$10.6B 3D प्रिंटिंग उद्योग को पीछे रखने वाले तीन क्षेत्र

मार्केट रिसर्च फर्म स्मारटेक एनालिसिस ने हाल ही में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) उद्योग के लिए अपना डेटा जारी किया। इसने निर्धारित किया कि, 2021 में, 3D प्रिंटिंग क्षेत्र पहुंच गया 10.6 $ अरब राजस्व में, हार्डवेयर रखरखाव अनुबंधों और पोस्ट-प्रोसेसिंग उपकरण से जुड़े राजस्व को छोड़कर। फर्म आगे प्रोजेक्ट करती है कि एएम 50 तक 2030 अरब डॉलर से अधिक हो जाने की उम्मीद है।

यह वृद्धि इस प्रवृत्ति से निकटता से जुड़ी हुई है कि बड़े निर्माता बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी का तेजी से उपयोग करेंगे। हालाँकि, AM को व्यापक पैमाने पर अपनाने के लिए, इसे तीन महत्वपूर्ण और परस्पर संबंधित क्षेत्रों में महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ने की आवश्यकता होगी: थ्रूपुट, कारखाना एकीकरण और गुणवत्ता नियंत्रण। सौभाग्य से उद्योग के लिए, ये सभी ऐसे मुद्दे भी हैं जिन्हें सक्रिय रूप से संबोधित किया जा रहा है।

3डी प्रिंटिंग थ्रूपुट

प्रोटोटाइप तकनीक के रूप में इसकी जड़ें होने के कारण, 3डी प्रिंटिंग को कभी भी बड़े पैमाने पर उत्पादन को ध्यान में रखकर डिजाइन नहीं किया गया था। इसके बजाय, जटिल आकार बनाने की इसकी क्षमता एक-बंद भागों या छोटे बैच निर्माण तक सीमित रही है। इस कारण से, 3D प्रिंटिंग उद्योग में फर्में ऐसी प्रणाली विकसित करने के लिए काम कर रही हैं जो कई भागों को जितनी जल्दी हो सके बना सकती है, एक अवधारणा जिसे थ्रूपुट के रूप में जाना जाता है।

इस संबंध में नेताओं में एचपी है, जिसने प्लास्टिक और धातु दोनों में तेजी से उत्पादन करने में सक्षम प्रौद्योगिकियों का अनावरण करने से पहले प्रौद्योगिकी पर शोध करने में वर्षों बिताए। 2डी प्रिंटिंग की दिग्गज कंपनी ने मल्टी जेट फ्यूजन (एमजेएफ) नामक तकनीक के साथ इंकजेट प्रिंटहेड्स में अपनी विशेषज्ञता को 3डी प्रिंटिंग में बदल दिया है। MJF का उपयोग पहले से ही हर चीज के लिए बहुलक भागों के बड़े बैचों के उत्पादन के लिए किया जा रहा है आईवियर सेवा मेरे किराना बॉट.

यह कंपनी के लिए सिर्फ शुरुआत है, जो अब अपनी मेटल जेट तकनीक को रोल आउट कर रही है। जिसे "मेटल बाइंडर जेटिंग" कहा जाता है, का एक रूप मेटल जेट मेटल पाउडर पर एक लिक्विड बाइंडर जमा करता है, जिससे एक घटक बनता है जिसे फिर एक भट्टी में पाप किया जाना चाहिए। वोक्सवैगन जैसे बड़े ग्राहक . तक बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की योजना के साथ प्रौद्योगिकी में निवेश कर रहे हैं 100,000 धातु घटक उपभोक्ता वाहनों के लिए सालाना।

