Чому створення 3D-принтера не було великою справою для більшості людей?

Це одна з найбільших брехень у галузі. Воно настільки поширене, що багато інших відповідей на це запитання неявно припускають це.

Тривимірний друк завжди перепроданий як більш цікавий і корисний, ніж він є насправді. Наприклад, це найбільший «ракетний двигун, надрукований на 3D-принтері», який я знаю, готовий до польоту, і, наскільки я розумію, кількість надрукованих деталей з часом зменшилася, оскільки лиття дешевше та дає кращі результати:

Це сильна тема для 3D-друку. Навіть з металами це, як правило, не підходить для виробництва, лише для невеликих обсягів виробництва дрібних деталей. Relativity Space може це змінити, але графік їхньої розробки постійно зміщується, оскільки, наскільки я можу судити, спочатку вони не мали уявлення про те, що роблять. Коли Relativity тільки запустили, я працював з групою, яка відкрито вирішувала величезні проблеми надійності, пов’язані з металевим друком, і, здавалося, у галузі було загальновідомо, що прямий друк готових металевих деталей — погана ідея. Навіть на ракетному двигуні, який я щойно показав, є сліди обробки та зварювання.

Я найкраще припускаю, що вони хотіли мати першочергову перевагу та висунули заяви, які поклали на них абсурдно великий тягар інновацій.

Хоча я вже говорив про цю тенденцію в минулому - нова деталь, яку я додаю для цієї відповіді, полягає в тому, що галузь також набагато старша, ніж люди хочуть, щоб ви про неї думали. Винахід 3D-друку був, на диво, менш цікавим, ніж ви, мабуть, думаєте, і менш революційним, ніж багато інших відповідей тут, тому що він був винайдений не недавно, і це не нова технологія. Він існує з 1980-х років:

Причина, чому він набув популярності за останнє десятиліття, полягає в поєднанні патентів, що закінчилися, і кращих технологій, які зробили його доступнішим, ніж це було спочатку. Проте в основному закінчуються патенти, і це справді брудний секрет. Є деякі ключові патенти, які стримують розвиток галузі навіть сьогодні.

Коли початкові вичерпалися, і галузь почала розвиватися, ну, гіпербола та жадібність взяли гору, і люди почали розповідати про це байки та стверджувати, що трапляться речі, які просто неможливі, щоб викликати ентузіазм та інвестиційне фінансування. Загалом існував натяк, що технологія була новою та захоплюючою, хоча вона не була новою, і були десятиліття розвитку, щоб допомогти з’ясувати, які програми мають сенс.

Зрештою, 3D-друк має обмежене застосування, окрім створення індивідуальних або одноразових деталей. Раніше це називали «швидким прототипуванням», і навіть з появою кращих друкованих матеріалів, таких як метали, це все ще залишається вірним. Навіть щодо високотехнологічних застосувань є великі застереження: як мені сказали, FAA категорично відмовляється сертифікувати 3D-друковані деталі для пасажирських літаків, оскільки ніхто не може довести, що вони безпечні, а також двигуни SpaceX Superdraco, про які люблять згадувати люди. є фактично надлишковим аварійним обладнанням, призначеним для одноразового використання:

Причина того, що застосування настільки обмежене, а технологія найкраще підходить для одноразових матеріалів, полягає в тому, що надійність друкованих частин є абсурдно низькою. Повторюю, що це не помилка, це навмисна особливість того, як працює технологія!

Я торкався цього в минулому, але для того, щоб мати такий гнучкий виробничий процес, його розбивають на багато невеликих послідовних виробничих операцій. Зазвичай їх у діапазоні від 10000 до 1 мільйона. Припустімо, у нас є середній друк із 100000 операцій, і кожна з них має 99,99% успіху. Яка ймовірність успішного друку деталі?

(.999)(100000)=0.000045(.999)(100000)=0.000045

В основному ми гарантовано маємо якийсь дефект. З коефіцієнтом успішності операції 99,99%. Якщо припустити, що вам потрібні 95-відсоткові шанси на успіх, кожна окрема операція повинна бути надійною на 99,99995 відсотків, що просто абсурдно. На відміну від субтрактивних процесів, дефекти обробки під час розміщення матеріалу мають високий ризик прямого впливу на механічні характеристики, і тому, коли ви намагаєтесь скорегувати ці показники надійності, щоб враховувати лише «важливі» операції, вони все одно виглядають надзвичайно неприємно.

Мій аналіз занадто спрощений і дещо консервативний, але основна поведінка, яку він коментує, є фундаментальною частиною 3D-друку. Через вибір дизайну, який робить його гнучким і зручним для виготовлення речей, він надзвичайно ненадійний.

Найнадійніший спосіб використовувати 3D-принтер — мати можливість ідентифікувати деталі, які не чутливі до дефектів, або змінити дизайн деталі, щоб знизити ймовірність утворення дефекту. Але… це висококваліфіковане проектування та інженерне завдання, у виконанні якого більшість кінцевих користувачів 3D-принтера не дуже зацікавлені. Вся ідея полягає в тому, що 3D-принтер має бути простішим.

Не кажучи вже про те, що більшість принтерів дуже сильно виграють від постійного обслуговування та налаштування, навіть на високому рівні. Я виправив достатньо Ultimakers ($3000-$10000 принтерів), щоб знати, що це не лише функція дешевих споживчих принтерів. Вимоги до цих машин лише ускладнюють надійність

Коли ви бачите список функцій найвищого рівня, це все дуже захоплююче, але є багато хитрих ускладнень, які вбивають більшість цього хвилювання. Отже, зрештою, 3D-принтери – це трохи рішення, яке шукає проблему.

І, ну, вони тривають десятиліттями довше, ніж більшість людей усвідомлюють.