Warum 3D-Druck Für "Made In Usa" Wichtig Ist

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Ein neues 3d-druckinstitut könnte die us-amerikanische fertigung in den alten staaten des rust belt und darüber hinaus revolutionieren.

Ein Anstieg der 3D-Drucktechnologie bedeutet nicht, dass es in jedem Haushalt einen "Star Trek" -Replikator gibt, der die Wünsche der Amerikaner erfüllt. Das Weiße Haus hat großen Wert auf die Idee gesetzt, dass der 3D-Druck die US-amerikanische Fertigung aus dem Herzen des "Rust Belt" im Mittleren Westen revolutionieren kann, der einst für seine geschlossenen Stahlwerke bekannt war.

Präsident Barack Obamas Vorschlag in Höhe von einer Milliarde US-Dollar für ein Produktionsinnovationsnetzwerk hängt von Orten wie der Case Western Reserve University in Cleveland ab, wo an einem späten Freitagnachmittag das Rauschen von 3D-Druckern und Laserschneidern das Erfinderzentrum der Konstruktionsabteilung gefüllt hat. Die Universität ist einer von vielen Partnern des vom Staat finanzierten National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII) - einem Pilotinstitut in Höhe von 30 Millionen US-Dollar, das den Einsatz von 3D-Druck in der US-amerikanischen Fertigung fördern soll.

"Der wahre Wert des 3D-Drucks besteht darin, etwas zu tun, das mit der vorhandenen Technologie entweder nicht möglich oder nicht kostengünstig ist", sagte James McGuffin-Cawley, Vorsitzender der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Case Western Reserve University und Mitglied der NAMII Geschäftsleitung.

Der 3D-Druck stellt die neueste Version dessen dar, was Branchenexperten als "additive Fertigung" bezeichnen - eine Möglichkeit, praktisch jedes Computerdesign in reale Objekte umzuwandeln, indem sie Schicht für Schicht aus Kunststoffen, Metallen oder anderen Materialien aufgebaut werden. Die Technologie könnte sich auf alle großen Industriezweige auswirken - Luftfahrt, Verteidigung, Medizin, Transport, Lebensmittel, Mode - und die US-amerikanische Fertigung sogar noch stärker beeinflussen als die Roboter-Revolution.

"Obwohl die Technologie bereits seit über 20 Jahren existiert, hat Washington sie endlich verstanden", sagte Terry Wohlers, ein unabhängiger Analyst und führender Experte für 3D-Druck, der im NAMII-Verwaltungsrat sitzt.

Warum 3D-Druck sinnvoll ist

Wohlers verwies darauf, dass die Hersteller diese Technologie verwendet haben, um Modelle und Prototypen zu bauen, um seit 20 Jahren neue Produktdesigns zu testen. Der Unterschied zu den neuen Bemühungen von NAMII besteht darin, dass die US-Regierung den 3D-Druck als Beitrag zur Produktion von mehr als "Made in USA" gekennzeichneten Produkten anstrebt.

Die Stärke des 3D-Drucks liegt in der Fähigkeit, individuelle, speziell zugeschnittene Teile nach Bedarf herzustellen, anstatt Tausende von Standardprodukten mit einer werkseigenen Fertigungslinie auszurüsten. Dies könnte sich als besonders kostengünstig erweisen, wenn die komplexen Teile von Spezialgeräten oder -geräten in kleinen Chargen oder auf einmaliger Basis hergestellt werden sollen, wie beispielsweise Ersatzteile für einen Kampfjet oder das Kieferknochenimplantat, das für die Operation eines einzelnen Patienten maßgeschneidert ist.

"Wenn Sie 10.000.000 Mülltonnen zum Verkauf bei Wal-Mart herstellen, dann werden Sie diese Dinge möglicherweise mit 3D-Druck prototypisieren, aber Sie werden sie nicht auf diese Weise herstellen", sagte Wohlers gegenüber TechNewsDaily. "Wenn Sie Teile für 50 bis 100 Militärflugzeuge herstellen, dann passt das perfekt."

Der Luftfahrt-Gigant Boeing hat sich bereits als Vorreiter erwiesen, als er mit dem 3D-Druck heute mehr als 22.000 Teile für zivile und militärische Flugzeuge fertigte. Die übrige Luftfahrtindustrie in den USA versucht schnell aufzuholen. GE Aviation gab im vergangenen Monat den Kauf von zwei Unternehmen in Ohio, Morris Technologies und Rapid Quality Manufacturing, bekannt. Die Idee von GE Aviation besteht darin, die neu erworbenen 3D-Druckfunktionen für die Herstellung von Triebwerksteilen zu verwenden. [Video: Ein 3D-Drucker für sich: Wann haben Sie einen zu Hause?]

Stratasys ist ein Minnesota-Unternehmen, das 3D-Drucker für gewerbliche Kunden verkauft. Es ist auch Mitglied des US National Additive Manufacturing Innovation Institute, das den Einsatz von 3D-Druck in der Mainstream-Fertigung fördern soll.

Stratasys ist ein Minnesota-Unternehmen, das 3D-Drucker für gewerbliche Kunden verkauft. Es ist auch Mitglied des US National Additive Manufacturing Innovation Institute, das den Einsatz von 3D-Druck in der Mainstream-Fertigung fördern soll.

