Τρισδιάστατη εκτύπωση στη βιομηχανία: Οπτικοποίηση μιας νέας παραγωγικής διαδικασίας

Με την εμφάνιση τρισδιάστατων εκτυπωτών σε χαμηλότερες τιμές, αυτή η τεχνολογία - που υπήρχε από τη δεκαετία του 1980 - ντεμπούτο στο γραφείο στο σπίτι.

Όμως, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές δεν επηρεάζουν μόνο το επίπεδο των καταναλωτών. Αν και η τεχνολογία συνεχίζει να βελτιώνεται, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές μπορούν να παράγουν όλο και περισσότερα εξαρτήματα με υψηλότερη απόδοση επένδυσης (ROI) από τις συμβατικές τεχνικές κατασκευής . Θα μπορούσαμε να κοιτάξουμε έναν εντελώς νέο τρόπο παραγωγής ακριβώς πάνω από τον ορίζοντα;

Η βιομηχανία 3D εκτύπωσης σήμερα

Η εκτύπωση 3D έχει αναπτυχθεί σε μια βιομηχανία αξίας 6.063 δισεκατομμυρίων δολαρίων και μπορεί να υπερηφανεύεται για ένα αποτύπωμα σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών. Το 2016, η βιομηχανία "παρασκευής προσθέτων", όπως είναι γνωστό, αυξήθηκε κατά 17,4% στα παγκόσμια έσοδα. Πέρυσι, σχεδόν 500.000 εκτυπωτές έχουν αποσταλεί, αλλά αυτό δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με τα εκτιμώμενα 6.7 εκατομμύρια που θα αποσταλούν το 2020.

Εταιρείες όπως οι Formlabs και Stratasys πειραματίζονται με τρόπους για να αυξήσουν την παραγωγή τρισδιάστατης εκτύπωσης για να καταστούν ανταγωνιστικότερες με τις συμβατικές μεθόδους παραγωγής όσον αφορά την απόδοση της επένδυσης. Καθώς οι δυνατότητες όγκου παραγωγής αυτών των εκτυπωτών αυξάνονται και οι διαδικασίες αυτοματοποιούνται - ένα βασικό συστατικό όλων των πτυχών στην κατασκευή σήμερα - το συνολικό κόστος παραγωγής μειώνεται δραματικά. Το αποτέλεσμα είναι ένα οικονομικότερο προϊόν που δημιουργείται πιο γρήγορα και με λιγότερη ανθρώπινη παρέμβαση.

"Η βιομηχανία εκτύπωσης 3D έχει αποδειχθεί ότι έχει σημαντικές επιπτώσεις σε κλάδους όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, τα μηχανήματα, η αεροπορία και πολλά άλλα. οι εφαρμογές θα συνεχίσουν να αυξάνονται καθώς αυτοί οι κλάδοι δείχνουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας στην παραγωγή ", δήλωσε ο John Kawola, πρόεδρος της Ultimaker North America στην εφημερίδα Mobby Business. "Αλλά η εκτύπωση 3D είναι μέρος μεγαλύτερου μεγέθους: την πραγματοποίηση της επόμενης επανάστασης της βιομηχανίας - Βιομηχανία 4.0."

Η βιομηχανία 4.0, που ονομάζεται επίσης Manufacturing 4.0, αναφέρεται στη σχέση της τεχνολογίας στον σύγχρονο χώρο παραγωγής. Το όραμα περιλαμβάνει συχνά το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT), την εκμάθηση μηχανών, την μικτή πραγματικότητα και τη ρομποτική, και η 3D εκτύπωση αποτελεί αναπόσπαστο μέρος αυτού του οράματος.

Ο ρόλος της 3D εκτύπωσης στη διαδικασία παραγωγής

διαδραματίζει πολλούς ρόλους στη διαδικασία παραγωγής και είναι έτοιμος να κάνει περαιτέρω κέρδη καθώς είναι εξευγενισμένο και τελειοποιημένο. Επί του παρόντος, ο σχεδιασμός και η γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων είναι δύο από τις κύριες διεργασίες που επωφελούνται από 3D εκτυπώσεις. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές είναι επίσης χρήσιμοι σε μικρού όγκου παραγωγής, όπως όταν απαιτούνται μικρές ποσότητες προϊόντος για να δοκιμάσουν την αγορά ή να διαφημιστούν σε εμπορικές εκθέσεις. Και όσο περνάει ο καιρός, οι δυνατότητες παραγωγής των 3D εκτυπωτών συνεχίζουν να κλιμακώνονται.

