Warum "Made Angelegenheit der 3D-Druck in USA"

Ein Anstieg der 3D-Drucktechnologie wird nicht bedeuten, dass einen "Star Trek"-Replikator in jedem Haus zu machen, was Amerikaner wünschen. Aber das Weiße Haus hat große Wette auf die Idee, dass 3D-Druck U.S. revolutionieren kann Herstellung von innerhalb des Herzens der Midwest "Rust Belt" einst bekannt für seine Fensterläden Stahlwerke.

Präsident Barack Obama vorgeschlagenen $ 1 Milliarde Wetten auf eine Produktionsinnovationen Netzwerk hängt von Orten wie Case Western Reserve University in Cleveland, wo die surrende Geräusche der 3D-Drucker und Laserschneidanlagen die engineering-Abteilung Erfindung Zentrum am späten Freitagnachmittag gefüllt. Die Universität ist eine von vielen Partnern in der staatlich geförderten nationalen Additive Manufacturing Innovation Institut (NAMII) — eine $ 30 Millionen pilot Institut zur Steigerung der 3D-Druck ist in US-Fertigung verwenden.

"Der reale Wert der 3D-Druck ist, etwas zu tun, die entweder nicht möglich oder nicht wirtschaftlich mit der vorhandenen Technologie zu tun", sagte James McGuffin-Cawley, Vorsitzender der Materialwissenschaft & Engineering an der Case Western Reserve University und Mitglied des Vorstands NAMII.

3D Druck stellt die neueste Version von was Industrie Experten rufen "additive Manufacturing" – ein Weg, um praktisch jedes Computer-Entwürfe in reale Objekte zu verwandeln, indem sie Schicht für Schicht Aufbau mit Kunststoffe, Metalle oder andere Materialien. Die Technologie könnte am Ende jeder wichtigen Branche beeinflussen – Luft-und Raumfahrt, Verteidigung, Medizin, Transport, Lebensmittel, Mode – und eine noch größere Auswirkungen auf US-Fertigung als die Roboter-Revolution.

"Obwohl die Technologie seit mehr als 20 Jahren schon hat, Washington, bekommt endlich", sagte Terry Wohlers, ein unabhängiger Analytiker und führender Experte für 3D Druck, der auf NAMIIs Governance Board sitzt.

Warum 3D-Druck Sinn macht

Wohlers wies darauf hin, dass Hersteller diese Technologie, zum Erstellen von Modellen und Prototypen verwendet haben zu testen, neue Produktdesigns seit 20 Jahren. Der Unterschied mit dem neuen NAMII Aufwand ist, dass die US-Regierung will 3D-Druck zu helfen, mehr Produkte gestempelt "Made in USA".

Die Stärke des 3D-Drucks kommt von seiner Fähigkeit zu individuellen, speziell zugeschnittene Teile auf Nachfrage, anstatt am laufenden Band Tausende von standard-Produkten mit einer Fabrik im Wert von Fließband-Ausrüstung. Das könnte besonders kostengünstig für die Herstellung komplexer Teile spezielle Geräte oder Geräte in kleinen Chargen oder einmalig, wie z. B. Ersatzteile für einen Kampfjet oder der Kieferknochen Implantat für einen einzelnen Patienten Chirurgie angepasst.

"Wenn du 10.000.000 Mülltonnen zum Verkauf bei Wal-Mart, dann nicht machst – Prototyp könnte man diese Dinge mit 3D-Druck, aber Sie werden nicht die Herstellung sie auf diese Weise" Wohlers erzählte TechNewsDaily. "Wenn Sie Teile für 50 bis 100 Militärflugzeuge machst, dann ist es eine perfekte Passform."

Luft-und riesige Boeing hat bereits bewiesen, ein Pionier mit 3D-Druck zu mehr als 22.000 Teile auf zivile und militärische Flugzeuge fliegen heute verwendet. Der Rest der US-Luftfahrtindustrie versucht, schnell aufholen – GE Aviation kündigte den Kauf von zwei Firmen in Ohio, Morris Technologien und schnelle Qualität Fertigung, letzten Monat. GE Aviation soll seine neu erworbenen 3D Druckfunktionen verwenden, um Jet-Engine Teile. [Video: ein 3D-Drucker von Ihren selbst: Wann werden Sie ein Zuhause haben?]

Ebenso ist 3D-Druck bereit um zu schütteln bis die medizinische Industrie, sagte David Dean, Direktor der neurologischen Chirurgie imaging Laboratory an der Case Western Reserve University. Er verwies auf die Möglichkeiten der 3D-gedruckten Hüfte und Knie-Implantate ausgestattet, genau um jeden Patienten, die die medizinischen Probleme, die im Zusammenhang mit der heutigen weniger gut ausgestattete Implantate vermeiden können.

