldesigners och konstnärer rymdingenjörer och militären.

Den centrala fokus för samarbete mellan Kibaran och 3D-gruppen är att räkna ut hur man använder grafen, ett kol nano-material som härrör från grafit, i 3D-utskriftstillämpningar.

I juli berättade Kibaran aktieägarna 3D tryckeribranschen var utvecklas snabbt, med accelererande teknisk utveckling förväntas driva 3D-utskrifter marknadsvärdet från sin nuvarande $ 3,8 miljarder $ 16,2 miljarder 2018 – som uppskattas av Canalys i sin 3D-utskrifter marknads studie som publiceras på 31 mar 2014.

Likaså Wohlers Report 2014, som publicerades i maj, lämnade värderingen av marknaden för 3D-utskrifter, som består av alla produkter och tjänster över hela världen, på $ 3,07 miljarder förra året, med årlig tillväxt på 34,9 procent.

Med 3D-utskrift upptar en sådan snabbrörliga nisch på marknaden, Kibaran och 3D-gruppen är, som ett växande antal organisationer runt om i världen, i hopp om att utnyttja den marknaden och fånga vågen innan den vapen.

I sitt mål att uppnå detta ändamål är 3D-gruppen ägna särskild uppmärksamhet åt materialutveckling för 3D-utskriftsenheter, tillsammans med konstruktionsdata och immateriell egendom (IP) som gäller för 3D-utskrifter.

Med den beräknade framtida tillväxtpotential på marknaden i åtanke, har 3D-gruppen sagt att man vill bli inget annat än Australiens ledande integrerat flera plattformar 3D tryckeri.

3D-utskrifter kan har nyligen fångat fantasin hos 3D-gruppen – och världen – men det är inte nytt.

3D-utskrifter – eller additiv tillverkningsteknik, eftersom det annars känd – har funnits i decennier. Även om vissa av de material som används i 3D-utskrifter har varierat något sedan den infördes på 80-talet, själva processen bakom tillsatsen utskrift “i en tredimensionell matris stort sett oförändrad på många sätt.

En 3D-skrivare kommer att ha antingen ett skrivhuvud rör sig på tre axlar eller fler injicera ett harts, polymer eller något liknande ämne på en yta, lager för lager tills ett föremål byggs eller har en plattform i rörelse under en skrivhuvud för att effektivt åstadkomma samma skikt-för-skikt-objekt build.

Även under 80-talet, har tekniker utvecklats för att konstruera metallföremål använder additiva tillverkningstekniker. Två av dessa tekniker var direkt metall lasersintring (DML) och selektiv lasersintring (SLS), vilka båda involverar typiskt bindande metallpulver tillsammans för att skapa fasta föremål, även om nylon och polystyren kan också användas i vissa SLS applikationer.

Medan kärnteknologi bakom 3D-utskrifter har funnits ett tag, det har också traditionellt ganska begränsad i den typ av material som krävs för att skriva ut objekt. Tidigt var det harts, nu är det en lite bredare, och omfattar olika typer av polymerer.

Inom tillverkningssektorn, sintring 3D-skrivare använder vanligtvis ett litet urval av metallpulver – titan är särskilt populärt bland rymdentreprenörer, till exempel.

På senare tid har 3D-skrivare dykt upp som kan hantera mer än en typ av material åt gången, skriver sammansatta föremål. Dessa material är relativt restriktiva.

3D-gruppens vd Frank Pertile är dock övertygad om att materialutveckling kommer att vara en av de viktigaste faktorerna som kommer att bana väg för den framtida utvecklingen av 3D-grafiska industrin.

Materialsidan av saker är en mycket, mycket viktig i ett större perspektiv, “Pertile berättade webbplatsen.” Materialen är vad som kommer att ta 3D-utskrifter till en helt ny nivå.

Han sade också att uppgifter om 3D-utskrifter och digitala konstruktioner för 3D-skrivare sannolikt kommer att spela en allt viktigare roll i framtiden för sektorn, särskilt när det gäller online-3D-utskrift marknadsplatser, som för närvarande verkar vara skjuter upp runt om i världen som svampar .

