Kāpēc vairumam cilvēku 3D printera izveide nebija liela problēma?

Tas ir viens no lielākajiem meliem nozarē. Tas ir tik plaši izplatīts, ka daudzas citas atbildes uz šo jautājumu netieši to pieņem.

3D drukāšana vienmēr ir pārpārdota kā interesantāka un noderīgāka, nekā tā patiesībā ir. Piemēram, šis ir lielākais "3D drukātais raķešu dzinējs", par kuru es zinu un kas ir gatavs lidojumam, un, kā es saprotu, drukāto detaļu daudzums laika gaitā ir samazinājies, jo liešana ir lētāka un dod labākus rezultātus:

Tā ir spēcīga 3D drukāšanas tēma. Pat ar metāliem tas parasti nav piemērots ražošanai, tikai nelielu detaļu ražošanai nelielā apjomā. Relativitātes telpa to var mainīt, taču to izstrādes laika grafiks ir nepārtraukti paslīdējis, jo - cik es varu pateikt - viņiem sākotnēji nebija ne jausmas, ko viņi dara. Kad Relativitāte pirmo reizi sāka darboties, es strādāju ar grupu, kas atklāti risināja milzīgās uzticamības problēmas, kas saistītas ar metāla drukāšanu, un šķita, ka nozarē ir zināms, ka gatavo metāla detaļu tiešā drukāšana ir slikta ideja. Pat raķešu dzinējam, kuru tikko parādīju, ir apstrādes un metināšanas zīmes.

Mans vislabākais minējums ir tāds, ka viņi vēlējās iegūt pirmā virzītāja priekšrocības un izvirzīja apgalvojumus, kas viņiem pakļāva absurdi lielu inovāciju slogu.

Tomēr es par šo tendenci esmu runājis jau iepriekš — jaunais sīkums, ko pievienoju šai atbildei, ir tāds, ka nozare ir arī daudz vecāka, nekā cilvēki to vēlas. 3D drukāšanas izgudrojums, pārsteidzoši, bija mazāk interesants, nekā jūs, iespējams, domājat, un mazāk revolucionārs, nekā liecina daudzas citas šeit sniegtās atbildes, jo tas netika izgudrots nesen, un tā nav jauna tehnoloģija. Tas pastāv kopš 80. gadiem:

Iemesls, kāpēc tas pēdējo desmit gadu laikā ir kļuvis liels, ir patentu beigšanās un labākas tehnoloģijas kombinācija, padarot to pieejamāku nekā sākotnēji. Tomēr galvenokārt patenti beidzas, un tas tiešām ir netīrais noslēpums. Ir daži galvenie patenti, kas kavē nozari pat šodien.

Kad sākotnējie beidzās un nozare sāka augt, pārņēma hiperbola un alkatība, un cilvēki sāka par to stāstīt garas pasakas un apgalvot, ka notiks lietas, kas vienkārši nav iespējamas, lai vairotu entuziasmu un investīciju finansējumu. Kopumā tika uzskatīts, ka tehnoloģija bija jauna un aizraujoša, kad tā nebija jauna, un ir bijusi izstrādāta gadu desmitiem, lai palīdzētu noskaidrot, kurām lietojumprogrammām ir jēga.

Galu galā 3D drukāšana ir ierobežota izmantošana ārpus īpaši pielāgotu vai vienreiz lietojamu detaļu izveides. Agrāk to sauca par "ātro prototipu izstrādi", un pat tad, kad parādījās labāki drukātie materiāli, piemēram, metāli, tas joprojām ir spēkā. Pat augsto tehnoloģiju lietojumiem ir milzīgi brīdinājumi — kā jau man tika teikts, FAA stingri atsakās sertificēt 3D drukātās pasažieru lidmašīnu daļas, jo neviens nevar pierādīt, ka tās ir drošas, un cilvēkiem patīk pieminēt SpaceX Superdraco dzinējus. faktiski ir liekas avārijas aprīkojums, kas paredzēts vienreizējai lietošanai:

Iemesls, kāpēc lietojumi ir tik ierobežoti, un tehnoloģija ir vispiemērotākā vienreizlietojamām ierīcēm, ir tas, ka pēc konstrukcijas apdrukāto daļu uzticamība ir absurdi zema. Atkārtoti jāatkārto, ka tā nav kļūda, tā ir apzināta tehnoloģijas darbības iezīme!

Esmu tam pieskāries jau agrāk, taču, lai ražošanas process būtu tik elastīgs, tas ir sadalīts daudzās mazās secīgās ražošanas operācijās. Parasti diapazonā no 10,000 līdz 1 miljonam no tiem. Pieņemsim, ka mums ir vidēji 100 000 operāciju izdrukas, un katrai no tām ir 99,99 procenti. Kāda ir iespēja veiksmīgi izdrukāt daļu?

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

Mums principā tiek garantēts, ka būs kāds defekts. Ar 99,99 procentu veiksmīgas darbības līmeni. Pieņemot, ka vēlaties 95 procentu veiksmes iespēju, katrai atsevišķai darbībai ir jābūt 99,99995 procentiem uzticamai, kas ir vienkārši absurdi. Atšķirībā no atņemšanas procesiem, apstrādes defektiem, ievietojot materiālu, ir liels risks tieši ietekmēt mehānisko veiktspēju, un tāpēc, mēģinot pielāgot šos uzticamības skaitļus, lai ņemtu vērā tikai "svarīgās" darbības, tie joprojām izskatās ārkārtīgi neglaimojoši.

Mana analīze šeit ir pārāk vienkāršota un nedaudz konservatīva, taču tā komentētā pamata uzvedība ir būtiska 3D drukāšanas sastāvdaļa. Dizaina izvēles dēļ, kas padara to elastīgu un ērtu lietu ražošanai, tas ir smieklīgi neuzticams.

Visdrošākais veids, kā izmantot 3D printeri, ir spēt identificēt detaļas, kas nav jutīgas pret defektiem, vai pārveidot daļu, lai samazinātu defektu rašanās iespējamību. Bet… tas ir augsti kvalificēts projektēšanas un inženierijas uzdevums, ko vairums 3D printera galalietotāju nav gluži ieinteresēti veikt. Visa ideja ir tāda, ka 3D printerim vajadzētu būt vienkāršākam.

Nemaz nerunājot par to, ka lielākā daļa printeru gūst diezgan lielu labumu no pastāvīgas apkopes un regulēšanas, pat ja tas ir augstākajā līmenī. Esmu salabojis pietiekami daudz Ultimakers (printeri $3000-$10 000), lai zinātu, ka tas nav tikai patērētāju printeru lētuma funkcija. Šīm mašīnām izvirzītās prasības tikai padara uzticamību sarežģītu

Kad redzat augstākā līmeņa funkciju sarakstu, tas viss ir ļoti aizraujoši, taču ir daudz sarežģītu sarežģījumu, kas nogalina lielāko daļu šī uztraukuma. Tātad galu galā 3D printeri ir neliels risinājums problēmas meklēšanai.

Un tie ir bijuši gadu desmitiem ilgāk, nekā vairums cilvēku saprot.