Σε κάθε πτυχή της κατασκευής, οι 3D εκτυπωτές μπορούν να μειώσουν το χρόνο και το κόστος που απαιτούνται για την επίτευξη ενός βιώσιμου προϊόντος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Jack Beuth, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Κολλεγίου Μηχανικών του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon και συν-διευθυντής του NextManufacturing Center, πιστεύει ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση θα πρέπει να θεωρείται μια ολοκαίνουργια τεχνολογία στο επίπεδο της προσωπικής πληροφορικής ή των smartphones.

«Οι εταιρείες προσπαθούν τώρα να εκμεταλλευτούν την τεχνολογία για να γίνουν πιο κερδοφόρες και πώς θα το κάνουν θα περιλαμβάνει καινοτομίες που δεν είναι απλώς αντικαταστάσεις για την παραδοσιακή κατασκευή», δήλωσε ο Beuth. "Με την κατασκευή προσθέτων, είμαστε για το πού το προσωπικό προσωπικό ήταν το 1983."

Design

Επειδή οι 3D εκτυπωτές είναι μια πιο ευέλικτη τεχνολογία, οι ομάδες σχεδιασμού μπορούν να πειραματιστούν με δομές που είναι ισχυρότερες ή πιο ενδιαφέρουσες και δημιουργούν περίπλοκα γεωμετρικά σχήματα ότι οι προηγούμενες μέθοδοι ήταν ανίκανοι να πραγματοποιήσουν.

"Οι στόχοι σχεδιασμού που ενθαρρύνουμε τους πελάτες να σκεφτούν για να ξεκλειδώσουν πραγματικά την αξία της 3D εκτύπωσης είναι ελαφρύ, δημιουργώντας δομές τύπου πλέγματος για να μειώσουν το χρησιμοποιούμενο υλικό, να συνδυάσουν συναρμολογήσεις, να μειώσουν τα βήματα εργασίας και συναρμολόγησης και τα πιθανά σημεία αποτυχίας. όπως η μείωση της ποιότητας και της διαχείρισης των αποθεμάτων », δήλωσε ο Greg Thompson, παγκόσμιος διαχειριστής προϊόντων για 3D εκτύπωση σε Proto Labs.

Το Proto Labs επιτρέπει στους μηχανικούς να ανεβάσουν τα δικά τους ψηφιακά αρχεία CAD και η εταιρία μετατρέπει τα πρωτότυπα ή τα χαμηλά -για το άνοιγμα του προϊόντος σε 15 ημέρες ή λιγότερο

"Μόλις έχουμε το αρχείο, το λογισμικό μας ενσωματώνει εργαλεία απεικόνισης και παρέχει ένα σχέδιο για ανάλυση παραγωγικότητας", δήλωσε ο Thompson. "Στη συνέχεια, όλα αυτά ωθούνται προς τα κάτω στο κατάστημα, καθώς και πίσω στον πελάτη με ένα απόσπασμα."

Ανάλογα με τη φύση του προϊόντος, τα εργαστήρια Proto Labs υποστηρίζουν την 3D εκτύπωση, τη χύτευση με έγχυση και την κατασκευή CNC. Η διαδικασία του επιτρέπει στον πελάτη να ασχοληθεί με τη δημιουργία του σχεδίου από την αρχή μέχρι το τέλος. Αν κάτι χρειάζεται προσαρμογή, από το χρόνο παραγωγής για την παραγωγή έως το ποσό των υλικών που χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό, ο πελάτης θα είναι σε θέση να ανταποκριθεί πριν από την παραγωγή.

"Αυτό το ψηφιακό νήμα είναι κρίσιμο, διότι αν είχαμε διαφορετικά νησιά με διαφορετικά βήματα , δεν θα μπορούσαμε να παραδώσουμε τους χρόνους που έχουμε παραδώσει », δήλωσε ο Thompson.

