3D-udskrivning i farve

Hvordan har Ricoh integreret 3D-udskrivning i sit tilbud, og hvad har fremtiden for denne transformerende teknologi til farvedele?

Hvad fik Ricoh til at dreje på 3D-udskrivning?

Som en global leder inden for 2D-produktionstryk siden 1936 var innovation i 3D-teknologi det naturlige næste skridt for Ricoh. Oprindeligt trådte vi ind på dette marked ved at levere vores inkjethoveder til producenter af 3D-printere og bruge teknologien inden for koncernen til vores egne produkter og produktionsoperationer.

I 2019 lancerede vi en række tjenester til produktion af additiver, der sigter mod at gøre 3D-udskrivning tilgængelig via en online tilbuds- og ordreplatform. Vores mission statement er "mere end en printer - en partner", fordi vi er meget forskellige fra et traditionelt servicebureau.

Fra et unikt udvalg af SLS (Selective Laser Sintering) og FDM (Fused Deposition Modelling) materialer (se Terminology-boksen nedenfor) til certificerede ingeniørtjenester skræddersyet til at imødekomme kundens behov til fuld produktionskapacitet ved hjælp af den rigtige industrielle produktionsteknologi - vi tager en ærlig tilgang til rollen som 3D-udskrivning som produktionsværktøj.

Ser du additiv fremstilling (AM) med farve integreret?

Der er teknologier, hvor farve og endda Pantone-matches udskrives som en del af materialesammensætningen. disse er dog kun til repræsentationsmodeller. Ricoh har specialiseret sig i produktion af slutbrugsdele og har en række udskrivningsteknologier, der fokuserer på højtydende tekniske materialer til slutanvendelsesapplikationer. Disse tilbyder i øjeblikket ikke muligheden for at anvende farve under udskrivning. Hvis kunderne kræver, at dele farves, sker dette typisk via en efterbehandling, såsom spraymaling.

Hvordan kan du se fuldfarvemodellering udvikle sig i AM-løsninger?

Da 3D-udskrivning nu bliver et seriøst fremstillingsværktøj, der tilbyder en række materialer til slutanvendelsesapplikationer, skal evnen til at anvende farve på disse dele eller for at råmaterialet skal farves ved kilden udvikle sig for at muliggøre udbredt brug.

I sprøjtestøbning kan vi anvende nøjagtige farvehenvisninger under støbeprocessen for at matche kundens krav. I dag, når 3D-udskrivning er fremstillet i materialer, skal vi gøre dette via efterbehandlingsløsninger, hvilket øger produktionsomkostningerne. Dette gør teknologien vanskelig at retfærdiggøre for applikationer, hvor farve er vigtig.

Sprøjtestøbning er en pålidelig og omkostningseffektiv måde at fremstille i mellem til høje volumener

Der findes teknologier, hvor der anvendes farve, men materialevalget har en tendens til at være dårlig. Markedet er i øjeblikket delt med hensyn til 3D-udskrivning til slutbrug med højtydende materialer og 3D-udskrivning til visuelle modeller med ringe ydeevne. Vi mener, at de to ikke skal være gensidigt eksklusive, og at evnen til at tilføje specifikke farver, enten på råmaterialestadiet - eller endnu bedre under udskrivningsprocessen, hvor flerfarvede dele kan opnås - er den næste fase af 3D-udskrivning.

Hvad er størrelsen og skalaen på din 3D-modellering?

Ricohs 3D-udskrivningsoperation har en global tilstedeværelse - med dedikerede websteder i Storbritannien, USA og Japan, som alle er specialiseret i forskellige områder af AM. Vores hovedkvarter i Japan er kernen i udvikling af 3D og 2D-hardware. Med en kultur af videndeling på tværs af og mellem hvert sted forsker og udvikler Ricoh konstant fremtidens teknologier.

Der er investeret over £ 1,35 millioner i de sidste par år til at skabe et banebrydende 3D-printcenter på vores 50 hektar store sted i Telford, som har en række teknologier og specialiteter, der imødekommer det europæiske marked. Dedikerede produktionsceller driver processtyringsstandarder for nøglesektorer, herunder medicinsk og bilindustri.



I år tilføjede vi den medicinske standard ISO 13485 til vores serie ISO-certificeringer. Disse sikrer vores miljø-, informationssikkerheds- og kvalitetsstyringsfunktioner. Vores portefølje af hardware inkluderer SLS, FDM og Multi Jet Fusion samt en række tekniske tjenester og backoffice-teknologi.

Denne serie af systemer giver os fleksibilitet til at teste og udvikle nye materialer og skabe ikke-standardiserede komponenter og dele. Området blev designet til at omfatte dedikerede produktions- og pulverforarbejdningsområder, som begrænser forurening og giver teamet mulighed for at imødekomme kravene og standarderne i de vigtigste markedssektorer.

Vi er stolte af at være mere end en printer - vores tekniske specialiteter dækker løsninger til efterbehandling og metrologi såvel som materialekarakterisering, designstøtte og kvalitetssikringstjenester. Vi tror på en samarbejdsvillighed med vores kunder, der arbejder sammen med dem og udvikler vores evner for at sikre, at hvert AM-projekt er så succesfuldt som det kan være.

Hvad er 3D-prints anvendelse til visuel markedsføring?

3D-udskrivning har længe været forbundet med visuel prototyping, da det giver mulighed for en omkostningseffektiv og hurtig fremstilling af dele, der kan komme på tavlebordet i timevis. Det kan bruges til en lang række visuelle markedsføringsapplikationer - fra valg af koncept til produktafmelding.