Bildnachweis: Stratasys, Inc.

In ähnlicher Weise ist der 3D-Druck bereit, die medizinische Industrie aufzurütteln, sagte David Dean, Direktor des Bildgebungslabors für neurologische Chirurgie an der Case Western Reserve University. Er verwies auf die Möglichkeiten von 3D-gedruckten Hüft- und Knieimplantaten, die genau auf jeden Patienten zugeschnitten sind, um die medizinischen Probleme zu vermeiden, die mit den heute weniger gut angepassten Implantaten verbunden sind.

"Ich kann mir vorstellen, dass nicht nur die Patienten dies wünschen, weil es sofort besser für sie ist, sondern dass sie auch nicht die reparativen Operationen benötigen, die auf etwas zurückzuführen sind, das nicht so gut funktioniert", sagte Dean. "Das wird auf lange Sicht Geld sparen, auch wenn die Technologie anfangs teurer ist."

Das Tal des Todes überbrücken

Aber private Unternehmen können die 3D-Druckrevolution in den USA nicht allein schaffen. Ein Großteil der Technologie weist noch immer nicht die erforderliche Festigkeit, Qualität und Präzision auf, um Zahnräder oder Geräte herzustellen, die zuverlässig in komplizierten, teuren Maschinen oder Geräten mit möglichen Folgen für das Leben oder den Tod arbeiten können.

"Die Fertigung ist viel anspruchsvoller und komplexer", sagte Ralph Resnick, stellvertretender Direktor von NAMII. "Wir brauchen Projekte mit Materialeigenschaften, die die erforderlichen Anforderungen erfüllen können, die wiederholbar sind und die von Tag zu Tag von Maschine zu Maschine identisch sein können - insbesondere in anspruchsvollen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Verteidigung."

Hier kommt das NAMII, das neue Fertigungsinstitut, ins Spiel.Es verwendet staatliche Mittel als sprichwörtliche Möhre, um Unternehmen dazu zu bringen, mit Universitäten und gemeinnützigen Organisationen zusammenzuarbeiten, um die 3D-Drucktechnologie für die Herstellung durch das sogenannte "Tal des Todes" zu führen - die Entwicklungsphase zwischen dem Nachweis eines Labors. Konzept und kommerzielles Produkt, wenn private Mittel häufig fehlen.

Das US-Verteidigungsministerium leitete die Anklage der Regierung, indem es den Löwenanteil der 30 Millionen US-Dollar für das neue Institut für additive Fertigung beisteuerte. NAMII lässt sich vom National Center for Defense Manufacturing and Machining inspirieren, einer Organisation, die vor zehn Jahren erstmals finanziert wurde und derzeit von Resnick geleitet wird, was dem US-Militär mehr als 500 Millionen US-Dollar eingespart hat.

Die Zukunft schmieden

Es muss noch viel getan werden. NAMII hat gerade im August seine Türen geöffnet und Ende November den ersten Aufruf zur Einreichung von Projekten veröffentlicht. Das Institut hat ein Büro in einem Gründerzentrum in Youngstown, Ohio, wo von Unternehmen gestellte 3D-Drucker für NAMII-Partner zur Verfügung stehen. Viele Partner stammen aus ehemaligen Rust Belt-Städten, die in "Tech Belt" -Städte umgewandelt wurden und sich von Toledo (Ohio) bis Bethlehem (Pennsylvania) erstrecken.

Wenn sich der NAMII bis zum Zeitpunkt des Aufbrauchs seiner Bundesmittel innerhalb von drei Jahren als erfolgreich und vielleicht sogar finanziell selbstständig erweist, könnte die US-Regierung ihre Lehren nutzen, um den Rest eines von der Obama-Regierung vorgeschlagenen Netzwerks zur Herstellung von Innovationen im Wert von einer Milliarde Dollar aufzubauen.

Im Case-Western-Labor schienen die Schüler nicht das Gewicht einer solchen Verantwortung auf ihren Schultern zu spüren, während sie plauderten und an ihren Projekten arbeiteten. Ein Gefühl von Spaß durchdringt sogar das Dekor des Labors - drei Wanduhren zeigten die gleiche Zeit, als sie über Schildern mit den Namen von Tech-Belt-Städten wie Cleveland, Akron und Youngstown saßen (alle drei Städte liegen in der östlichen Zeitzone der USA).

McGuffin-Cawley sagte, dass er Pittsburgh zu den Uhren hinzufügen möchte, um die breitere Tech-Belt-Region besser zu reflektieren. Aber die Zeiger der Uhren müssen sich nicht ändern - sie setzen einfach ihren synchronisierten Marsch in die Zukunft fort, eine Minute nach der anderen.

Diese Geschichte wurde von TechNewsDaily zur Verfügung gestellt, einer Schwesterseite von WordsSideKick.com. Sie können TechNewsDaily folgen Senior Writer Jeremy Hsu auf Twitter @Jeremyhsu. Folgen Sie TechNewsDaily auf Twitter @ TechNewsDailyoder auf Facebook.


Videoergänzungsan: Pistolen aus dem 3D-Drucker - made in USA.




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