Trends in der Entwicklung des 3D-Druck-Marktes in absehbarer Zeit.

Wird es in jedem Haushalt einen 3D-Drucker geben?

Wird es in jedem Haushalt einen 3D-Drucker geben? Eine der häufigsten Fragen, die ich höre und lese. Und alles wäre gut, wenn Sie diese Frage nicht beantworten müssten. Vor kurzem habe ich begonnen, dasselbe so oft zu erklären, dass ich beschlossen habe, einen separaten Artikel darüber zu schreiben. Versuchen wir, diese Frage anhand der Nachrichten, des Marktes und der Geschichte ein für alle Mal zu beantworten.

Вводная часть

Der Kern des Problems ist die Verbreitung der Technologie, nicht ihre Schaffung. Dies ist meiner Meinung nach eine wichtige Klarstellung, da die Entstehung einer Innovation zufällig erfolgen kann und der private, geschlossene Einsatz von Technologie für bestimmte Zwecke möglicherweise nichts mit der nachfolgenden Beschreibung zu tun hat. Damit meine Antwort begründet ist, möchte ich mich auf die (meiner Meinung nach) wichtigsten Komponenten stützen, die speziell für die Verbreitung eines innovativen Produkts oder einer innovativen Technologie in der breiten Masse notwendig sind:

• Wirtschaftlicher Vorteil.Wenn ich von wirtschaftlichen Vorteilen spreche, meine ich nicht Vorteile für den Entwickler der Technologie. Ich meine den Nutzen für alle Beteiligten im Prozess der Innovationsverbreitung. Der Vorteil besteht nicht darin, dass bei der Verwendung des Produkts einige Kosten gesenkt werden, das meine ich nicht. Wenn ein neuer Ansatz, ein neues Produkt oder eine neue Technologie es allen Teilnehmern der Verteilung ermöglicht, Geld zu verdienen, dann erhält das Produkt diese Verteilung. Lediglich das wirtschaftliche Interesse aller Vertriebsteilnehmer bringt die Händler auf Trab.
• Zeitrahmen. Mit Zeit meine ich nicht die Verkürzung der Zeit, die zur Lösung eines bestimmten Problems durch die Verwendung des Produkts benötigt wird (zum Beispiel haben wir durch die Verwendung des Produkts begonnen, etwas schneller zu erledigen), sondern die Zeit, die der Benutzer damit verbringen muss, dieses Produkt zu studieren. Tatsächlich ist dies die Zeit, die der Benutzer aufwenden muss, um den Umgang mit der Innovation zu erlernen. Als Fortsetzung dieses Absatzes können Sie einen separaten Artikel schreiben, in dem häufige Begriffe verwendet werden: Benutzeroberfläche, einfache Interaktion, einfache Wartung, Reaktionsgeschwindigkeit, Anweisungen, Tipps usw. Aber das ist eine ganz andere Geschichte, aber ich denke, Sie verstehen, worum es geht.
• Mehrheitliche Akzeptanz. Der Markt muss bereit sein, die Innovation zu akzeptieren. Manchmal werden Innovationen geboren, bevor sie benötigt werden. Das heißt, wenn die Bevölkerung und damit auch der potenzielle Markt bereit sind, die Innovation zu akzeptieren, und die Gesamtheit der anderen Märkte die Verbreitung der Innovation ermöglicht und in einigen Fällen sogar unterstützt, dann wird der Bedarf entdeckt.

Es stellt sich heraus, dass es für die Entwicklung einer innovativen Technologie notwendig ist, eine Art Planetenparade direkt zu beobachten. Alle Sterne müssen ausgerichtet sein. Und das ist absehbar. Wie? Gute Frage. Aber zuerst würde ich fragen: „Wann?“. Wann können wir mit der Verbreitung innovativer Technologien rechnen? Meiner Meinung nach, als einer der drei oben aufgeführten Punkte einen vollständigen Zyklus durchlief und zu seinem logischen Abschluss kam. Erst wenn mindestens einer der Punkte vollständig umgesetzt ist, können wir beurteilen und davon ausgehen, wann der Rest abgeschlossen sein wird. Denn wie meine Forschungserfahrung zeigt, ist es soweit, sobald einer der Punkte schließt. Warte auf alle anderen. Und warten Sie nicht nur, sondern warten Sie und seien Sie bereit!

