Технологические инновации, такие как аддитивное производство, могут стать эффективным инструментом борьбы с кризисом, связанным с изменением климата. По словам одного из ведущих экспертов в Абу-Даби, новая технология может обеспечить энергоэффективность самолетов и сократить выбросы CO2 на 50%.
Доктор Несма Абулхаир, ведущий исследователь в области аддитивного производства в Центре перспективных исследований материалов (AMRC) Института технологических инноваций (TII), говорит, что аддитивное производство — это трансформирующая технология, в которой используется программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) для создания объектов путем « добавление» материала, будь то металл, бетон или пластик.
«Технологии аддитивного производства значительно продвинулись в последние годы и должны стать пробивной силой в мировой производственной отрасли», — сказала она Khaleej Times.
«Аддитивное производство дает нам беспрецедентную свободу в реализации невероятных уровней легкости и функциональности для ускорения производственных операций, обеспечивая при этом устойчивую альтернативу традиционным производственным процессам».
Statista сообщает, что мировой рынок аддитивного производства, по прогнозам, достигнет 30,6 млрд долларов в 2028 году и будет расти со скоростью 14,4% в год.
Понимая значение этой новой технологии, д-р Абулхайр отметил, что многие отрасли промышленности начинают интегрировать аддитивное производство в свои бизнес-операции.
«Аэрокосмическая, автомобильная и медицинская отрасли — это лишь некоторые отрасли, на которые уже повлияло аддитивное производство. Используя аддитивное производство, инженеры аэрокосмической отрасли могут эффективно проектировать сложные и сложные геометрические конструкции с меньшими затратами времени и устранить потребность в большом количестве материала. АП гарантирует, что самолеты будут потреблять меньше топлива, выбросы CO2 сократятся вдвое, а расходы сократятся значительно, что приведёт к разумным ценам на авиабилеты для пассажиров».
Д-р Абулхаир сказала, что автомобильная промышленность использует аддитивное производство для производства деталей без инструментов, что снижает затраты на производство и разработку.
«Как и в аэрокосмической промышленности, автомобильная промышленность также требует, чтобы ее продукция выдерживала суровые погодные условия и высокие скорости. Таким образом, аддитивное производство позволяет производителям автомобилей создавать сложные высококачественные детали с повышенной безопасностью».
«Благодаря быстрому прототипированию качество автомобиля повышается, поскольку производители могут оценить его устойчивость к воде и высоким температурам. Кроме того, эта технология используется для создания решетчатых структур, благодаря которым компоненты автомобиля могут быть как можно более аэродинамическими и легкими», — сказала д-р Абулхаир. который второй год подряд входит в число «2% лучших ученых Стэнфорда 2021 года по цитируемости за один год».
В области медицины аддитивное производство — это технология, меняющая правила игры, которая успешно ведёт к прорыву.
«От анатомических моделей до компонентов хирургического класса и прочных протезов — аддитивное производство уже сотворило чудеса для отрасли здравоохранения. В ближайшем будущем аддитивное производство внесет свой вклад в области инженерии тканей человека и регенеративной медицины, позволяя создавать функциональные тканевые конструкции. которые имитируют ткани человека для восстановления или замены поврежденных тканей или органов».
На вопрос, является ли аддитивное производство тем же, что и 3D-печать, она пояснила: «Хотя термин аддитивное производство используется взаимозаменяемо с 3D-печатью, ключевое различие между ними заключается в том, что 3D-печать можно рассматривать как часть аддитивного производства. Что касается 3D-печати, объект строится слой за слоем с использованием 3D-принтера, использующего программное обеспечение САПР».
«Аддитивное производство — это гораздо более широкий термин, охватывающий множество процессов по сравнению с 3D-печатью. Электронно-лучевое производство и селективное лазерное плавление также являются двумя процессами, включенными в общий термин «аддитивное производство».
Доктор Абулхайр сказал, что аддитивное производство обычно ассоциируется с коммерческими и промышленными приложениями, в то время как 3D-печать находит свое место в развлекательных и потребительских приложениях.
«Аддитивное производство находит применение в области инженерии тканей человека и регенеративной медицины, позволяя создавать функциональные тканевые конструкции, имитирующие ткани человека, для восстановления или замены поврежденных тканей или органов».
Д-р Абулхаир подчеркнула, что аддитивное производство — это «мощная и проверенная» технология, которая революционизирует производство и бизнес-модели по всем направлениям.
«Оно обладает огромным потенциалом для резкого сокращения потребности в ресурсоемких и энергоемких производственных методах. Это, в свою очередь, снижает потребность в дополнительных материалах, необходимых в цепочке поставок, и прокладывает путь к более энергоэффективным, экологичным и устойчивым процессам."
Доктор Абулхаир сказала, что эта технология предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными производственными процессами.
«Помимо повышения производительности и простоты создания новых продуктов, это также снижает вероятность перепроизводства и создает экологически чистые продукты, и это лишь некоторые преимущества.
Благодаря использованию более высоких скоростей и мощностей печати вероятность перепроизводства значительно снижается, что позволяет производителям создавать более экологичные операции и чрезвычайно эффективную производственную среду».
Аддитивное производство может помочь производить экологически чистые продукты с использованием биоразлагаемых и органических источников.
«В нем используется полимолочная кислота или биопластик — устойчивый, биоразлагаемый и нетоксичный ресурс, который значительно сокращает количество отходов».
По ее словам, в ОАЭ аддитивное производство находит применение во множестве секторов, от аэрокосмической до строительства и здравоохранения, и может сыграть «новаторскую роль» в промышленном росте страны.
«В Абу-Даби Etihad Engineering, подразделение Etihad Aviation Group по техническому обслуживанию, ремонту и капитальному ремонту, развертывает 3D-печать в сотрудничестве с поставщиками 3D-технологий для запуска современного аддитивного производства, способного создавать и уменьшать вес компонентов салона».
«В Дубае строительный сектор уже начал внедрять технологии 3D-печати, и в этом эмирате находится крупнейшая в мире структура, напечатанная на 3D-принтере. К 2030 году Дубай планирует использовать материалы, напечатанные на 3D-принтере, для 25 процентов всего предстоящего строительства».
В 2021 году TII, подразделение прикладных исследований Совета по исследованиям в области передовых технологий Абу-Даби (ATRC), создало группу аддитивного производства, являющуюся частью AMRC.
«В AMRC наша лаборатория аддитивного производства оборудована для удовлетворения наших будущих целей, а главным элементом центра является металлический 3D-принтер, разработанный немецким производителем Aconity 3D. Работающий на основе системы Aconity MIDI+, принтер может генерировать сложные конструкции и элементы слой за слоем с использованием только рассыпчатого металлического исходного материала. Все наши лаборатории AMRC оснащены обширным набором для тестирования и определения характеристик изготовленных компонентов, включая оценку свойств исходного сырья», — сказала д-р Абулхаир, присоединившийся к TII в апреле прошлого года.
«Сейчас у нас есть несколько проектов в стадии разработки, и мы гордимся тем, что постоянно совершенствуем наши исследования и делимся знаниями с мировым исследовательским сообществом, работая вместе над созданием устойчивого будущего. Совсем недавно мы помогли провести международный семинар под названием «Аддитивное производство — взгляд в будущее»", добавила она.