3D 프린팅 또는 적층 제조는 여러 중요한 산업에 엄청난 변화를 가져오고 있습니다. 기업들은 완벽하게 작동하는 자동차부터 미슐랭 스타를받은 저녁 식사에 이르기까지 모든 것을 인쇄하기 시작했습니다. 의학 연구소에서는 기능하는 신체 부위를 인쇄하는 실험도 해왔습니다.
최근 적층 제조는 실용적인 다재다능 함을 보여주었습니다. COVID-19가 제기 한 전례없는 문제를 해결하는 데있어 강력한 도구가되고 있습니다. 의료 종사자에게 개인 보호 장비를 제공하고 환자에게 인공 호흡기를 제공합니다.
3D 프린팅 (적층 제조라고도 함)과 같은 고급 제조 도구는 이러한 최적화가 강력한 성능에 민감한 애플리케이션 유형에 필수적입니다.
3D 프린팅은 더 적은 생산량에서 더 비용 경쟁력이 있습니다. 설치 비용을 상쇄하기 위해 규모의 경제에 도달 할 필요가 없기 때문입니다. 따라서 제너 레이 티브 설계를 통해 대량 맞춤화가 가능합니다. 3D 프린팅 비용이 지속적으로 감소하고 재료의 다양성이 증가함에 따라 3D 프린팅은 점점 더 많은 응용 분야에서 중소형 부품에 실용화되고 있습니다.
전기 자동차와 자동차 산업은 최신 기술과 혁신으로 제조 분야에서 탁월한 위치를 차지하고 있습니다. 자동차 전기 및 전자 시스템은 더욱 복잡해지고 있습니다. 오늘날의 자동차 설계 작업을 훨씬 더 어렵게 만듭니다. 인포테인먼트, 편의성 및 편의 기능은 물론 스티어링 및 스로틀 제어와 같은 안전 및 미션 크리티컬 시스템까지도 전기로 구동되는 컴퓨터, 액추에이터 및 센서를 통해 수행됩니다.
Generative Design의 도움을 받아 적층 제조는 시스템 정의 및 요구 사항을 입력으로 사용하고 규칙 기반 자동화를 사용하여 E / E 시스템의 논리, 소프트웨어, 하드웨어 및 네트워크에 대한 아키텍처 제안을 생성합니다. 이러한 규칙은 베테랑 엔지니어의 지식과 경험을 포착하여 설계 전반에 걸쳐 젊은 엔지니어를 안내합니다. 이 IP를 캡처하면 기업이 기존 회사 지식을 배우고 구현할 때 차량 아키텍처와 차세대 엔지니어를 모두 개발할 수 있습니다.
또한 부품을 통합 할 수있는 기능을 제공하므로 생성 알고리즘과 3D 프린팅으로 생성 된 복잡한 단일 형상이 수십 개의 개별 부품으로 구성된 어셈블리를 대체 할 수 있습니다.
항공우주 산업
항상 최첨단에있는 항공 우주 산업은 적층 제조의 얼리 어답터였습니다. 항공 우주 기업은 제조 업계의 가장 엄격한 표준 중 일부를 충족해야하며 부품 및 구성 요소는 최고 성능의 재료로 만들어야합니다. AM을 사용하여 엔지니어는 복잡한 고강도 부품을 설계하는 동시에보다 효율적인 지오메트리를 인쇄하고 상당한 양의 불필요한 재료를 제거하여 항공 우주 부품의 무게를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 연료 소비를 줄이고 CO2 배출량을 줄이고 비용을 절감 할 수 있습니다.
소비재
적층 제조는 소비자 기반 제품의 주문형 보충제를 제조 할 때 많은 이점을 제공합니다. 개념에서 완성까지 제품을 가져 오는 마케팅 팀의 경우 종종 디자인에 가장 많은 시간이 소요됩니다. 제품이 올바른지 확인하기 위해 이해 관계자에게 개념을 증명하고 궁극적으로 소비자에게 만족스러운 제품을 제공하는 프로토 타입을 만드는 데 많은 시간이 소요됩니다.
