3D tlač podporuje rast vo výrobe na požiadanie

Napriek pandémii, inflácii, nedostatku pracovnej sily a čipov – a všetkému ostatnému, čo bráni globálnym dodávateľským reťazcom – je optimizmus ohľadom jedného výrobného riešenia taký silný, že v roku 2021 priviedol na verejnosť tri spoločnosti: Fathom, Shapeways a Xometry. Štvrtý, Fast Radius, má debutovať na Wall Street vo februári. 

Tento nový druh digitálnej výrobnej spoločnosti na požiadanie výrazne investuje do softvéru a digitálne riadených výrobných technológií, ako je napríklad priemyselná 3D tlač. Sľubujú nielen rýchlejšiu a efektívnejšiu lokálnu výrobu dielov, ale aj digitálne riešenia, ktoré umožňujú úsporné inovácie produktov a zrýchlený čas uvedenia na trh pre takmer akýkoľvek typ produktu.

„Narastá povedomie o tom, ako dnešná infraštruktúra na navrhovanie, výrobu a presúvanie vecí nespĺňa potreby tejto doby – je nepružná, nehospodárna, zastaraná a tiež neudržateľná,“ hovorí Lou Rassey, spoluzakladateľ a CEO spoločnosti Fast Radius so sídlom v Chicagu.

Najnovšia mikrofabrika spoločnosti na chicagskom Goose Island obsahuje priemyselné 3D tlačiarne od Carbon a HP spolu s digitálne integrovanými CNC strojmi ako súčasť Cloud Manufacturing Platform Fast Radius. Mikrofabrika bude vyrábať komponenty pre spoločnosti v rôznych odvetviach vrátane elektrických vozidiel, lekárskych a zdravotníckych zariadení a spotrebného tovaru. Svetové ekonomické fórum označilo Fast Radius za jednu z deviatich najlepších tovární na svete implementujúcich „technológie štvrtej priemyselnej revolúcie“ alebo Industry 4.0.

Digitálne integrovaná výroba

Spoločnosti v tomto sektore sú často sústredené pod digitálnu výrobu na požiadanie, pričom v skutočnosti ponúkajú celý rad prístupov k 3D tlači, Priemyslu 4.0 a modernizácii výrobného dodávateľského reťazca.

Na jednom konci spektra ponúkajú spoločnosti ako Shapeways a Sculpteo (vlastnené chemickým gigantom BASF) jednoduchú online platformu na nahrávanie a tlač. Tento model 3D tlače na požiadanie sa zameriava na jednoduchosť použitia; ktokoľvek môže nahrať súbory digitálnych dielov, kliknutím vybrať materiály a získať diely a prototypy v priebehu hodín alebo dní. Cieľom tohto moderného spotrebiteľského zážitku je priblížiť výrobu masám uľahčením 3D výtlačkov všetkého od prototypov produktov až po architektonické modely.

Iné spoločnosti, ako napríklad Materialise, ktorá vstúpila na burzu v roku 2014, majú širokú zákaznícku základňu pre svoje softvérové ​​riešenia, ktoré pomáhajú spoločnostiam 3D tlačiť ich vlastné digitálne súbory interne a prevádzkovať vlastnú flotilu 3D tlačiarní. Softvér používajú aj iné služby 3D tlače na požiadanie na sledovanie a tlač objednávok zákazníkov. Výroba na požiadanie v Materialise v jednom z najväčších európskych zariadení na 3D tlač obsahuje šesť technológií 3D tlače.

Spoločnosť Fathom začala ako zmluvný výrobca s malým až stredným objemom, ktorý už od začiatku prijal nové metódy vrátane 3D tlače. Stále ponúkajú tradičnú výrobu, ktorá je však integrovaná do komplexného digitálneho výrobného procesu.

„Veľkým rozdielom pre nás a našu platformu je, že máme desaťročia skúseností a hlboko zakorenené vzťahy so zákazníkmi,“ hovorí Ryan Martin, generálny riaditeľ spoločnosti Fathom. „Zameriavame sa na to, aby sme veľkým podnikovým zákazníkom poskytli jedinečné riešenie ich výrobných problémov.“

Fast Radius je spojením softvérovo riadených služieb, inžinierskych odborných znalostí a továrenských plôch s najmodernejším hardvérom. Sú jedným z mála výrobcov na požiadanie, ktorí vlastnia a prevádzkujú všetky svoje vlastné výrobné zariadenia, čo im umožňuje integrovať ich softvérové ​​riešenia a automatizovať výrobu.

Softvér spoločnosti môže navrhnúť vylepšenia digitálneho súboru, previesť zákazníkov ich materiálovými a technologickými možnosťami a poskytnúť transparentnosť do výrobného procesu. Ale výroba na požiadanie je len jedno riešenie Fast Radius, hovorí Rassey. „Ponúkame vlastné mikrotovárne postavené špeciálne pre jedinečné potreby zákazníkov, blízko miesta, kde zákazník potrebuje diely, aby mohol vybudovať flexibilné dodávateľské reťazce.“ Zákazníci ako Satair (dcérska spoločnosť Airbusu) využívajú virtuálny sklad Fast Radius na digitálne skladovanie svojich dielov, ktoré sú pripravené na okamžitú výrobu, čím sa uvoľní priestor na fyzickom sklade a odstráni sa nadmerné zásoby. 

