3D tiskanje spodbuja rast proizvodnje na zahtevo

Kljub pandemiji, inflaciji, pomanjkanju delovne sile in čipov – in vsemu drugemu, kar ovira globalne dobavne verige – je optimizem glede ene proizvodne rešitve tako močan, da je leta 2021 v javnosti pognal tri podjetja: Fathom, Shapeways in Xometry. Četrti, Fast Radius, naj bi na Wall Streetu debitiral februarja. 

Ta nova vrsta digitalnega proizvodnega podjetja na zahtevo močno vlaga v programsko opremo in digitalno vodene proizvodne tehnologije, kot je industrijsko 3D tiskanje. Ne obljubljajo le hitrejše in učinkovitejše proizvodnje delov na lokalni ravni, ampak tudi digitalne rešitve, ki omogočajo stroškovno varčne inovacije izdelkov in hitrejši čas trženja za skoraj vse vrste izdelkov.

"Narašča se zavedanje o tem, kako infrastruktura za načrtovanje, izdelavo in premikanje stvari danes ne ustreza potrebam tega časa – je toga, potratna, zastarela in tudi ni trajnostna," pravi Lou Rassey, soustanovitelj in Izvršni direktor podjetja Fast Radius s sedežem v Chicagu.

Najnovejša mikrotovarna podjetja na otoku Goose Island v Chicagu vključuje industrijske 3D tiskalnike Carbon in HP ob stranskih digitalno integriranih CNC strojih kot del platforme za proizvodnjo v oblaku Fast Radius. Mikrotovarna bo proizvajala sestavne dele za podjetja v različnih panogah, vključno z električnimi vozili, medicinskimi in zdravstvenimi napravami ter potrošniškimi izdelki. Svetovni gospodarski forum je Fast Radius imenoval za eno od devetih najboljših tovarn na svetu, ki izvajajo "tehnologije četrte industrijske revolucije" ali industrijo 4.0.

Digitalno integrirana proizvodnja

Podjetja v tem sektorju so pogosto združena pod okriljem digitalne proizvodnje na zahtevo, v resnici pa ponujajo vrsto pristopov k 3D-tiskanju, industriji 4.0 in posodobitvi proizvodne dobavne verige.

Na enem koncu spektra podjetja, kot sta Shapeways in Sculpteo (v lasti kemičnega velikana BASF), ponujajo spletno platformo za enostavno nalaganje in tiskanje. Ta model 3D tiskanja na zahtevo se osredotoča na enostavno uporabo; vsak lahko naloži datoteke digitalnih delov, klikne za izbiro materialov in prejme dele in prototipe v urah ali dneh. Ta sodobna izkušnja, podobna potrošnikom, želi proizvodnjo približati množicam z omogočanjem 3D-tiskov vsega, od prototipov izdelkov do arhitekturnih modelov.

Druga podjetja, kot je Materialise, ki je postala javna leta 2014, imajo široko bazo strank za svoje programske rešitve, ki podjetjem pomagajo pri 3D tiskanju lastnih digitalnih datotek in upravljanju lastne flote 3D tiskalnikov. Programsko opremo uporabljajo tudi druge storitve 3D tiskanja na zahtevo za sledenje in tiskanje naročil strank. Materialiseova proizvodnja na zahtevo v enem največjih evropskih obratov za 3D tiskanje vključuje šest tehnologij 3D tiskanja.

Fathom je začel kot pogodbeni proizvajalec majhnega do srednjega obsega, ki je že zgodaj sprejel nove metode, vključno s 3D tiskanjem. Še vedno ponujajo tradicionalno proizvodnjo, vendar je integrirana v celovit digitalni proizvodni proces.

»Velika razlika za nas in našo platformo je, da imamo desetletja izkušenj in globoko zakoreninjene odnose s strankami,« pravi Ryan Martin, izvršni direktor Fathoma. "Osredotočamo se na to, da velikim podjetjem strankam zagotovimo edinstveno rešitev za njihove proizvodne izzive."

Fast Radius je kombinacija storitev, ki jih poganja programska oprema, inženirskega strokovnega znanja in tovarniških nadstropij najsodobnejše strojne opreme. So edini proizvajalci na zahtevo, ki imajo v lasti in upravljajo vse lastne proizvodne zmogljivosti, kar jim omogoča integracijo programskih rešitev in avtomatizacijo proizvodnje.

Programska oprema podjetja lahko predlaga izboljšave digitalne datoteke, vodi stranke skozi njihove materialne in tehnološke možnosti ter zagotavlja preglednost proizvodnega procesa. Toda proizvodnja na zahtevo je le ena rešitev Fast Radius, pravi Rassey. "Nudimo mikrotovarne po meri, zgrajene posebej za edinstvene potrebe strank, blizu mesta, kjer stranka potrebuje dele, da lahko gradijo prilagodljive dobavne verige." Stranke, kot je Satair (hčerinsko podjetje Airbusa), uporabljajo navidezno skladišče Fast Radius za digitalno shranjevanje svojih delov, pripravljenih za proizvodnjo v trenutku, pri čemer sprostijo fizični prostor v skladišču in odpravijo prevelike zaloge. 