Im Hinblick auf 3D-Drucktechnologien schon jetzt wirtschaftlicher Vorteilaus der Verbreitung von 3D-Druckern ist offensichtlich. Es gibt sogar Unternehmen, die ausschließlich mit dem Vertrieb von 3D-Druckern Geld verdienen. Auch die Händlerkonditionen der 3D-Drucker-Hersteller sind größtenteils händlertreu. Das ist wunderbar! ZeitrahmenDie zur Untersuchung der Interaktion mit einem 3D-Drucker zum Starten standardmäßiger logischer Ketten (Druckstart, Materialnachladung, Druckerwartung) erforderlichen Maßnahmen sind bereits auf hohem Niveau ausgearbeitet. Das Starten eines 3D-Druckers ist jetzt nicht schwieriger, als beispielsweise den Computer einzuschalten und zu öffnen YouTube. Doch was verhindert nun den flächendeckenden Einsatz einer so innovativen Technologie wie dem 3D-Druck? Tschüss Marktnicht bereit! Ich werde versuchen, im Großen und Ganzen zu erklären, warum das so ist, und die im Thema des Artikels gestellte Frage zu beantworten.

Wo bekomme ich 3D-Modelle?

Tatsache ist, dass für den normalen Start eines 3D-Druckers ein 3D-Modell benötigt wird. Ein 3D-Modell ist eine digitale Form eines zukünftigen Produkts. Das 3D-Modell definiert, was der 3D-Drucker drucken wird. Es gibt zwei Arten von 3D-Modellen: polygonal (organisch) und parametrisch (fest). Der Unterschied besteht darin, dass Polygonmodelle durch die Positionierung einer großen Anzahl von Dreiecken relativ zueinander erstellt werden, die entlang der Seiten miteinander verbunden sind. Und solide Modelle werden durch Gleichungen und Formeln gegeben. Die Erstellung und Bearbeitung von 2D-Modellen erfolgt in speziellen Editoren. Wie beim herkömmlichen 3D-Druck benötige ich ein digitales Bild. Dies kann wiederum ein Raster oder ein Vektor sein. Mit einem Raster ist es einfacher, mit einem Vektor ist es etwas schwieriger, aber Sie können alle Linien mit Gleichungen festlegen. Versuchen Sie, ein 2D-Modell mithilfe von Gleichungen zu zeichnen. Natürlich können Sie die Standardformen leicht mit einer parametrischen Gleichung festlegen, aber was tun mit Modellen komplexer Geometrie, organischen Modellen und, Gott bewahre, Modellen? Bionisches Design? Warum ich Analogien zu Vektor- und Rasterbildern ziehe, werden Sie etwas weiter verstehen. Aber wie bei 3D-Modellen erfolgt die Bearbeitung eines Raster- oder Vektorbildes in speziellen Editoren. Um jedoch ein flaches Bild zu erhalten, muss ich nur ein Foto machen. Und alle. Das Bild ist fertig. Sie können drucken. Oder geben Sie einfach Text in Word ein, die Seite ist zum Drucken bereit. Sehr schmal Zeitfenster, die zum Erlernen des Prozesses zum Erhalten eines 2D-Bildes erforderlich sind, erleichtern die Beherrschung des Prozesses des 2D-Drucks, da nur noch auf die Schaltfläche „Drucken“ geklickt werden muss. Allerdings ist die Erstellung eines 3D-Modells nicht so einfach wie die Verwendung von Word. Daher sind die Programme selbst zum Erstellen und Bearbeiten von 3D-Modellen nicht weit verbreitet. Zusätzlich zu breit ZeitfensterUm 3D-Modellierungsprogramme zu studieren, erlauben die Benutzeroberfläche und die Komplexität der Volumenwahrnehmung derzeit nicht, dass die Mehrheit solche Software akzeptiert. Dies ist einer der limitierenden Faktoren für die Verbreitung von 3D-Druckern in der breiten Masse. Natürlich steht die Technologie nicht still, Programme zur Erstellung von 3D-Modellen werden von Jahr zu Jahr benutzerfreundlicher, intelligenter und leichter zu erlernen. Sogar Microsoft hat das sogenannte veröffentlicht 3D-Farbe in den neuesten Versionen ihres Betriebssystems. Die Erstellung eines Modells erfordert jedoch andere hochspezialisierte Kenntnisse: technische oder künstlerische. Es tut mir leid, aber ich muss kein Ingenieur oder Künstler sein, um den Wasserkocher in der Küche einzuschalten.