हालांकि, इस तेजी से विकसित हो रहे क्षेत्र में एचपी अकेली कंपनी नहीं है। डेस्कटॉप मेटल नामक एक व्यापक रूप से प्रचारित स्टार्टअप मेटल बाइंडर जेटिंग को गति देने के लिए काम कर रहा है। जीई भी प्रौद्योगिकी के अपने संस्करण पर काम कर रहा है। कुल मिलाकर, ये कंपनियां एक ऐसे युग की शुरुआत कर रही हैं जिसमें कम लागत वाले धातु पाउडर का उपयोग एक ही काम में बड़ी संख्या में भागों को 3 डी प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है, संभावित रूप से धातु 3 डी प्रिंटिंग के लिए लागत संरचना को पूरी तरह से बदल सकता है।

इसका मतलब यह है कि वे धातु 3 डी प्रिंटिंग में स्थापित नेताओं से भिड़ेंगे, जो आमतौर पर महंगे धातु के पाउडर पर उच्च शक्ति वाले लेजर बीम को जप करने पर निर्भर करते हैं। ये कंपनियां जोड़कर थ्रूपुट बढ़ाने पर काम कर रही हैं 12 लेज़रों तक उनकी मशीनों को।

3डी प्रिंटिंग फैक्ट्रियां

जबकि 3D प्रिंटर का एक बेड़ा वॉल्यूम पर निर्माण करने में सक्षम हो सकता है, इसका मतलब यह नहीं है कि वे आवश्यक रूप से मौजूदा फ़ैक्टरी संचालन में फिट होंगे। बड़े हिस्से में, यह इस तथ्य के कारण है कि उनके पास बड़े पैमाने पर उत्पादन-स्तर के सॉफ़्टवेयर की कमी है।

अब, विनिर्माण निष्पादन प्रणाली (एमईएस) के लिए एएम-विशिष्ट सॉफ्टवेयर विकसित करने की चुनौती को स्वीकार करने के लिए कुछ स्टार्टअप उभरे हैं। ये उपकरण 3D प्रिंटर के बेड़े को प्रबंधित करना और उन्हें कंपनी के मौजूदा उत्पादन सॉफ़्टवेयर से जोड़ना दोनों को संभव बनाते हैं। वे आम तौर पर पूरे ऑर्डर-टू-फैब्रिकेशन वर्कफ़्लो में सहायता करते हैं। इसका अर्थ है ऑर्डर को उद्धृत करना और ट्रैक करना, प्रिंट फाइल तैयार करना, प्रिंट जॉब मॉनिटरिंग और डेटा संग्रह, प्रिंटर फ्लीट कतार, गुणवत्ता नियंत्रण और शिपिंग।

एमईएस सॉफ्टवेयर अनिवार्य रूप से एक व्यवसाय के मौजूदा सॉफ्टवेयर टूल्स से जुड़ता है। इसमें उत्पाद जीवनचक्र प्रबंधन (पीएलएम), उद्यम संसाधन योजना (ईआरपी), और सामान्य आईटी सॉफ्टवेयर शामिल हैं। जबकि पीएलएम में कंपनी का पसंदीदा 3डी मॉडलिंग सॉफ्टवेयर शामिल हो सकता है, ईआरपी पेरोल कार्यक्रमों से लेकर समग्र वित्त पर नज़र रखने के लिए टूल तक सब कुछ से बना होगा।

एमईएस प्लेटफॉर्म अब उन सभी सॉफ्टवेयरों को लेने के लिए काम कर रहे हैं जो एक निर्माता पहले से ही काम कर रहे हैं और मिश्रण में 3 डी प्रिंटिंग डाल रहे हैं। हालाँकि, वे केवल खुद को AM तक सीमित नहीं कर रहे हैं। कई एमईएस डेवलपर्स अन्य उत्पादन उपकरण, जैसे कि सीएनसी मशीनों से जुड़ना चाह रहे हैं। फिर, मशीन लर्निंग की मदद से, प्रत्येक ऑर्डर से डेटा के रूप में संपूर्ण वर्कफ़्लो को स्वचालित रूप से बेहतर बनाया जा सकता है और प्रत्येक मशीन जॉब कार्य चक्र में वापस फीड हो जाता है। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस एमईएस सॉफ्टवेयर की क्षमताओं को महत्वपूर्ण रूप से जोड़ रहा है।

