Entwicklungsstatus der Additive Manufacturing Industrie
Die Ursprünge der additiven Fertigungstechnologie (AM) lassen sich bis ins späte 19. Jahrhundert in den Vereinigten Staaten zurückverfolgen und traten offiziell in den 1980er Jahren auf. Zunächst konzentrierte sich die Technologie auf die Produktionsbedürfnisse der Prototypenverifizierung und erreichte die alternative Fertigung komplexer Strukturen durch präzise Replikation. Mit der Weiterentwicklung der Technologie trat die additive Fertigung in eine zweite Phase ein, die durch die Erweiterung der Industrieanwendungen gekennzeichnet ist. Mit dieser Erweiterung nahm die Unsicherheit im Produktionsprozess zu, was eine Transformation der 3D-Druckgeräte in Produktionsgeräte zur Erfüllung der tatsächlichen Bedürfnisse von Serienanwendungen erforderte.
Dr. Qingxiao Yu, VP von UnionTech, GM des UnionTech F&E-Zentrums, hebt hervor, dass die additive Fertigungsindustrie von der ersten in die zweite Phase übergeht. Sowohl Metall- als auch Nichtmetall-Drucktechnologien diversifizieren sich und finden breite Anwendung. Diese Entwicklung erfordert strengere und präzisere Anforderungen an Automatisierung, Effizienz, Konsistenz und Intelligenz der Geräte. Gleichzeitig finden bedeutende Veränderungen und Anpassungen in den upstream- und downstream-Bereichen der Branche statt.
Wird die Metall-3D-Drucktechnologie dem Weg der Polymer-3D-Drucktechnologie folgen?
Der Metall-3D-Druck, erstmals 1995 vom Fraunhofer-Institut in Deutschland vorgeschlagen, verwendet Metallpulver als Druckmaterial. Basierend auf dem Formungsprozess kann er in vier Haupttechnologien unterteilt werden: Pulverbettschmelzen, Materialjetting, Binderjetting und direkte Energieablagerung. Diese Technologien umfassen sechs Hauptmetall-3D-Drucktechnologien: Direct Metal Laser Sintering (Selektives Laserschmelzen), Elektronenstrahlschmelzen, Nano-Partikel-Jetting, Binderjetting, Laser Engineered Net Shape und Elektronenstrahl-Additive Fertigung.
Bei der Erweiterung spezifischer Branchenanwendungen hat die Metall-3D-Drucktechnologie aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile breitere Anwendungsperspektiven und schnellere Batch-Anwendungskapazitäten gezeigt. Dieser Trend deutet darauf hin, dass die Entwicklung des Metall-3D-Drucks kein kurzfristiges Phänomen ist. Aus branchensicht wird der Metall-3D-Druck nicht lediglich den Entwicklungspfad des Polymer-3D-Drucks replizieren. Während der Polymer-3D-Druck zunächst auf den Prototypenverifikationsmarkt fokussiert war, begann der Metall-3D-Druck mit der Massenproduktion, was zu einer höheren Anwendungsschwelle und der Bildung von Patenten und technischen Barrieren zwischen Marken führte. Trotz möglicher Preisreduzierungen, wenn der Markt gesättigt ist, wird die Eintrittsschwelle der Branche hoch bleiben, was die Wahrscheinlichkeit von Niedrigpreiswettbewerb verringert.
UnionTech Metall-3D-Druckanwendungen
Metall-3D-gedruckte Militärmotorhaube
Metall-3D-gedruckter Motorblock
Metall-3D-gedruckter Schlosszylinder
Metall-3D-Druck von Luftfahrtteilen
Metall-3D-gedruckte Schuhform
Kommende technologische Innovation von UnionTech
UnionTech befindet sich an einem kritischen Punkt, an dem der Übergang von Prototyping zu echter Fertigung stattfindet. Diese Transformation beruht auf der Unterstützung durch Kerntechnologien und einem benutzerorientierten Ansatz, um umfassende Anwendungslösungen in mehreren Branchen bereitzustellen.
Fortschritt intelligenter Systeme: Unzureichende Automatisierung oder hohe technische Anforderungen an die Bediener können die Produktpopularität und Anwendbarkeit behindern. Die intelligente Betriebsplattform von UnionTech, UT ONE, vereinfacht den Betrieb der Geräte in einen intuitiven, "idiotensicheren" Prozess, reduziert die Nutzungsschwelle für den Benutzer und gewährleistet die betriebliche Stabilität. UnionTech wird weiterhin in intelligente Plattformen investieren, um wichtige Kennzahlen wie Datenpenetration zu verbessern und das Benutzererlebnis zu optimieren.
Vereinfachung von Geräteparametern und interaktivem Design: Das aktuelle Design von 3D-Druckern ermöglicht es den Benutzern, alle Parameter zu ändern, um den Forschungsbedürfnissen gerecht zu werden, was jedoch kompliziert ist. UnionTech plant die Einführung eines vereinfachten interaktiven Designs, das für Benutzer mit weniger Erfahrung bequemer ist und Effizienz und Sicherheit in Einklang bringt.
Förderung intelligenter Geräte-Upgrades: UnionTech zielt darauf ab, die wartbaren Verbindungen des 3D-Druckers zu minimieren, menschliches Eingreifen zu reduzieren und die Stabilität zu erhöhen. Automatisierte Funktionen wie Schaberreinigung und Flüssigkeitsstandanpassungen werden integriert, wobei intelligente Überwachung eine genaue Rückverfolgbarkeit und zeitnahe Problemmeldungen gewährleistet.
Verbesserung der Effizienz und Produktionskonsistenz: Die Erhöhung der Produktionskonsistenz wird die Arbeitskosten senken und die Nachbearbeitung vereinfachen. Mit der Skalierung der Batch-Produktion wird automatisierte Nachbearbeitung machbar, was eine flexible Fertigung mit Algorithmus- und Werkzeugunterstützung ermöglicht.
Vom technischen zum industriellen Denken, Veränderung der Material-F&E
Die Entwicklung der Marktnachfrage hat zur Entwicklung von Hochleistungs-Harzen geführt. Diese Materialien weisen jedoch oft Leistungsabstriche auf. Hochleistungs-Polymermaterialien, die den Standards für Ingenieurkunststoffe entsprechen, wurden entwickelt, um dies zu adressieren.
Industrieorientierte F&E
Dr. Yu plädiert für einen industrieorientierten F&E-Ansatz, der sich auf spezifische Branchen konzentriert, um Materialsubstitution und Anwendungsbedürfnisse zu verstehen. Dieses gezielte F&E-Modell, exemplifiziert durch die Dentalmaterialien von UnionTech, erhöht die Zielgerichtetheit und Erfolgsquote der Materialentwicklung.
Zukunft der AM-Industrie
Die additive Fertigungsindustrie wird sich auf Anwendungen und Batch-Produktion konzentrieren und Attribute priorisieren, die für die Massenproduktion notwendig sind. Die Stabilität der Geräte und die Konsistenz der Batch-Produktion werden den Fortschritt der Branche vorantreiben, menschliches Eingreifen reduzieren und in Richtung unbemannter Operationen gehen. Die Branche wird auch darauf abzielen, End-to-End-Lösungen für verschiedene Anwendungen anzubieten und ihren Umfang in verschiedenen Bereichen zu erweitern.