Natürlich gibt es 3D-Scantechnologie. Aber um ein einfaches Bild zu machen, muss ich nur mein Smartphone aus der Hose holen und ein Foto machen. Und um einen 3D-Scan zu machen, muss ich ein ganzes Labor aus einem Koffer holen, es zusammenbauen und dann die Scanergebnisse verarbeiten können. Also auch das LaborKaufen Sie einen 3D-Scanner. Wissen Sie, wie viel sie kosten? Viel! Bisher passt das überhaupt nicht dazu, zwei Tasten am MFP zu drücken, um eine Kopie der Seite zu erstellen. Obwohl es Versuche gibt, den Prozess auch bei einem Smartphone zu vereinfachen, gibt es zum Beispiel das Unternehmen Samsung bringt neues Smartphone mit 3D-Scan-Unterstützung auf den Markt, und Apple scannt Ihre Gesichter schon seit langem mit Face ID.

Also? Es stellt sich heraus, dass wir warten müssen, bis jeder lernt, wie man 3D-Modelle erstellt. Ich denke nicht! Es scheint mir, dass es Systeme zur Suche nach 3D-Modellen geben wird. Etwas wie Yandex oder Google, nur für dreidimensionale Modelle. Oder vielleicht erstellen Google oder Yandex selbst einen separaten Tab „3D-Modelle“ zusammen mit „Bilder“, „Video“ oder „Musik“. Stellen Sie sich vor, Sie geben den Ersatzteilcode für Ihr Auto ein und schon haben Sie ein 3D-Modell. Kaufen oder kostenlos herunterladen. Oder suchen Sie einfach nach dem Namen, z. B. Zahnbürstenhalter. Und dann ist die Anwesenheit eines 3D-Druckers bei mir zu Hause oder im Büro am Arbeitsplatz praktischer denn je. Ich hebe meinen faulen Hintern nicht einmal irgendwo hin, um zum Beispiel Büroutensilien oder einen Seifenhalter zu holen.

Ich habe hier ein wenig gelesen, und weißt du was? Die Entwicklung solcher Systeme ist bereits im Gange. Als Beispiel, Physna hat 6,9 Millionen US-Dollar gesammelt, um eine Suchmaschine für 3D-Modelle zu entwickeln. Vertreten Sie? Bald finden Sie dort alles, was Sie brauchen. Und einige andere Rohre, Armaturen, Stecker und eine Menge Haushalts- oder Büroutensilien. Oder ein Autoteil? Wird es überleben? Und es kommt darauf an, wie gedruckt wird und aus welchem ​​Material. Und wie findet man das heraus? Aber nur vom Hersteller, der die Parameter bereits überprüft und unter das Modell geschrieben hat. Im Allgemeinen gibt es etwas, woran die Jungs arbeiten können.

Wie erstellt man ein Steuerungsprogramm? 

