Για όσους δεν είναι εξοικειωμένοι, η τρισδιάστατη εκτύπωση δουλεύει σαν κάτι από επιστημονική φαντασία. Ένα μηχάνημα χρησιμοποιεί ένα αρχείο υπολογιστή για να διαχειριστεί ένα συγκεκριμένο υλικό (όπως πλαστικό ή μέταλλο) και στρώση τη στρώση σχηματίζει ένα πλήρες, τρισδιάστατο αντικείμενο. Η όλη διαδικασία αναπαρίσταται σχηματικά στο ακόλουθο διάγραμμα:

Σχηματική αναπαράσταση των βημάτων για την αντικατάσταση ενός τμήματος μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης

Στη συντήρηση και την επισκευή, η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ένα προφανές πλεονέκτημα, δεδομένου ότι οι κύριοι περιορισμοί της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι σε αυτήν την περίπτωση αδιάφοροι. Επιπλέον, τα μικρά πλεονεκτήματα της Προσθετικής Παραγωγής (Additive Manufacturing) έχουν, σε αυτόν τον τομέα, πολύ ισχυρή επιρροή.

Οι παραδοσιακές μηχανουργικές κατεργασίες έχουν προφανές πλεονέκτημα σε σχέση με την τρισδιάστατη εκτύπωση σε περιπτώσεις απλών εξαρτημάτων και σε μικρές σειρές παραγωγής. Η συντήρηση –όμως- αφορά μέρη μηχανών, που συνήθως είναι περίπλοκα κι η ζήτησή τους περιορίζεται σε πολύ μικρές σειρές παραγωγής (συνήθως σε ένα και μόνο κομμάτι).

Στην τρισδιάστατη εκτύπωση υπάρχει η δυνατότητα παράκαμψης της ανάγκης κατασκευής ακριβών και χρονοβόρων εργαλείων-καλουπιών, κι η δυνατότητα αποφυγή του κόστους έναρξης (set-up) που όταν αφορά μικρές σειρές παραγωγής είναι υπέρογκο. Για τους λόγους αυτούς, σε εξαρτήματα συντήρησης, η τρισδιάστατη εκτύπωση προβάλει σαν φαβορί.

Ήδη, σε αρκετές περιπτώσεις, τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα παρέχουν ήδη εξαιρετικά αξιόπιστες εναλλακτικές λύσεις στα ανταλλακτικά που κατασκευάζονται με τις παραδοσιακές τεχνικές.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της τρισδιάστατης εκτύπωσης στη συντήρηση κι επισκευή;

• Μειώνει το κόστος αποθεματοποίησης ανταλλακτικών. Η διατήρηση ενός αποθέματος ανταλλακτικών δεν είναι δωρεάν. Κοστίζει χιλιάδες ευρώ κάθε χρόνο η συντήρηση μιας αποθήκης γεμάτης από εξαρτήματα για την επισκευή μηχανημάτων. Εξαρτήματα που μπορεί να μείνουν στην αποθήκη για χρόνια. Η σύγχρονη εφοδιαστική έχει βελτιώσει σημαντικά την κατάσταση, αλλά υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση μπορούμε δραματικά να βελτιώσουμε την κατάσταση. Τα εξαρτήματα με μεγάλους χρόνους παράδοσης είναι οι πρώτοι υποψήφιοι για εκτύπωση.
  
• Παραγωγή εξαρτημάτων που δεν είναι πλέον διαθέσιμα από τον κατασκευαστή. Εάν συντηρηθούν σωστά, τα περιουσιακά στοιχεία σε μια μονάδα παραγωγής μπορούν να λειτουργήσουν για πολλά χρόνια, πολύ πέραν της εγγυημένης περιόδου από τον κατασκευαστή. Έτσι, αναπόφευκτα, μια μηχανή θα γίνει ξεπερασμένη και τα ανταλλακτικά θα γίνει δύσκολο να βρεθούν, πάρα πολύ ακριβά για να κατασκευαστούν και πάρα πολύ χρονοβόρα η προμήθειά τους. Η τρισδιάστατη εκτύπωση, εκτός εγγύησης υψηλής αξίας εξαρτημάτων, είναι μια πολλά υποσχόμενη λύση για να διατηρηθούν σε λειτουργία, για χρόνο αρκετά μεγαλύτερο από τον αρχικά προβλεπόμενο, παλαιά και καλοσυντηρημένα μηχανήματα.
  
• Μειώστε το κόστος συναρμολόγησης. Οι μικρές βελτιώσεις σχεδιασμού σε υπάρχοντα μέρη, με μια πολύ περιορισμένη εκμετάλλευση της σχεδιαστικής ελευθερίας που προσφέρει η τρισδιάστατη εκτύπωση, μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντική εξοικονόμηση πόρων. Υπάρχει πλέον η δυνατότητα να ενσωματωθούν σε εξαρτήματα κατάλληλες διαμορφώσεις που θα βοηθούν την τοποθέτηση και συναρμολόγηση τους, διαμορφώσεις που με τις παραδοσιακές τεχνικές θα ήταν αδύνατον να κατασκευαστούν. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν ειδικές ευκολίες συναρμολόγησης.
  