"Ich vorstellen, nicht nur die Patienten, es zu wollen, denn es ist besser für sie sofort sein, aber auch nicht benötigen die reparativen Operationen, die anknüpfen, etwas, das nicht so gut funktioniert", sagte Dean. "Das wird Geld auf lange Sicht sparen auch wenn die Technologie zunächst teurer ist."

Überbrücken das Tal des Todes

Private Unternehmen können jedoch keine erstellen 3D Druckrevolution in US-Fertigung ganz von selbst. Ein großer Teil der Technologie fehlt noch das Maß an Stärke, Qualität und Präzision machen Zahnräder oder Geräte, die in komplizierte, teure Maschinen zuverlässig arbeiten können oder Geräten mit möglichen Tod folgen musste.

"Herstellung viel mehr anspruchsvoll und komplex, ist", sagte Ralph Resnick, stellvertretender Direktor für NAMII. "Wir brauchen Projekte, die Materialeigenschaften, die die notwendigen Voraussetzungen erfüllen können, wiederholbar sein kann, und das können identisch sein, von Maschine zu Maschine, Tag für Tag – vor allem in anspruchsvollen Branchen wie Luft-und Raumfahrt und Verteidigung."

Das ist, wo die NAMII, das neue Fertigung Institut ins Spiel kommt. Staatliche Förderung als die sprichwörtliche Karotte am Stiel verwendet, um Unternehmen mit Hochschulen zusammenarbeiten und gemeinnützige Organisationen zu helfen, 3D-Drucktechnologie für die Fertigung überqueren Sie die so genannte "Tal des Todes" – die Zeit der Entwicklung zwischen einem Labor Proof-of-Concept und kommerzielles Produkt bei der privaten Finanzierung oft fehlt.

Das US-Verteidigungsministerium hat die Regierung Ladung durch einen Beitrag der Löwenanteil der $ 30 Millionen für das neue additive Fertigung-Institut geleitet. NAMII nimmt seine Inspiration vom nationalen Zentrum für die Verteidigung Herstellung und Bearbeitung, eine Organisation finanziert zunächst 10 Jahre vor und derzeit unter der Leitung von Resnick, die mehr als $ 500 Millionen für das US-Militär gerettet hat.

Gestaltung der Zukunft

Es muss noch viel getan werden. NAMII nur offiziell öffnete seine Pforten im August und die erste Ausschreibung Ende November ausgestellt. Das Institut hat ein Büro im Gründerzentrum in Youngstown, Ohio, wo 3D-Drucker von Firmen gespendet von NAMII Partnern zur Verfügung stehen. Viele Partner stammen aus ehemaligen Rust Belt Städte umgewandelt "Tech-Gürtel" Städte erstreckt sich von Toledo, Ohio, nach Bethlehem, PA.

Wenn NAMII erweist sich erfolgreich als und vielleicht sogar finanziell selbst tragen zu der Zeit seiner Bundesmittel innerhalb von drei Jahren aufgebraucht ist, könnte die US-Regierung ihre Lehren verwenden, um den Rest einer $ 1 Milliarde Herstellung Innovationsnetzwerk vorgeschlagen von der Obama-Administration zu erstellen.

Zurück im Labor Case Western schien Studenten nicht das Gewicht dieser Verantwortung auf ihren Schultern zu spüren, wie sie schwatzte und an ihren Projekten arbeiteten. Ein Sinn für Humor durchzieht auch das Labor Dekor – drei Wand Uhren, die zur gleiche Zeit zeigte, als sie oben Schilder mit den Namen der Tech Gürtel Städte wie Cleveland, Akron und Youngstown saß (alle drei Städte sind in der US Eastern Time Zone).

McGuffin-Cawley sagte, er wolle die Uhren in der breiteren Region Tech Belt besser widerspiegeln Pittsburgh hinzu. Aber die Hände der Uhren nicht ändern – sie werden einfach weiter ihren synchronisierten Marsch in die Zukunft, eine Minute zu einem Zeitpunkt.

Diese Geschichte wurde von TechNewsDaily, eine Schwester Website bereitgestellt, um LiveScience. Folgen Sie TechNewsDaily Senior Writer Jeremy Hsu auf Twitter @jeremyhsu. Folgen Sie TechNewsDaily auf Twitter @TechNewsDaily, oder auf Facebook.