AM을 수용함으로써 마케팅 팀은 제품의 반복을 훨씬 더 빠르게 개발 한 다음 필요에 따라 디자인을 조정하기 위해 빠르게 회전 할 수 있습니다. 적층 제조가 생산량과 속도에 따라 계속 발전함에 따라 AM 기술을 통해 더 많은 소비자 제품이 생산되어 빠르고 효율적인 대량 생산 요구를 충족 할 수 있습니다.
인프라
집에서 살거나 3D 프린터로 완전히 만들어진 다리 위를 걷는다는 것은 더 이상 어리석은 일이 아닙니다. 곧 이것이 현실이 될 수 있습니다. 실제로 3 년에 세계 최초의 2018D 프린팅 보행자 다리가 공개 된 곳은 이미 네덜란드에 있습니다.이 구조는 용강을 적층 한 적층 로봇에 의해 만들어졌으며 약 40 피트 크기입니다.
건설 시장의 적층 제조가 확장되어 산업의 새로운 시대를 열었습니다. Transparency Market Research의 연구에 따르면 인프라 비서의 3D 프린팅은 33 년까지 CAGR 2027 %로 확대 될 것으로 예상됩니다. 인쇄물은 인프라를 구축하거나 건물을 건설 할 때 층별로 정확하게 적용 할 수 있기 때문에 AM은 재료 낭비를 줄입니다. 건설이 가능한 한 비용 효율적이되도록합니다.
또한 3D 프린팅 기술은 복잡한 설계 구조를 허용합니다. 재료가 정확하게 인쇄되기 때문에 건설 실수와 잘못된 설계로 인한 인프라 사고 가능성이 줄어 듭니다.
3D 프린팅은 일상적인 교량 건설에 사용되지 않지만 산업이 확장됨에 따라 많은 미래 잠재력이 있습니다. 그리고 미국 교량의 XNUMX 분의 XNUMX 이상이 주요 수리 작업이 필요하거나 교체되어야한다는 최근 보고서에 따르면 가까운 장래에 산업이 급속히 확장 될 수 있습니다.
의료 및 제약
적층 제조는 의료 산업에 혁명을 일으켜 한때 공상 과학 소설이었던 것을 새로운 현실로 바 꾸었습니다. 이 기술은 의사, 환자 및 연구 기관에 돌파구를 제공하고 있습니다. 내구성있는 보철물과 실제와 같은 해부학 적 모델부터 외과 용 등급 부품에 이르기까지 의료 분야에서 이미 성공적으로 인쇄 된 엄청난 양의 물체는이 기술이 가까운 미래에 의료 분야에서 보유 할 잠재력을 엿볼 수 있습니다.
예를 들어 적층 제조는 3D 의치, 크라운, 심지어 Invisalign과 같은 인쇄 된 치과 용 기기 및 맞춤형 장치는 각 개인에게 맞춤화 된 다양한 기판과 인쇄물로 구성됩니다. 현재 디지털 치과 용 3D 프린팅 시장의 가치는 2.5 억 달러이며 계속 성장할 것으로 예상됩니다. 또한 적층 제조는 사용자에게 최고 수준의 편안함을 보장하기 위해 더 나은 착용감을 위해 대량 생산 될 수있는 보청기와 같은 장치를 허용합니다.
최근 진행중인 프로젝트 중 하나는 연구자들이 인간 배아 줄기 세포를 인쇄하기 위해 추가 기술을 사용하는 것입니다. 그렇게함으로써,이 줄기 세포는 약물을 테스트하거나 대체 장기를 성장시키기위한 조직을 만들고, 화상 또는 손상된 피부를 대체 할 수있는 피부를 인쇄하고, 암세포를 인쇄하여 새로운 약물을 연구하고 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 웨이크 포레스트 재생 의학 연구소의 외과 의사 앤서니 아탈라 (Anthony Atala)는 장기 인쇄 작업이 곧 장기 이식을 대체 할 것이라고 믿고 있습니다.
따라서 적층 제조는 산업과 제조업체를 전통적인 제조 방식이 파괴되어 미래 산업 및 제품 제조를위한 더 빠르고 정확하고 정확한 솔루션을 제공하는 시대로 이끌고 있습니다.
Mayank Vashisht | ELE 타임즈 | 기술 기자
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출처 : https://www.eletimes.com/additive-manufacturing-perhaps-the-biggest-tectonic-shift-enabling-to-industry-4-0