3डी प्रिंटिंग गुणवत्ता नियंत्रण

शायद AM को व्यापक रूप से अपनाने में सबसे बड़ी बाधा गुणवत्ता नियंत्रण है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि एडिटिव के साथ, प्रत्येक भाग अलग होता है। बिल्ड प्लेटफॉर्म पर हर बिंदु थोड़ा अलग हो सकता है और यहां तक ​​​​कि प्रिंटिंग पैरामीटर में थोड़ी सी भी भिन्नता मुद्रित वस्तु की सूक्ष्म संरचना को बदल सकती है।

बदले में, एक कोण पर छपी वस्तु वैसी नहीं होगी जैसी कि एक दूसरे कोण पर छपी होती है। और, क्योंकि भागों को परत दर परत बनाया जाता है, एक बार छपाई पूरी हो जाने के बाद किसी वस्तु की आंतरिक ज्यामिति को मान्य करना मुश्किल होता है। नतीजतन, एक मुद्रित वस्तु की गुणवत्ता को आश्वस्त करने का एकमात्र सही तरीका सीटी स्कैन है, आमतौर पर कई हिस्सों के निरीक्षण के लिए एक लागत-निषेधात्मक विधि।

सौभाग्य से, न केवल हैं नए सीटी स्कैनिंग सिस्टम कम कीमत के टैग बाजार में आ रहे हैं, लेकिन ऐसे अन्य उपकरण हैं जिनका उपयोग मुद्रित भागों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए किया जा रहा है। उनमें से कंप्यूटर सिमुलेशन है। ANSYS जैसी कंपनियों ने ऐसा सॉफ़्टवेयर विकसित किया है जो मुद्रण प्रक्रिया के दौरान होने वाले किसी भी दोष का अनुमान लगा सकता है और कमी पूर्ति लिए उन्हें। षट्कोण इसे एक कदम आगे ले जा रहा है मुद्दों की भविष्यवाणी सूक्ष्म स्तर पर।

इस बीच, सिग्मा लैब्स और एडिटिव एश्योरेंस जैसी फर्मों ने त्रुटियों का पता लगाने के लिए मेटल 3डी प्रिंटर के बिल्ड चैंबर्स की निगरानी के लिए हार्डवेयर बनाया है। तेजी से, ये उपकरण सक्रिय प्रतिक्रिया को सक्षम करेंगे ताकि मशीनें प्रिंट प्रक्रिया के दौरान समस्याओं को जल्दी से ठीक कर सकें। एमईएस सॉफ्टवेयर और 3डी प्रिंटिंग सिमुलेशन से जुड़े होने पर, उपकरण पिछली त्रुटियों से सीख सकते हैं और भविष्य में होने से पहले उन्हें संबोधित कर सकते हैं।

कुल मिलाकर, ये क्षेत्र अविश्वसनीय दरों पर आगे बढ़ रहे हैं, बड़े हिस्से में क्योंकि निर्माता मांग पर डिजिटल फाइलों से वस्तुओं का उत्पादन करने में सक्षम होने के मूल्य को देखते हैं। चूंकि फोर्ड, जीई और सीमेंस जैसी बड़ी कंपनियां गुणवत्ता वाले अंतिम भागों का उत्पादन करने के लिए 3डी प्रिंटिंग की ओर देखती हैं, इसलिए वे अपनी जरूरतों को पूरा करने के लिए पूरे एडिटिव मार्केट को चला रही हैं। सदी के अंत तक $50 बिलियन तक पहुंचने के लिए, 3D प्रिंटिंग उद्योग को उन ग्राहकों के लिए लाखों पुर्जे बनाने में सक्षम होना चाहिए।