Der er ingen anden teknologi i dag, der tilbyder en så effektiv produktudviklingscyklus. Dette tilskynder til en iterativ designproces, hvor der oprettes en række visuelle prototyper til produktvalg, hvilket ville være fuldstændig omkostnings- eller tidsmæssigt uoverkommeligt gennem traditionel produktion. Det siges ofte, at livet for en visuel model er syv sekunder, når den lander i hænderne på beslutningstagerne. Vi mener, at æstetik og funktion kan og bør realiseres i en del, så vi har finpudset vores teknologier og specialiteter for at tage en del fra konceptet til produktionen.

Hvordan ser du din rolle i fremstilling af bildele udvikle sig?

3D-udskrivning er den naturlige pasform til applikationer til biler på grund af dets evner inden for tilpasning og letvægt samt materialegenskaber inklusive flammehæmning og kemisk resistens. Her på Ricoh 3D ser vi allerede teknologi rettet specifikt mod bilindustrien, hvor Ricoh Japan fører udviklingen af kofangere og store komponenter som enkeltdele ved hjælp af FDM.

Vores unikke polypropylenmateriale er også meget efterspurgt i biler takket være dets fremragende mekaniske egenskaber og slagfasthed. På grund af volumenkravene til bilindustrien er 3D-udskrivning i dag stadig meget et prototypeværktøj, der bruges til pasform, form og funktionstest. Der er nogle scenarier, hvor 3D-udskrivning er levedygtig til fremstilling af slutbrugskomponenter, der er monteret på køretøjet, men disse har tendens til at være små serier, skjulte dele eller avancerede nichebiler.

Bilindustrien har altid været tidlige adoptere - også pionerer - inden for fremstillingsinnovation. Mange producenter af originalt udstyr (OEM'er) har interne 3D-udskrivningsteknologier, men er i de fleste tilfælde begrænset til det, der er tilgængeligt på markedet i dag, så med dyre interne operationer bliver det vanskeligt at introducere nye teknologier, når de udvikler sig.



Med vores teknologi-, materiale- og efterbehandlingsudviklingsprogrammer forventes rollen som et teknisk servicebureau kun at vokse i bilsektoren. Efterhånden som materialer udvikler sig, og prisen falder gennem udbredt anvendelse, er vi overbeviste om, at vi vil se flere og flere 3D-brugte dele til slutbrug i bilindustrien med vækst inden for områder som eftermarked og tilpasning til nøglemarkeder som handicappede køretøjer.

Kunderne skaber selv denne efterspørgsel med stigende ønske om tilpassede 3D-trykte dele på køretøjer, da teknologien bliver mere kendt gennem almindelige medier, og yngre generationer har adgang gennem uddannelse. Dette har skabt en generation af forbrugere, der er på udkig efter skræddersyede nicheprodukter.

Hvordan vil AM påvirke printere i fremtiden?

Hver dag har vi anmodninger fra kunder, der ønsker at forstå prispunktet for AM for en del, som de allerede fremstiller via traditionelle metoder, og på kort sigt ser vi udviklingen af AM ligge i uddannelse og forståelse af denne teknologi.



Fordelene ved AM går langt ud over sammenligning af pris-til-del-priser med designet af virkelig innovative produkter, der kun kan fremstilles med denne teknologi; fordelene ved forsyningskæden ved time-to-market og on-location produktion via digital warehousing, hvilket reducerer lager- og lagerbehov og ægte bæredygtig produktion med minimalt materialeaffald. Indtil kunderne begynder at forstå og anvende alle de end-til-ende fordele ved 3D-udskrivning, vil udbredt anvendelse og væksten af slutbrugsdele være langsom. Vi ser en stor del af vores rolle i at uddanne vores kunder og give dem værktøjerne til fuldt ud at udnytte kraften i denne transformative teknologi.

På lang sigt er integration sammen med veletablerede fabriksapplikationssystemer, der planlægger, overvåger og vedligeholder, afgørende for enhver teknologi, der passer perfekt ind i produktionsøkosystemer, og det er her, vi ser den virkelige udvikling af 3D-udskrivningsteknologi finde sted.

Terminologi til 3D-udskrivning

• SLS: Selektiv lasersintertrykning eller fusionssengfusion betragtes som ”arbejdshest” -teknologien hos 3D-udbydere på grund af store byggevolumener og en række tekniske termoplast - hvilket gør det til det perfekte valg til seriefremstilling og komplekse former i fri form til slutbrugsapplikationer. Et tyndt lag forvarmet polymerpulver lagres på tværs af en byggeplatform, som derefter selektivt smeltes af lasere. Byggeplatformen sænkes derefter med den definerede lagtykkelse, og et andet lag pulver afsættes over sengen.
• FDM: Fused Deposition Modeling er den mest tilgængelige 3D-udskrivningsproces. FDM konstruerer dele ved ekstrudering af polymer gennem en opvarmet dyse og aflejring af det smeltede materiale lag for lag. Et bæremateriale vaskes derefter væk med et vaskemiddel via en yderligere vaskeproces.
• Sprøjtestøbning: Sprøjtestøbningsprocessen involverer traditionelt oprettelse af et hårdt værktøj fremstillet af stål. Indførelsen af højhastighedsbearbejdning betyder, at blødt værktøj i aluminium også blev økonomisk bæredygtigt til lave til mellemstore volumener. I dag med forbedringer i maskinens nøjagtighed og materialegenskaber kan der oprettes en 3D-prototypeindsats ved hjælp af 3D-udskrivning. Disse værktøjer kan producere lave mængder af komponenter, der er repræsentative for de endelige dele.
• Multi Jet Fusion: Et inkjethoved påfører et varmeabsorberende blæk over overfladen af pulverlejet i de områder, der skal sintres for at skabe dele. Dette blæk absorberer derefter varmen fra en infrarød lampe og en række varmelegemer inde i printeren for at danne 3D-trykte dele.