3D-gruppen arbetar för att kunna erbjuda end-to-end-tjänster och produkter genom hela 3D-utskrift landskap – från prototyper 3D-skrivare och detaljhandel kiosker, en onlinemarknadsplats och utskrift byrå, och även en långtgående 3D utskrift skolutbildning program. Och data kommer sannolikt att vara nyckeln till de flesta av dessa mål, enligt Pertile.

“Det är en väldigt dynamisk landskap när du inser att det handlar om data, och att data kan tillämpas på så många olika slutformer”, sade han.

Dock ges ansträngningen 3D-gruppen lägger i sin gemensamma projekt med Kibaran, är materialutveckling klart ett centralt tema i bolagets bredare planer. Pertile tror att om materialforskare kan leverera en fungerande lösning för att använda grafen i 3D-utskrifter, kan det förändra tillverknings evigt.

3D-utskrifter + grafen = revolution

Mindre, billigare 3D-skrivare

Om något kan utvecklas som gör gifta 3D utskriftsteknik med grafen, då det kommer definitivt vara en spel-växlare när det gäller att bygga saker som elektriska apparater “, sade han.” Det går att öppna möjligheten att – i en nästan en print mode – utveckla en produkt från sina interna till estetik.

Först utvecklades i 2004, är grafen rent kol i form av en tunn, nästan genomskinliga blad, en atom tjockt. Det är för närvarande anställd av forskargrupper runt om i världen för sin anmärkningsvärda ledningsförmåga, styrka, isolering och vikt egenskaper – som alla överträffar även de närmaste material konkurrenter genom enorma grader.

Medan arbetet utförs av bland andra Manchester University i Storbritannien och forskare i USA hoppas Pertile sitt eget team i Australien kommer att utveckla immateriella rättigheter runt 3D tryckprocesser som utnyttjar nanomaterial.

Utsikterna och potential införlivandet av grafen i befintliga enheter och teknik är enorm “, sade han.” Till exempel, om du kan bädda in grafen i en polymer som gör det mycket stark, hela reservdelsindustrin kan påverkas av att .

Syn

Även Pertile är klart att en framgångsrik utveckling av sådan teknik skulle leda till stora förändringar i 3D-utskrifter roll inom tillverkningsindustrin, medger han att dagens additiv tillverkningsteknik är fortfarande till stor del används för prototyper och högvärdig produktion låg volym.

De är fördelarna med tekniken just här, just nu. När det gäller massproduktion, det är verkligen inte det nu, materialkostnaderna är för höga, det är för långsam, och det är bara inte kommer att drabba dessa marknader “, sade han.

3D-utskrifter för snabba prototyper och proof-of-konstruktionsändamål är inget nytt för tillverkare, med upp till 25 procent av tillverkningen redan anställa additiva tillverkningstekniker för prototyper, enligt en Pricewaterhousecoopers rapport (PDF), medan 10 procent använder också 3D-utskrifter för framställning av sista delarna,. Även företag som Boeing använder additiva tillverkningstekniker för slutproduktion av mindre flygplansdelar, många stora tillverkare, såsom Ford Motor Co., har använt 3D tryckt införliva rapid prototyping i sin forskning och utveckling cykler.

Dessa dagar, är det dock inte bara stora tillverkare som använder 3D-utskrifter för rapid prototyping. En stor del av den senaste tidens tillväxt i 3D-utskrifter marknaden har drivits av mindre, billigare tryckpressar översvämningar på marknaden.

I själva verket, den senaste Wohlers rapporten föreslog att en stor del av den förväntade tillväxten i 3D-utskrifter kommer att drivas av försäljning av “personliga” 3D-skrivare – skrivbordsstyrda 3D-skrivare som säljer för $ 5000 eller under,. Tillväxten har redan varit akut synlig för Joe Farr, chef för Thinglab i Australien, en distributör för populära kommersiella 3D skrivartillverkaren MakerBot.

Under det senaste året har Farr sett Thinglab australiska 3D-skrivare affärer dubbla, och från hans perspektiv, har den snabba tillväxten utlösts av en sänkt ekonomisk inträdeshinder för tekniken, och breddning användning av vissa material.

Det har varit en dramatisk förändring i hur 3D-skrivare används och vem som använder dem, “Farr berättade webbplatsen.” Priset har sjunkit, så vår lägsta kostnad 3D-skrivare när vi började skulle ha varit $ 20.000 plus, och nu vi säljer 3D-skrivare för så lite som $ 2000. Så det finns en stor skillnad i pris punkt och som öppnar upp för en helt ny marknad.