Rastúci počet digitálnych výrobcov na požiadanie spôsobil, že výber jedného je pre mnohé spoločnosti výzvou. Xometry a ďalší start-up, Craftcloud, ponúkajú online portály, ktoré sú trhoviskom týchto výrobcov. Zákazníci nahrávajú svoje digitálne súbory a výrobcovia z celého sveta sa uchádzajú o projekt. 

„Zákazníci často hľadajú najrýchlejšie riešenie alebo najúspornejšie riešenie pre svoj projekt 3D tlače,“ hovorí Mathias Plica, generálny riaditeľ Craftcloud. „Spájame ich s lokálnymi partnermi, ktorí majú odborné znalosti na poskytovanie materiálov a kvality, ktoré potrebujú.“

Bez ohľadu na obchodný model, to, čo majú všetky tieto spoločnosti spoločné, je aplikácia inteligentnej výrobnej technológie, ktorá umožňuje vysoko automatizovaný výrobný proces od konceptu až po realizáciu. Ide o cloud computing, AI, IoT, strojové učenie, veľké dáta, digitálnu simuláciu a, samozrejme, 3D tlač (nazývanú aj aditívna výroba).

Evanjelisti aditívnej výroby 

Hoci má Fathom so sídlom v Heartlande vo Wisconsine 90 priemyselných 3D tlačiarní na plastové a kovové diely a takmer 450,000 12 štvorcových stôp výrobnej kapacity v XNUMX amerických závodoch, jeho najsilnejšou ponukou môže byť jeho personál.

„Spoločnosti k nám prichádzajú, aby pochopili, ako používať aditívnu výrobu,“ hovorí Martin. „V niektorých prípadoch sme spoločnostiam predstavili aditívnu výrobu, čo je pre nás oblasť obrovského rastu. Jeden z našich zákazníkov z oblasti automobilového priemyslu sa na nás minulý týždeň obrátil so žiadosťou o naše inžinierske znalosti, aby zistil, ako preň môžu vyvinúť ďalšie aplikácie nad rámec prototypovania.“ 

Posolstvo od digitálnych výrobcov na požiadanie je, že zákazníci nepotrebujú veľa vedieť o 3D tlači, aby mohli využívať flexibilitu, rýchlosť a úspory nákladov, ktoré môže ponúknuť. Nepotrebujú ani investovať do 3D tlačiarní so šesťcifernými cenovkami alebo najímať skúsených inžinierov, aby získali diely, prototypy a nástroje, ktoré sú ľahšie, pevnejšie a lacnejšie ako tie, ktoré sa vyrábajú tradičnými výrobnými metódami.

Veľké podniky sa môžu rozhodnúť pre 3D tlač na požiadanie, pretože ponúka širšiu škálu materiálov a technológií, než by bolo praktické mať v prevádzke na mieste. Fathom patrí medzi svojich klientov, Tesla, 3M, Google a Amazon. Shapeways hovorí, že spolupracuje s Target a výrobcom protetiky Fillauer a Xometry sa môže pochváliť inžiniermi z Bosch, NASA a BMW medzi svojimi zákazníkmi.

Fast Radius ponúka službu, ktorú nazýva Additive Launch, aby pomohla zákazníkom využiť najnovšie technológie 3D tlače a dizajnové nástroje na urýchlenie vývoja produktov.

„Spolupracovali sme so spoločnosťami ako Rawlings, Steelcase a Aptiv, aby sme priniesli na trh nové produkty, ktoré sú možné len s aditívnou výrobou,“ hovorí Rassey. Nové baseballové rukavice REV1X Rawlings majú vnútornú 3D tlačenú výplň na palci a malíček, ktoré výrazne znižujú hmotnosť rukavice bez obetovania ochrany alebo odolnosti, podľa Rawlingsa.

Volvo sa nedávno obrátilo na Materialize, aby zefektívnilo výrobu ľahších výrobných nástrojov a prípravkov pre svoje továrne. V Bell Helicopter Textron sa inžinieri obrátili na výrobné krídlo výrobcu 3D tlačiarní Stratasys na požiadanie, nazývané Stratasys Direct, na komponenty s certifikáciou pre 3D tlač, ktoré znižujú hmotnosť o 13 % a dobu výroby o 75 %, hovorí spoločnosť.

Okrem odborných znalostí v oblasti 3D tlače je ďalším zadným vetrom rastu týchto výrobcov na požiadanie pokroky v softvéri aditívnej výroby a samotných 3D tlačiarňach. Tieto a ďalšie inteligentné výrobné technológie sú dnes vyspelejšie, spoľahlivejšie a cenovo dostupnejšie, hovorí Rassey. To umožňuje spoločnostiam ako Fast Radius a iným vytvoriť ziskové obchodné modely okolo týchto nástrojov. 

„S nástupom Industry 4.0 sme na vrchole významnej príležitosti rastu,“ hovorí Martin. „Životné cykly produktov sú oveľa kratšie ako pred piatimi rokmi a spoločnosti potrebujú pokročilého výrobného partnera na požiadanie, ktorý sa dokáže rýchlo pohybovať a plniť všetky ich požiadavky bez obetovania kvality.“

Ak je dôkazom rastúci počet poskytovateľov služieb, zdá sa, že čoraz viac spoločností sa prebúdza s myšlienkou agilných platforiem digitálnej výroby a výhodami prechodu ich výroby z tradičnej na digitálnu výrobu prostredníctvom dôveryhodného poskytovateľa služieb na požiadanie.