3D drukāšana veicina ražošanu pēc pieprasījuma

Neraugoties uz pandēmiju, inflāciju, darbaspēka un mikroshēmu deficītu un visu pārējo, kas kavē globālās piegādes ķēdes, optimisms par vienu ražošanas risinājumu ir tik spēcīgs, ka 2021. gadā tas pamudināja publiskot trīs uzņēmumus: Fathom, Shapeways un Xometry. Ceturtā, Fast Radius, debija Volstrītā notiks februārī. 

Šis jaunais pēc pieprasījuma digitālās ražošanas uzņēmums ir ieguldīts programmatūrā un digitāli vadītās ražošanas tehnoloģijās, piemēram, rūpnieciskajā 3D drukāšanā. Tie ne tikai sola ātrāku un efektīvāku detaļu ražošanu vietējā mērogā, bet arī digitālos risinājumus, kas nodrošina izmaksu taupīšanas produktu inovācijas un paātrinātu laiku gandrīz jebkura veida produkta laišanai tirgū.

"Pastāv arvien lielāka izpratne par to, kā infrastruktūra, kas paredzēta šodienas objektu projektēšanai, izgatavošanai un pārvietošanai, neatbilst šī laika vajadzībām — tā ir stingra, izšķērdīga, novecojusi un arī nav ilgtspējīga," saka Lū Rasijs, līdzdibinātājs un Fast Radius izpilddirektors, kura galvenā mītne atrodas Čikāgā.

Uzņēmuma jaunākajā mikrorūpnīcā Čikāgas Zosu salā ir pieejami rūpnieciskie 3D printeri no Carbon un HP, kā arī digitāli integrētas CNC iekārtas kā daļa no Fast Radius mākoņražošanas platformas. Mikrorūpnīca ražos detaļas uzņēmumiem dažādās nozarēs, tostarp elektriskajiem transportlīdzekļiem, medicīnas un veselības aprūpes ierīcēm un patēriņa precēm. Pasaules ekonomikas forums Fast Radius nosauca par vienu no deviņām labākajām rūpnīcām pasaulē, kas ievieš “ceturtās industriālās revolūcijas tehnoloģijas” jeb Industry 4.0.

Digitāli integrēta ražošana

Šīs nozares uzņēmumi bieži tiek apvienoti zem pieprasījuma digitālās ražošanas jumta, lai gan patiesībā tie piedāvā virkni pieeju 3D drukāšanai, nozarei 4.0 un ražošanas piegādes ķēdes modernizēšanai.

Vienā spektra galā tādi uzņēmumi kā Shapeways un Sculpteo (pieder ķīmiskajam uzņēmumam BASF) piedāvā vienkāršu augšupielādes un drukāšanas tiešsaistes platformu. Šis pēc pieprasījuma 3D drukas modelis koncentrējas uz lietošanas ērtumu; ikviens var augšupielādēt digitālo daļu failus, noklikšķināt, lai izvēlētos materiālus, un saņemt detaļas un prototipus stundu vai dienu laikā. Šīs modernās, patērētājiem līdzīgās pieredzes mērķis ir nodot ražošanu masām, atvieglojot visa veida 3D izdrukas, sākot no produktu prototipiem līdz arhitektūras modeļiem.

Citiem uzņēmumiem, piemēram, Materialise, kas tika publiskots 2014. gadā, ir plaša klientu bāze saviem programmatūras risinājumiem, kas palīdz uzņēmumiem 3D drukāt savus digitālos failus iekšēji un vadīt savu 3D printeru parku. Programmatūru izmanto arī citi pēc pieprasījuma 3D drukas pakalpojumi, lai izsekotu un drukātu klientu pasūtījumus. Materialise ražotnē pēc pieprasījuma vienā no lielākajām 3D drukas iekārtām Eiropā ir sešas 3D drukas tehnoloģijas.

