Почему создание 3D-принтера не имело большого значения для большинства людей?

Это одна из самых больших лжи в индустрии. Это настолько распространено, что многие другие ответы на этот вопрос неявно предполагают это.

3D-печать всегда и везде перепродается как более интересная и полезная, чем она есть на самом деле. Например, это самый большой «3D-печатный ракетный двигатель», который я знаю и который готов к полету, и, насколько я понимаю, количество напечатанных деталей со временем уменьшилось, потому что литье дешевле и дает лучшие результаты:

Это сильная тема для 3D-печати. Даже с металлами это, как правило, не подходит для серийного производства, а только для мелкосерийного производства мелких деталей. Relativity Space может это изменить, но график их разработки постоянно сдвигается, потому что, насколько я могу судить, изначально они понятия не имели, что делают. Когда Relativity только начиналась, я работал с группой, которая открыто занималась огромными проблемами надежности, связанными с металлической печатью, и, казалось, в отрасли было общеизвестно, что прямая печать готовых металлических деталей — плохая идея. Даже на ракетном двигателе, который я только что показал, есть следы механической обработки и сварки.

Насколько я понимаю, они хотели получить преимущество первопроходца и делали заявления, которые возлагали на них абсурдно большое бремя инноваций.

Однако я говорил об этой тенденции в прошлом — новая деталь, которую я добавляю к этому ответу, заключается в том, что отрасль также намного старше, чем люди хотят, чтобы вы думали. Изобретение 3D-печати было, как ни странно, менее интересным, чем вы, вероятно, думаете, и менее революционным, чем предполагают многие другие ответы здесь, потому что оно не было изобретено недавно, и это не новая технология. Он существует с 1980-х годов:

Причина, по которой он стал популярным в последнее десятилетие, заключается в сочетании истекающих патентов и более совершенных технологий, делающих его более доступным, чем это было изначально. В основном патенты заканчиваются, и это действительно грязный секрет. Есть несколько ключевых патентов, которые сдерживают развитие отрасли даже сегодня.

Как только первые закончились и индустрия начала расти, преувеличение и жадность взяли верх, и люди начали рассказывать о ней небылицы и заявлять, что должны произойти вещи, которые просто невозможны, чтобы вызвать энтузиазм и финансирование инвестиций. Обычно подразумевалось, что технология была новой и захватывающей, когда она не была новой, и были десятилетия разработки, чтобы помочь понять, какие приложения имеют смысл.

В конечном счете, 3D-печать имеет ограниченное применение, за исключением создания индивидуальных или одноразовых деталей. Раньше это называлось «быстрое прототипирование», и даже с появлением лучших печатных материалов, таких как металлы, это все еще остается верным. Даже для высокотехнологичных приложений есть огромные оговорки — как мне сказали, FAA категорически отказывается сертифицировать напечатанные на 3D-принтере детали для пассажирских самолетов, потому что никто не может действительно доказать их безопасность, и люди любят упоминать двигатели SpaceX Superdraco. на самом деле являются избыточным аварийным оборудованием, предназначенным для одноразового использования:

Причина, по которой области применения настолько ограничены, а технология лучше всего подходит для одноразовых изделий, заключается в том, что по своей конструкции надежность печатных деталей абсурдно низка. Повторяю, это не ошибка, это преднамеренная особенность работы технологии!

Я уже касался этого в прошлом, но для того, чтобы иметь такой гибкий производственный процесс, он разбит на множество небольших последовательных производственных операций. Обычно в диапазоне от 10000 до 1 миллиона из них. Допустим, у нас есть средняя печать из 100000 операций, и вероятность успеха каждой из них составляет 99,99%. Какова вероятность успешной печати детали?

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

У нас в основном гарантированно есть какой-то дефект. С вероятностью успеха операции 99,99%. Предполагая, что вы хотите иметь 95-процентный шанс на успех, каждая отдельная операция должна быть надежна на 99,99995 процента, что просто абсурдно. В отличие от субтрактивных процессов, дефекты обработки при размещении материала имеют высокий риск прямого влияния на механические характеристики, поэтому, когда вы пытаетесь настроить эти показатели надежности, чтобы учитывать только «важные» операции, они все равно выглядят крайне нелестно.

Мой анализ здесь чрезмерно упрощен и немного консервативен, но основное поведение, которое он комментирует, является фундаментальной частью 3D-печати. Из-за вариантов дизайна, которые делают его гибким и удобным для производства вещей, он до смешного ненадежен.

Самый верный способ использования 3D-принтера — это возможность идентифицировать детали, которые не чувствительны к дефектам, или изменить конструкцию детали, чтобы снизить вероятность возникновения дефекта. Но… это высококвалифицированная дизайнерская и инженерная задача, в которой большинство конечных пользователей 3D-принтера не особо заинтересованы. Вся идея здесь в том, что 3D-принтер должен быть проще.

Не говоря уже о том, что большинство принтеров значительно выигрывают от постоянного обслуживания и настройки, даже на самом высоком уровне. Я починил достаточно устройств Ultimaker (принтеры за 10 000 долларов США), чтобы понять, что это не просто функция дешевизны потребительских принтеров. Требования, предъявляемые к этим машинам, лишь усложняют задачу обеспечения надежности.

Когда вы видите список функций верхнего уровня, все это очень захватывает, но есть много хитрых сложностей, которые убивают большую часть этого волнения. Так что, в конечном счете, 3D-принтеры — это своего рода решение проблемы.

И, ну, они были на десятилетия дольше, чем думает большинство людей.