Medan Farr sade att 3D trycktekniken hans företag säljer nu är mycket “renare” än det en gång var – är mycket mer desktop-vänliga – kärnteknologin som används i maskinerna har funnits under lång tid.

Tekniken vi säljer runt här har funnits förmodligen 30 år eller så “, sade han.” Maskinerna utvecklas, men teknikerna bakom dem är fortfarande kvar samma. Det finns inte många nya tekniker 3D-utskrifter kommer ut, även om det finns några på horisonten.

“Men det viktigaste aspekten är prisläge, och storleken på skrivarna, hur lätt det är att komma in i ett litet kontor eller en avdelning i en större design team”, sade han.

Liksom Pertile, attribut Farr del av tillväxten i 3D-utskrifter marknaden spridningen av renare och mer mångsidiga trycksaker i stationära 3D-skrivare. Återigen, detta är inte nödvändigtvis nya, enligt Farr, men de är renare.

Skrivarna vi säljer, de är inte hartsbaserad längre “, sade han.” [Men] detta renare utskriftsteknik har alltid funnits – det är bara blivit mycket mer tillgängligt.

De 3D-skrivare Thinglab sälja typiskt använda PLA eller ABS-plast filament, som är en fast polymer som smältes till en smält konsistens innan det injiceras av skrivhuvudet.

Du alltid bara arbetar med en smält plast, vilket innebär att den plast, speciellt PLA – vilket är en säker bio-plast – inte off-gas och därför är det en renare tryckprocess för kontorsbruk.

Från Farr perspektiv är dock olika material som kan användas i 3D-skrivare fortfarande relativt liten, vilket är en anledning till varför de maskiner såsom de som gjorts av MakerBot fortfarande används främst för rapid prototyping, snarare än fullt utvecklad produktionsdjur poster.

Det finns ett begränsat antal material just nu “, sade han.” MakerBots används oftast som ett prototypverktyg. De kan användas för att tillverka, men de är i allmänhet används för prototyper.

Med rätt urval av material, kunde dock 3D-utskrifter erbjuda tillverkare möjlighet att göra produkter i volym med mindre avfall, mer precision och överlägsen strukturell integritet. Redan vid en prototyper och låg volymnivå, erbjuder tekniken tillverkare dessa förmåner.

Snarare än att göra en del av en fast, kan du bygga upp från grunden, och du kan spara en stor mängd material “, sade Farr.” Du kan tala om 30 procent materialanvändning jämfört med andra tillverkningstekniker, och även du kan utforma strukturen mer effektivt för att spara vikt. Det kan vara en slankare design med en lägre vikt, men ändå fungerar på samma nivå och kunna ta samma krafter.

I juli, Amazon, lanserade sin 3D tryckta produkter Store, en online-3D-utskrift byrå som har produkter såsom personligt Bobble-head dockor, smycken och plastleksaker.

Den nya tjänsten som erbjuds av Amazon är inte helt olikt ett växande antal andra aktörer inom online 3D utskrift marknaden, såsom Shapeways och Sculptero, som också erbjuder en svindlande mängd små plastprydnadssaker – liksom de digitala design för dem.

Som forskare runt om i världen och företag som 3D Grupparbete att införliva nya material i 3D-utskrifter marknaden, aktörer runt om i världen hoppas att 3D-utskriftsteknik förhoppningsvis snart kommer att gå bortom bara plast Bobble huvudet dockor, och så småningom och omforma den globala tillverkningsindustrin .

USA: s president Barack Obama verkar tror att det kommer.

I sitt State of the Union-adress i februari förra året, föreslog Obama att 3D tryckteknik kan revolutionera tillverkningen.

Förra året skapade vi vår första tillverkningsinnovationsinstitut i Youngstown, Ohio “, sade han.” En gång slutare lager är nu en state-of-the art lab där nya arbetstagare behärska 3D-utskrifter som har potential att revolutionera hur vi gör nästan allt.

Ricoh ökar investeringarna i Brasilien

HP: s Q3 slår uppskattningar men PC, skrivare elände fortsätter

Bioprinting ben och muskler: De bläckstråleskrivare cell skrivare som formar framtiden för transplantationer

? Samsung släpper SDK för B2B skrivare UX