Fathom sāka darboties kā maza un vidēja apjoma līgumražotājs, kas jau agri izmantoja jaunas metodes, tostarp 3D drukāšanu. Tie joprojām piedāvā tradicionālo ražošanu, taču tā ir integrēta pilnīgā digitālā ražošanas procesā.

“Mūsu un mūsu platformas lielās atšķirības ir tādas, ka mums ir gadu desmitiem ilga pieredze un dziļas iesakņojušās attiecības ar klientiem,” saka Raiens Mārtins, Fathom izpilddirektors. "Mēs koncentrējamies uz to, lai lielajiem uzņēmumiem nodrošinātu unikālu risinājumu viņu ražošanas problēmām."

Fast Radius ir programmatūras vadītu pakalpojumu, inženiertehnisko zināšanu un vismodernākās aparatūras rūpnīcas stāvu apvienojums. Tie ir vieni no vienīgajiem pēc pieprasījuma ražotājiem, kam pieder visas savas ražošanas iekārtas un kas pārvalda tās, kas ļauj integrēt savus programmatūras risinājumus un automatizēt ražošanu.

Uzņēmuma programmatūra var ieteikt digitālā faila uzlabojumus, palīdzēt klientiem izmantot materiālu un tehnoloģiju iespējas un nodrošināt ražošanas procesa caurspīdīgumu. Bet ražošana pēc pieprasījuma ir tikai viens Fast Radius risinājums, saka Rassey. "Mēs piedāvājam pielāgotas mikrorūpnīcas, kas ir īpaši izveidotas unikālām klientu vajadzībām, netālu no vietas, kur klientam ir vajadzīgas detaļas, lai viņi varētu izveidot elastīgas piegādes ķēdes." Klienti, piemēram, Satair (Airbus meitasuzņēmums), izmanto Fast Radius virtuālo noliktavu, lai digitāli uzglabātu savas detaļas, kas ir gatavas tūlītējai ražošanai, tādējādi atbrīvojot fiziskās noliktavas vietu un novēršot pārpalikumus. 

Pieaugošais digitālo ražotāju pēc pieprasījuma skaits ir padarījis tāda izvēli par izaicinājumu daudziem uzņēmumiem. Xometry un cits jaunuzņēmums Craftcloud piedāvā tiešsaistes portālus, kas ir šo ražotāju tirdzniecības vietas. Klienti augšupielādē savus digitālos failus un ražošanas partneri visā pasaulē piedāvā projektu. 

"Bieži vien klienti meklē ātrāko risinājumu vai ekonomiskāko risinājumu savam 3D drukas projektam," saka Mathias Plica, Craftcloud izpilddirektors. "Mēs viņus saskaņojam ar vietējiem partneriem, kuriem ir zināšanas, lai piegādātu nepieciešamos materiālus un kvalitāti."

Neatkarīgi no biznesa modeļa visiem šiem uzņēmumiem kopīgs ir viedo ražošanas tehnoloģiju pielietojums, lai nodrošinātu ļoti automatizētu ražošanas procesu no koncepcijas līdz izpildei. Tas ietver mākoņdatošanu, AI, IoT, mašīnmācīšanos, lielos datus, digitālo simulāciju un, protams, 3D drukāšanu (ko sauc arī par aditīvo ražošanu).

Piedevu ražošanas evaņģēlisti 

Lai gan Fathom, kas atrodas Heartland, Wis., ir 90 rūpnieciskas kvalitātes 3D printeri plastmasas un metāla detaļām un gandrīz 450,000 12 kvadrātpēdu ražošanas jaudas XNUMX ASV iekārtās, tās jaudīgākais piedāvājums varētu būt tās darbinieki.

"Uzņēmumi nāk pie mums, lai saprastu, kā izmantot piedevu ražošanu," saka Martins. “Dažos gadījumos mēs iepazīstinājām uzņēmumus ar piedevu ražošanu, kas mums ir milzīga izaugsmes joma. Viens no mūsu automobiļu klientiem pagājušajā nedēļā sazinājās ar mums, lūdzot mūsu inženierzinātnes, lai noskaidrotu, kā viņi varētu izstrādāt citus lietojumus, ne tikai prototipu veidošanu. 

