Освещение по технологии трехмерной печати

Трехмерная печать — это процесс нанесения материала слоями под управлением компьютера для построения объекта на основе цифровой трехмерной модели или файла CAD. Термин «трехмерная печать», первоначально относившийся к процессу наслоения материала через головки струйного принтера, теперь включает несколько различных процессов, также известных как «аддитивное производство».

Как и другие отрасли, экспериментирующие с этой развивающейся технологией, например, автомобильная, медицинская и аэрокосмическая отрасль, теперь оценкой возможностей трехмерной печати занялась светотехническая отрасль. В ближайшей перспективе этот метод предлагает возможность создания прототипов и производства нестандартных компонентов. В долгосрочной перспективе он может повлиять на сам процесс производства светотехнической продукции, включая такие аспекты, как разработка продукции, индивидуализация, внедрение инноваций и сокращение товарных запасов.

«Аддитивное производство только начинает привлекать интерес светотехнической отрасли, — отмечает Надараджа Нарендран (Nadarajah Narendran), профессор, директор по исследовательской деятельность Научно-исследовательского центра освещения Ренсселеровского политехнического института, который занимается созданием отраслевого альянса для преодоления технических барьеров, мешающих внедрению технологии. — Благодаря технологии трехмерной печати можно изготовить отдельные компоненты осветительного оборудования, например, радиаторы, электрические соединения, оптику, а впоследствии — и готовые устройства».

В настоящее время пионерами являются промышленные дизайнеры и производители, которые используют технологию для создания инновационных дизайнов и нестандартных компонентов светильников. По словам Нарендрана, к числу активных игроков относится бренд по производству индивидуального освещения Telecaster компании Signify в Европе; Gantri, компания, специализирующаяся на нестандартном дизайне и трехмерной печати и предлагающая дизайнерам возможности создания уникальной светотехнической продукции; Tempo Lighting, использующая технологию трехмерной печати для производства светодиодных компонентов; и южнокорейский производитель LG, продвигающий идею использования трехмерной печати для производства светильников на основе органических светодиодов. Нарендран предсказывает, что в ближайшие пять лет масштабы внедрения технологии будут расти, поскольку трехмерная печать приобретает все большую популярность в качестве варианта производства нестандартного освещения.

«Оперативность (поставка деталей в течение нескольких дней, а не недель или месяцев), гибкость (простота изменения или доработки конструкции) и экономическая эффективность (без оснастки, без минимального размера заказа, производство деталей непосредственно на основе файла CAD) являются ключевыми преимуществами для отрасли», — утверждает Марко де Виссер (Marco de Visser), главный редактор 3DPrinting. Lighting, который полагает, что данная технология станет доминирующей в ближайшие 5–10 лет. По мнению де Виссера, современная динамика светотехнической отрасли, судя по всему, благоприятствует аддитивному производству. Скорость выхода на рынок имеет решающее значение, диверсификация продукции увеличивается по мере специализации функций и снижения объемов, снижение цен заставляет производителей сосредоточиться на вопросах снижения расходов и повышения экономической эффективности, а значительная часть продукции производится за рубежом и поставляется в США. Он считает, что аддитивное производство обладает потенциалом для устранения проблем по каждому из этих направлений и обеспечения преимуществ.

Сложность — не проблема. Все, что требуется для производства, помимо самого принтера, — это сырье и цифровой проектный файл. Дизайнеры могут создать любое количество причудливых конструкций и будут меньше ограничены в стремлении к инновации. Индивидуализация и модификация становятся более доступны, позволяя точно подогнать освещение под индивидуальные требования. Светильники можно изготовить, испытать и модифицировать за более короткий период времени.

Сборка не требуется. Теоретически технология трехмерной печати обеспечивает экономическую эффективность производства на заказ, не требуя экстраординарных начальных инвестиций в оснастку и материально-технические ресурсы, при этом предлагает возможность заказа отдельных изделий и потенциально сокращает срок выполнения заказа. Процесс производства сжат до изготовления светотехнической продукции со всеми компонентами в сборе, от радиаторов до монтажных схем, что позволяет уменьшить размеры и снизить себестоимость. Производство может осуществляться в любом месте, где есть принтер и квалифицированный оператор, следствием чего является уменьшение и локализация цепочки поставок. Для замены при техническом обслуживании было бы достаточно сохранения цифрового файла.


1.jpg

Трехмерная печать светодиодного светильника в Научно-исследовательском центре освещения Ренсселеровского института.

Если эта технология получит широкое распространение, то что это будет означать для дистрибьюторов? Как и в случае с другими новыми технологиями освещения — новые возможности и дестабилизация одновременно. «Возможно, в будущем дистрибьюторы будут располагать 3D-принтерами, материалами и цифровыми проектными файлами для печати компонентов на заказ, — утверждает Нарендран. — Это уменьшило бы потребность в обслуживании больших складов для хранения медленно расходуемых запасных частей, обходящихся в крупные суммы».

Нарендран описал типичную новую технологическую схему, реализующую потенциал трехмерной печати в будущем сценарии распределенного производства. После разработки проектной группой концепции светильника, необходимой для удовлетворения эксплуатационных требований, инженерная группа производителя определяет материал и требования к принтеру и привлекает дистрибьюторов, способных изготовить светильники. Дистрибьютор может изготовить несколько светильников для пробной установки, давая проектной группе возможность внести изменения в конструкцию и соответствующие цифровые файлы. После утверждения светильника дистрибьютор может произвести и поставить необходимое количество, сохранив цифровой файл для изготовления запасных частей для технического обслуживания в будущем.

«Учитывая конечную цель локализации или своевременного производства светотехнического оборудования на месте и на заказ, роль дистрибьюторов будет меняться, — добавляет Нарендран. — Например, запасы деталей и изделий у дистрибьюторов претерпят радикальные изменения, поскольку не требуется хранить никаких запасов, кроме цифровых файлов деталей. Для производства необходимых компонентов будут использоваться локальные производственные площадки с 3D-принтерами или площадки по месту требования».

«Наиболее дестабилизирующий сценарий внедрения трехмерной печати в светотехнической отрасли предполагает исключение из процесса традиционного дизайнера светильников, оптового продавца или даже производителя профессиональными конечными пользователями, — утверждает де Виссер. — Это произойдет, когда разработчики спецификаций для проектов и дизайнеры освещения начнут разрабатывать и печатать собственные нестандартные светильники для своих проектов. Как аппаратные, так и программные решения достигли уровня, значительно снижающего планку для разработчиков. Благодаря этому трехмерная печать станет доступной не только высококвалифицированным профессионалам, но и специалистам с базовым пониманием принципов проектирования и разработки осветительного оборудования».

При внедрении важной технологии зачастую бывает период шумихи, когда будущий потенциал превышает текущую реальность, и технология может провалиться. Трехмерная печать, по-видимому, набирает обороты: согласно данным International Data Corporation (IDC), общемировой объем расходов на трехмерную печать, включая оборудование, материалы, программное обеспечение и услуги, по прогнозам достигнет 23 млрд долл. США к 2022 году, что означает годовой темп роста 18,4 %.

Поскольку другие отрасли поддерживают развитие этой технологии, она будет приобретать все большее значение для светотехнического направления, и не только в аспекте создания прототипов. Хотя широкого внедрения технологии в качестве основного метода производства светильников в ближайшие годы не ожидается, она становится все более практичной в определенных областях применения. А поскольку технология обладает потенциалом дестабилизации в отношении системы распространения электроники, дистрибьюторам необходимо быть в курсе процесса ее развития.