Zaradi naraščajočega števila digitalnih proizvajalcev na zahtevo je izbira enega predstavljala izziv za mnoga podjetja. Xometry in drugo zagonsko podjetje, Craftcloud, ponujata spletne portale, ki so tržnice teh proizvajalcev. Stranke naložijo svoje digitalne datoteke in proizvodni partnerji po vsem svetu se prijavijo za projekt. 

»Pogosto stranke iščejo najhitrejšo rešitev ali najbolj ekonomično rešitev za svoj projekt 3D tiskanja,« pravi Mathias Plica, izvršni direktor Craftclouda. "Povezujemo jih z lokalnimi partnerji, ki imajo strokovno znanje in izkušnje za zagotavljanje materialov in kakovosti, ki jih potrebujejo."

Ne glede na poslovni model je vsem tem podjetjem skupna uporaba pametne proizvodne tehnologije, ki omogoča visoko avtomatiziran proizvodni proces od koncepta do izpolnitve. To vključuje računalništvo v oblaku, umetno inteligenco, internet stvari, strojno učenje, velike podatke, digitalno simulacijo in seveda 3D tiskanje (imenovano tudi aditivna proizvodnja).

Evangelisti aditivne proizvodnje 

Čeprav ima Fathom s sedežem v Heartlandu, Wis., 90 industrijskih 3D tiskalnikov za plastične in kovinske dele ter skoraj 450,000 kvadratnih metrov proizvodnih zmogljivosti v 12 obratih v ZDA, je njegova najmočnejša ponudba morda njegovo osebje.

»Podjetja prihajajo k nam, da bi razumela, kako uporabljati aditivno proizvodnjo,« pravi Martin. »V nekaterih primerih smo podjetja uvedli v aditivno proizvodnjo, ki je za nas področje velike rasti. Ena od naših avtomobilskih strank se je prejšnji teden obrnila na nas zaradi našega inženirskega strokovnega znanja, da bi ugotovila, kako lahko razvijejo več aplikacij za to poleg izdelave prototipov. 

Sporočilo digitalnih proizvajalcev na zahtevo je, da strankam ni treba vedeti veliko o 3D-tiskanju, da bi izkoristili prilagodljivost, hitrost in prihranke stroškov, ki jih lahko ponudi. Prav tako jim ni treba vlagati v 3D-tiskalnike s šestmestno ceno ali najeti izkušenih inženirjev, da bi dobili dele, prototipe in orodja, ki so lažja, močnejša in cenejša od tistih, ki so narejeni s tradicionalnimi metodami proizvodnje.

Velika podjetja se lahko odločijo za 3D-tiskanje na zahtevo, ker ponuja širši nabor materialov in tehnologij, kot bi bilo praktično, če bi jih imeli na lokaciji. Fathom šteje med svoje stranke, Tesla, 3M, Google in Amazon. Shapeways pravi, da sodeluje s proizvajalcem Target in protetikov Fillauer, Xometry pa se med svojimi strankami ponaša z inženirji pri Bosch, NASA in BMW.

Fast Radius ponuja storitev, ki jo imenuje Additive Launch, da strankam pomaga izkoristiti najnovejše tehnologije 3D-tiskanja in orodja za oblikovanje za pospešitev razvoja izdelka.

"Sodelovali smo s podjetji, kot so Rawlings, Steelcase in Aptiv, da bi na trg predstavili nove izdelke, ki so možni samo z aditivno proizvodnjo," pravi Rassey. Nove bejzbolske rokavice REV1X Rawlings imajo notranjo 3D natisnjeno oblazinjenje v palcu in mezinec, ki znatno zmanjša težo rokavice, ne da bi pri tem žrtvoval zaščito ali vzdržljivost, pravi Rawlings.

Volvo se je pred kratkim obrnil na Materialize, da bi poenostavil proizvodnjo lažjih proizvodnih orodij in napeljave za svoje tovarne. Pri Bell Helicopter Textron so se inženirji obrnili na proizvodno krilo na zahtevo proizvajalca 3D tiskalnikov Stratasys, imenovanega Stratasys Direct, za 3D tiskanje komponent, certificiranih za letenje, ki zmanjšajo težo za 13 % in čas izdelave za 75 %, pravijo v podjetju.

Poleg strokovnega znanja na področju 3D-tiskanja je še ena vzpodbudna rast teh proizvajalcev na zahtevo napredek v programski opremi za aditivno proizvodnjo in samih 3D tiskalnikih. Te in druge pametne proizvodne tehnologije so danes bolj zrele, zanesljive in cenovno dostopne, pravi Rassey. To omogoča podjetjem, kot je Fast Radius in drugim, da vzpostavijo dobičkonosne poslovne modele okoli teh orodij. 

»Z vzponom Industrije 4.0 smo na robu pomembne priložnosti za rast,« pravi Martin. "Življenjski cikli izdelkov so veliko krajši kot pred petimi leti, podjetja pa potrebujejo naprednega proizvodnega partnerja na zahtevo, ki se lahko hitro premika in izpolnjuje vse njihove zahteve, ne da bi pri tem žrtvoval kakovost."

Če je vse večje število ponudnikov storitev kakršen koli dokaz, se zdi, da se več podjetij prebuja z idejo o agilnih digitalnih proizvodnih platformah in prednostih prehoda njihove proizvodnje s tradicionalne na digitalno proizvodnjo prek zaupanja vrednega ponudnika storitev na zahtevo.