Ziņojums no digitālo ražotāju pēc pieprasījuma ir tāds, ka klientiem nav daudz jāzina par 3D drukāšanu, lai gūtu labumu no tās piedāvātās elastības, ātruma un izmaksu ietaupījumiem. Viņiem nav arī jāiegulda 3D printeros ar sešciparu cenu zīmēm vai jāalgo pieredzējuši inženieri, lai iegūtu detaļas, prototipus un rīkus, kas ir vieglāki, spēcīgāki un lētāki nekā tie, kas izgatavoti ar tradicionālajām ražošanas metodēm.

Lielie uzņēmumi var izvēlēties 3D drukāšanu pēc pieprasījuma, jo tā piedāvā plašāku materiālu un tehnoloģiju klāstu, nekā tas būtu praktiski klātienē. Fathom ir viens no saviem klientiem Tesla, 3M, Google un Amazon. Shapeways saka, ka tas sadarbojas ar Target un protēžu ražotāju Fillauer, un Xometry saviem klientiem lepojas ar Bosch, NASA un BMW inženieriem.

Fast Radius piedāvā pakalpojumu, ko tā sauc par Additive Launch, lai palīdzētu klientiem izmantot jaunākās 3D drukas tehnoloģijas un dizaina rīkus, lai paātrinātu produktu izstrādi.

“Mēs esam sadarbojušies ar tādiem uzņēmumiem kā Rawlings, Steelcase un Aptiv, lai laistu tirgū jaunus produktus, kas ir iespējami tikai ar piedevu ražošanu,” saka Rassey. Jaunajam beisbola cimdam REV1X Rawlings ir iekšējs 3D drukāts polsterējums īkšķī un sārtums, kas ievērojami samazina cimda svaru, nezaudējot aizsardzību vai izturību, norāda Rolings.

Volvo nesen vērsās pie Materialize, lai racionalizētu vieglāku ražošanas instrumentu un armatūras ražošanu savām rūpnīcām. Uzņēmumā Bell Helicopter Textron inženieri vērsās pie 3D printeru ražotāja Stratasys pēc pieprasījuma ražošanas spārna, ko sauc par Stratasys Direct, lai 3D drukas lidojumam sertificēti komponenti, kas samazina svaru par 13% un ražošanas izpildes laiku par 75%, norāda uzņēmums.

Papildus zināšanām par 3D drukāšanu, vēl viens pretvējš, kas veicina šo ražotāju pēc pieprasījuma izaugsmi, ir sasniegumi aditīvās ražošanas programmatūras un pašu 3D printeru jomā. Šīs un citas viedās ražošanas tehnoloģijas mūsdienās ir nobriedušas, uzticamākas un pieejamākas, saka Rassey. Tas ļauj uzņēmumiem, piemēram, Fast Radius un citiem, izveidot rentablus uzņēmējdarbības modeļus, izmantojot šos rīkus. 

“Tā kā nozare 4.0 paceļas, mēs esam uz nozīmīgas izaugsmes iespējas sliekšņa,” saka Mārtins. “Produktu dzīves cikls ir daudz īsāks, nekā tas bija pirms pieciem gadiem, un uzņēmumiem ir vajadzīgs progresīvs ražošanas partneris pēc pieprasījuma, kas var ātri pārvietoties un izpildīt visas viņu prasības, nezaudējot kvalitāti.”

Ja pieaugošais pakalpojumu sniedzēju skaits ir kāds pierādījums, šķiet, ka arvien vairāk uzņēmumu pamostas ar priekšstatu par elastīgām digitālās ražošanas platformām un ieguvumiem, ko rada ražošanas pāreja no tradicionālās uz digitālo ražošanu, izmantojot uzticamu pakalpojumu sniedzēju pēc pieprasījuma.