Προκλήσεις του Μέλλοντος

• Περαιτέρω βελτίωση των χρόνων παράδοσης. Με μια σωστή οργάνωση, ο χρόνος που απαιτείται για να γίνει η Αντίστροφη Μηχανολογία (3D σάρωση και μοντελοποίηση) μπορεί να αφαιρεθεί από το χρόνο επισκευής. Θα πρέπει να λαβουμε υπόψιν ότι αυτή είναι μια χρονοβόρα διαδικασία που απαιτεί σημαντική δαπάνη ανθρώπινων πόρων για να μετατραπεί ένα σκαναρισμένο αρχείο σε 3D μοντέλο με τις αναγκαίες προδιαγραφές που επιβάλει η εκτύπωση. Επίσης, σημαντικό είναι το έργο που απαιτείται, προκειμένου να εντοπιστούν οι ανοχές και οι λειτουργικές προδιαγραφές του εξαρτήματος.
  Η πρόκληση έγκειται στην εκ των προτέρων δημιουργία κι αποθήκευση της τεχνικής τεκμηρίωσης, δηλαδή των 3D μοντέλων και των 2D μηχανολογικών σχεδίων των ανταλλακτικών. Στην περίπτωση αυτή, οι χρόνοι παραδόσεις των εκτυπωμένων εξαρτημάτων θα μειωθούν ακόμα παραπάνω. Άλλωστε, τα αρχεία CAD και τα μηχανολογικά σχέδια, είναι διαθέσιμα κατά την κατασκευή κι αγορά του εξοπλισμού κι η αποθήκευσή τους είναι φθηνότερη από το κόστος αποθεματοποίησης των ίδιων των ανταλλακτικών.
  
• Συγκερασμός του αριθμού των εξαρτημάτων ενός συγκροτήματος σε λιγότερα και πολυλειτουργικά. Η Προσθετική Κατασκευή έχει ελάχιστους γεωμετρικούς περιορισμούς σε σύγκριση με την παραδοσιακή παραγωγή. Μπορεί να μας δώσει εξαρτήματα με σύμμορφα Κανάλια ψύξης, ή εκτυπώσεις, όπου σε ένα στάδιο εκτύπωσης θα πάρονται συγκροτήματα αποτελούμενα από πολλαπλά εξαρτημάτα με σχετικούς βαθμούς ελευθερίας ανάμεσά τους. Αυτές οι δυνατότητες ανοίγουν έναν νέο ορίζοντα στον όρο «εξάρτημα».
  Ένα ολόκληρο συγκρότημα διαφορετικών εξαρτημάτων και βιδών μπορεί να αντικατασταθεί από ένα και μόνο τρισδιάστατο εκτυπωμένο στοιχείο.
  

Τρισδιάστατη Εκτύπωση. Εσωτερική Ανάπτυξη στις Εταιρείες ή αναζήτηση κατάλληλου Προμηθευτή;

Η Προσθετική Κατασκευή έχει πλέον αναπτυχθεί ως μια σύνθετη βιομηχανία με πολλές διαφορετικές τεχνολογίες, η κάθε μια εκ των οποίων, έχει σημαντικά πλεονεκτήματα αλλά και μειονεκτήματα. Δεν υπάρχει κάποια διαδικασία εκτύπωσης με γενική εφαρμογή. Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να βρεθεί ο κατάλληλος συνδυασμός τεχνολογίας παραγωγής, υλικού και μηχανής.

Έτσι, εκτός από την περίπτωση, όπου εμφανίζεται μια μεγάλη ομοιομορφία προδιαγραφών, μεγέθους, γεωμετρίας, απαιτήσεων σε μηχανικές και περιβαλλοντικές ανοχές κλπ στα υποψήφια προς εκτύπωση εξαρτήματα, σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, δεν θα είναι πρακτικό για οποιαδήποτε εταιρεία να:

• Επενδύσει σε ένα ευρύ φάσμα τρισδιάστατων εκτυπωτών.
• Αναπτύξει εσωτερικά την τεχνογνωσία και πείρα για να μπορεί κάθε φορά να προσδιορίσει την πλέον κατάλληλη τεχνολογία παραγωγής, ανάμεσα, όχι μόνο στην πληθώρα τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης, αλλά και παραδοσιακών μηχανουργικών κατεργασιών.
  Από την σκοπιά της παραγωγής, η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι ένας διαφορετικός κόσμος. Είναι μια ακόμα διαδικασία παραγωγής, απλά η νεότερη! Όπως κι όλες οι άλλες τεχνολογίες παραγωγής κι αυτή και τις ανταγωνίζεται αλλά και τις συμπληρώνει.
  Έτσι, το «πώς να το κατασκευάσω» είναι ένα δίλημμα πολύ περίπλοκο και εξαιρετικά γρήγορα εξελισσόμενο. Η διαμόρφωση ενδοεταιρικά μιας ικανοποιητικής τεχνογνωσίας που να μπορεί να ανταποκρίνεται σε ένα τέτοιο δίλημμα, είναι μια επένδυση που δεν θα μπορεί να δικαιολογηθεί για την εξυπηρέτηση μίας και μόνο επιχειρηματικής μονάδας.
  
• Ακόμη και αν έχει προσδιοριστεί ο καλύτερος συνδυασμός τεχνολογιών, η εφαρμογή τους, πάλι απαιτεί ένα πολύ υψηλό επίπεδο συσσωρευμένης τεχνογνωσίας. Πολλές διαφορετικές τεχνολογίες, εξειδικευμένα υλικά και σημαντικοί περιορισμοί μεγέθους μετασχηματίζουν την κοινή αντίληψη των τεχνικών δεξιοτήτων. Ένα νέο μείγμα μηχανικής, χημικής μηχανικής και μηχανικής διεργασιών έχει εξελιχθεί και τα ακαδημαϊκά προγράμματα προσαρμόζονται αργά.
  Αν δεν συμβεί πρώτα μια σημαντική παγίωση στη "Βιομηχανία Τρισδιάστατης Εκτύπωσης", θα διατηρήσουν τον πρώτο λόγο οι ειδικοί στην τρισδιάστατη εκτύπωση, ειδικά εκείνοι, που έχουν προέλθει από την βιομηχανία.