Auf das 3D-Modell ist die Sache nicht beschränkt. Nach Erhalt eines 3D-Modells muss dieses in eine Sprache übersetzt werden, die der 3D-Drucker versteht. Was das bedeutet: Nach der Auswahl der Parameter sollte die Software das Modell in Schichten aufteilen und den 3D-Druckprozess entwerfen. Es gibt eine Vielzahl an Software, mit der Sie Steuerungsprogramme für 3D-Drucker erstellen können. Aber mit tiefer Überzeugung kann ich sagen, dass es zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels kein einziges Programm ermöglicht, Code vollautomatisch vorzubereiten. Das heißt, einfach „das Modell fallen lassen -> die Drucktaste gedrückt“ wird nicht funktionieren. Allerdings noch ein paar Jahre und die Software wird perfektioniert sein. Wie ein kluger Mensch sagte: Quantität erzeugt Qualität. Jetzt überlassen die Hersteller dem Benutzer viele Momente. was sich negativ auf das auswirkt Zeitfenster, die ich für das Studium von Parametern wie Schichthöhe, Füllung, Rückzug und Extrusionsbreite aufwenden muss. Gott, wie schwierig. Ich möchte nur ein 3D-Modell meines Zahnbürstenhalters herunterladen und es bis zum Morgen fertig haben. Und lassen Sie die Druckparameter aus der Datei des Modells selbst ziehen.

Muster der Technologieentwicklung

Jede Innovation entwickelt sich ungefähr nach den gleichen Mustern. Der einzige Unterschied besteht darin, dass sich jede neue Innovation schneller entwickelt als die vorherige, da sie bereits auf den vorherigen aufbaut. Das heißt, die Entwicklungsrate (Verteilung) von Innovationen ist mit jedem neuen Fall zeitlich schneller. Es werden Technologien entwickelt, die in eine Art Zeitspirale passen, die eine konische Form hat. Um dies anhand eines Beispiels zu verdeutlichen, nehmen wir die Entwicklung des PC-Marktes als Grundlage.

Als die ersten Computer auftauchten, gab es Unternehmen, die die Rechenleistung ihrer Computer vermieteten. Sie nahmen sozusagen Geld für eine Stunde, in der sie ihren Computer nutzten. So etwas wie 3D-Druckstudios heutzutage. Eine Stunde 3D-Drucker kostet etwas Geld. Wenn Sie möchten, nehmen Sie es und drucken Sie es selbst aus. Wenn Sie möchten, drucken wir es für Sie aus, das spielt keine Rolle. Im Zuge der Entwicklung und Verbreitung einer Reihe von Faktoren, die die Verbreitung von PCs beeinflussen, ist jedoch der Bedarf an solchen Unternehmen verschwunden. Nun, wer braucht solche Zentren jetzt, wenn ich schon alle Berechnungen auf einem Smartphone erledigen kann. Es muss nur die Anwendung heruntergeladen werden, das ist Sache. Sie müssen nicht einmal die Programmiersprache beherrschen =). Solche Unternehmen sind jedoch überhaupt nicht abgereist. Einige haben überlebt. Wer genau? Große Rechenzentren. Sie sitzen hier im Büro und die Leistung Ihres PCs ist gering geworden. Sie müssen beispielsweise eine Animation rendern. Über das Internet vermieten wir Räume in solchen Zentren und arbeiten dort weiter. Riesige Bereiche voller Server, Grafikkarten usw. Das heißt, es stellt sich heraus, dass ich, wenn ich eine Technologie verwende, die ich bereits entwickelt habe, um ein bestimmtes Produkt zu erhalten, dann nur eine Leistungssteigerung benötige, um schnell eine bestimmte Serie eines solchen Produkts zu erhalten? Produktionskapazität. Lassen Sie uns eine Analogie zu einem 3D-Drucker ziehen. Ich habe einen 3D-Drucker bei mir zu Hause oder im Büro. Wenn ich ein 3D-Modell erstellt oder gekauft und die benötigten Druckeinstellungen konfiguriert habe und 200 oder 500 dieser Produkte benötige, brauche ich dann tatsächlich nur eine Leistungssteigerung? Und was mache ich? Ich bewerbe mich bei Unternehmen, die über große 3D-Druckkapazitäten verfügen. Die sogenannten 3D-Farmen.