Οι πρωτότυπες εκτυπώσεις

3D έχουν επίσης μειώσει σημαντικά το χρόνο που απαιτείται για τη δημιουργία ενός πρωτότυπου εργασίας ενός προϊόντος. Η φθηνότερη και ταχύτερη δημιουργία πρωτότυπου επιταχύνει την ανάπτυξη του προϊόντος, μειώνοντας το συνολικό κόστος και αυξάνοντας το συνολικό χρόνο στην αγορά.

Η 3D εκτύπωση χρησιμοποιείται εκτεταμένα για την ανάπτυξη πρωτοτύπων στην ανάπτυξη προϊόντων σήμερα για να επιταχύνει τους κύκλους σχεδιασμού και να επιτρέψει στους σχεδιαστές να διερευνήσουν αποτελεσματικά πολλαπλές επιλογές , δήλωσε ο Δρ. Paul Benning, συνάδελφος της HP και επικεφαλής τεχνολόγος τρισδιάστατης εκτύπωσης στην HP Inc. "Συνήθως, αυτά τα σχέδια κατασκευάστηκαν σε αναλογικές διεργασίες όπως χύτευση με έγχυση, αλλά στο μέλλον τα εξαρτήματα θα κατασκευαστούν με 3D εκτύπωση".

Χρησιμοποιώντας την εκτύπωση 3D, διάφορες επαναλήψεις διαφόρων σχεδίων μπορούν εύκολα να δημιουργηθούν για να δοκιμαστούν και να συγκεντρωθούν ανατροφοδοτήσεις, επιτρέποντας στις εταιρείες να καθορίσουν νωρίτερα ποιο είναι το καλύτερο μοντέλο. Στο παρελθόν, αυτή η πρακτική θα ήταν δαπανηρή και πιθανότατα αβάσιμη ακόμη και για τις πιο κερδοφόρες εταιρείες. «Τα τελευταία 25 χρόνια, το πρότυπο για την ανάπτυξη προηγμένων προϊόντων ήταν να κάνουμε εκτεταμένη προσομοίωση και σχεδιαστική επανάληψη πριν δημιουργήσουμε πρώτα λειτουργικά πρωτότυπα για δοκιμή», δήλωσε ο Beuth. "Τώρα που αλλάζει, όταν έχετε ένα λειτουργικό σχεδιασμό, μπορείτε να εκτυπώσετε ένα πρωτότυπο και να το δοκιμάσετε με ελάχιστο κόστος, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά τους χρόνους ανάπτυξης του προϊόντος."

Χαμηλός όγκος παραγωγής

οι μέθοδοι για τις πρώτες αρκετές χιλιάδες κομμάτια που παράγονται, ο αριθμός αυτός αυξάνεται σταθερά, ζωγραφίζοντας την εικόνα ενός 3D τυπωμένου μέλλοντος.

"Στο μέλλον, είναι πιθανό ότι όλες οι μικρής διάρκειας παραγωγή εξαρτημάτων θα χρησιμοποιούν 3D εκτύπωση", Benning είπε. "Οι εστιασμένες ομάδες προϊόντων [θα είναι σε θέση] να προωθήσουν νέα προϊόντα σε εβδομαδιαία ή καθημερινή βάση - περιορίζονται μόνο από τον χρόνο και τη φαντασία τους, που δεν περιορίζονται πλέον από τα κεφάλαια που απαιτούνται για την αναλογική παραγωγή. Η 3D εκτύπωση έχει τη δυνατότητα να βελτιώνει ριζικά και να επιταχύνει τα προϊόντα που θα δούμε και θα χρησιμοποιήσουμε στο όχι πολύ απομακρυσμένο μέλλον. "

Το Dagoma 3D προσπαθεί να το κάνει πραγματικότητα. Η κλιμάκωση της παραγωγής των τρισδιάστατων εκτυπωτών της, οι οποίοι εκτυπώνονται μερικώς 3D, της επέτρεψε να παράγει 50 έως 70 εκτυπωτές την ημέρα. Η εταιρεία διαθέτει πλέον τρεις εγκαταστάσεις - δύο στη Γαλλία και μία στις Η.Π.Α. - με ένα σύνολο περίπου 850 τρισδιάστατων εκτυπωτών. Φέτος, η εταιρεία αναμένει να στείλει 15.000 εκτυπωτές.