Aber gibt es mittlerweile in jedem Haus einen Computer? Wir werden das jeweils annehmen. Denken Sie natürlich an jene Bürger, die aufgrund der Lebensumstände oder der Region keinen PC haben können, obwohl sie auf die eine oder andere Weise damit interagieren. Vergessen wir dabei nicht, dass der erste Computer 1945 erschien und 1950 in der UdSSR geschaffen wurde der größte Wissenschaftler, Absolvent der Moskauer Staatlichen Technischen Universität. N. E. Bauman Lebedev Sergey Alekseevich. Das heißt, es hat 60 Jahre gedauert, bis wir die ganze Fülle der Computertechnologie kennengelernt haben, obwohl ich persönlich vor etwa 15 Jahren einen Computer bekam und der erste Computer in meiner Familie vor 20 Jahren erschien. Das heißt, der Vertriebsprozess begann mehr als 50 Jahre nach dem Erscheinen des ersten Geräts in einer aktiven Phase. Ich möchte Sie daran erinnern, dass der erste 3D-Drucker 1985 auf den Markt kam. Wenn wir eine grobe Analogie zu einem PC (Computer) ziehen, dann wird der Höhepunkt der Verbreitung von 3D-Druckern im Jahr 2035 sein. Und ich glaube, das 5-7 Jahre früher. Und deshalb:

• Entwicklung von VR- und AR-Technologien.Und als Ergebnis entsteht eine Datenbank mit 3D-Modellen, die für den Dateiaustausch, einschließlich 3D-Druck, verwendet werden kann.
• Ausrüstung.Maschinen wie z Mimaki oder Arcam zeigen, dass ein 3D-Drucker bereits jetzt ein fertiges, voll funktionsfähiges Produkt herstellen kann, das in seiner Leistung Produkten überlegen ist, die mit alternativen Produktionsmethoden hergestellt werden. Die Entwicklung des Marktes wird zu einer günstigeren Produktion solcher Maschinen führen. Es wird 3D-Drucker geben, die in der Lage sind, mit unterschiedlichen Materialien zu drucken.
• Bankensektor.An zweiter Stelle der empfohlenen Investitionen stehen additive Technologien. Und sie haben da ernstere Berechnungen als meine Argumentation.
• Allgemeine Popularität.3D-Druck liegt im Trend. Kino, Cartoons, Medienindustrie. Jeder nutzt den 3D-Druck als eine Art Innovationswerkzeug, was perfekt zum Konzept der Technologiediffusion passt.
• Hochwertige staatliche Unterstützung Sektoren.Einschließlich der Verteidigungsindustrie.
• Weitere Pluspunkte.Bequemlichkeit, fehlende Ausrüstung, technologische Flexibilität und andere Vorteile, über die ich zuvor geschrieben habe.

Wie sehr glauben wir daran?

Und genau so viel wie unsere Anstrengungen, Mittel und Nerven gereicht haben, um unsere Plattformen zum Anzeigen von 3D-Modellen und zum automatischen Bezahlen für den 3D-Druck wie in zu implementieren WebspaceUnd auf Smartphones. Wir waren die ersten in Russland, die mit dem Bau eines eigenen Gebäudes begonnen haben 3D-Farmen.

Indem wir Geld und Mühe in solche Produkte investieren, rechnen wir nicht nur mit Gewinn, wir glauben an additive Technologien! Von dem Moment an, in dem dieser Artikel geschrieben wurde, werden etwas mehr als 10 Jahre vergehen, denn ein 3D-Drucker wird, wenn nicht in jedem Haus, so doch auf jeden Fall in jedem Büro stehen!