"Η εκτύπωση 3D των εκτυπωτών μας είναι ... ταχύτερη και ... φθηνότερη για τον πελάτη", δήλωσε ο Matt Regnier, Διευθύνων Σύμβουλος της Dagoma 3D. "Η εκτύπωση 3D μας βοηθά να μεγαλώνουμε γρηγορότερα και μας βοηθάει να μειώσουμε το κόστος και να μειώσουμε την τιμή."

Μία μελλοντική μαζική παραγωγή;

Με τον καιρό, ο αριθμός τμημάτων 3D εκτυπωτών μπορεί να αναλάβει, ενώ παράλληλα διαθέτει μεγαλύτερη απόδοση επένδυσης από τις συμβατικές μεθόδους όπως η χύτευση με έγχυση, συνεχίζει να αυξάνεται, δήλωσε ο Regnier. Επιπλέον, μια γραμμή παραγωγής βασισμένη στην τεχνολογία 3D εκτύπωσης είναι πιο εύκολη στην εκτύπωση.

"Νομίζω ότι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ... είναι να είναι σε θέση να προσαρμόσει και να προσαρμόσει όλη την γραμμή παραγωγής με την ταχύτητα των γραμμών παραγωγής 3D εκτύπωσης" Είπε ο Regnier. "Για παράδειγμα, εάν θέλουμε να βελτιώσουμε κάτι στο μηχάνημά μας, είναι eas

y -

είναι μόνο ένα κλικ μακριά.Για άλλη τεχνολογία όπως η ένεση, δεν είναι ούτε ένα κλικ μακριά, είναι δύο με τρεις μήνες μακριά. Θα πρέπει να αλλάξουμε τα καλούπια, να τα μεταφέρουμε, να βεβαιωθούμε ότι είναι έτοιμα και να λειτουργήσουν και στη συνέχεια να αρχίσουν να παράγουν. " Σύμφωνα με τον Thompson, είναι απίθανο η τρισδιάστατη εκτύπωση να αντικαταστήσει την παραδοσιακή κατασκευή, αλλά για έργα που έχουν νόημα, ότι οι δυνατότητες της εκτύπωσης 3D θα συνεχίσουν να αυξάνονται σε όγκο . "Η βιομηχανία εκτύπωσης 3D αντιμετωπίζει την αύξηση της απόδοσης της μηχανής και τη διατήρηση του κόστους των υλικών", δήλωσε ο Thompson. "Καθώς ο κλάδος συνεχίζει να αντιμετωπίζει αυτές τις προκλήσεις, θα δούμε περισσότερα έργα που έχουν νόημα για την εκτύπωση 3D σε υψηλότερες ποσότητες, αλλά νομίζω ότι θα είναι μια εξέλιξη προς αυτή την κατεύθυνση."

Αγκαλιάζοντας το νέο μάντρα της κοιλάδας: Αειφόρος ανάπτυξη

Εντούτοις, η βιώσιμη ανάπτυξη δεν ήταν πάντοτε στη μόδα. Παρακολουθώντας την άνοδο των εταιρειών όπως το Uber και το Facebook στα τέλη της δεκαετίας του 2000, κάνατε να νιώσετε ότι ο καλύτερος τρόπος για να φτάσετε στην επιτυχία ήταν να εντοπίσετε ένα κοινό πρόβλημα και να χύσετε χρήματα σε αυτό. Μερικές φορές αυτό δίνει στις επιχειρήσεις αρκετό χρόνο για να πάρουν τα επιχειρησιακά τους βασικά στοιχεία, αλλά αυτές τις μέρες είναι όλο και πιο συνηθισμένο να βλέπουμε εταιρείες που αυξάνουν δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια να ανεβαίνουν στον καπνό.

(Επιχείρηση)

Πίσω από το Επιχειρηματικό Σχέδιο: Getable

Business News Καθημερινά: Με λίγα λόγια, ποια υπηρεσία παρέχει η επιχείρησή σας; > Tim Hyer: Το Getable είναι ο ευκολότερος τρόπος ενοικίασης του εξοπλισμού κατασκευών. Θέτουμε τον εαυτό μας ως υπάλληλο ενοικίασης εξοπλισμού για να φροντίζουμε όποιον χρειάζεται εξοπλισμό κατασκευών - είτε εργολάβους, επαγγελματίες εγκατάστασης, διευθυντές εγκαταστάσεων, ιδιοκτήτες σπιτιού, κλπ.

(Επιχείρηση)