3D štampanje pokreće rast u proizvodnji na zahtjev

Uprkos pandemiji, inflaciji, nedostatku radne snage i čipova – i svemu ostalom što ometa globalne lance snabdevanja – optimizam oko jednog proizvodnog rešenja je toliko jak da je 2021. godine pokrenuo tri kompanije: Fathom, Shapeways i Xometry. Četvrti, Fast Radius, trebalo bi da debituje na Wall Streetu u februaru. 

Ova nova vrsta digitalne proizvodne kompanije na zahtjev visoko ulaže u softver i digitalno vođene proizvodne tehnologije, kao što je industrijsko 3D štampanje. Oni ne samo da obećavaju bržu i efikasniju proizvodnju dijelova na lokalnom nivou, već i digitalna rješenja koja omogućavaju inovacije proizvoda koji štede troškove i ubrzano vrijeme izlaska na tržište za gotovo sve vrste proizvoda.

„Postoji rastuća svijest o tome kako infrastruktura za dizajn, izradu i premještanje stvari danas ne zadovoljava potrebe ovog vremena – kruta je, rasipna, zastarjela, a također nije održiva,“ kaže Lou Rassey, suosnivač i Izvršni direktor Fast Radiusa sa sjedištem u Chicagu.

Najnovija mikrofabrika kompanije na ostrvu Goose u Čikagu sadrži industrijske 3D štampače kompanije Carbon i HP uz bočne digitalno integrisane CNC mašine, kao deo Fast Radius-ove Cloud Manufacturing Platforme. Mikrofabrika će proizvoditi komponente za kompanije u različitim industrijama, uključujući električna vozila, medicinske i zdravstvene uređaje i robu široke potrošnje. Svjetski ekonomski forum proglasio je Fast Radius jednom od devet najboljih svjetskih fabrika koje implementiraju “tehnologije Četvrte industrijske revolucije” ili Industriju 4.0.

Digitalno integrirana proizvodnja

Kompanije u ovom sektoru često su objedinjene pod kišobranom digitalne proizvodnje na zahtjev, a zapravo nude niz pristupa 3D štampanju, Industriji 4.0 i modernizaciji proizvodnog lanca nabavke.

Na jednom kraju spektra, kompanije kao što su Shapeways i Sculpteo (u vlasništvu hemijskog giganta BASF-a) nude onlajn platformu za jednostavno postavljanje i štampanje. Ovaj model 3D štampanja na zahtjev fokusira se na jednostavnost korištenja; svako može učitati datoteke digitalnih dijelova, kliknuti za odabir materijala i primiti dijelove i prototipove za nekoliko sati ili dana. Ovo moderno iskustvo nalik potrošaču ima za cilj da dovede proizvodnju do masa omogućavajući 3D printanje svega, od prototipa proizvoda do arhitektonskih modela.

Druge kompanije, kao što je Materialise, koja je izašla na tržište 2014. godine, imaju široku bazu kupaca za svoja softverska rješenja koja pomažu kompanijama da 3D štampaju vlastite digitalne datoteke u kući i pokreću vlastitu flotu 3D štampača. Softver također koriste druge usluge 3D printanja na zahtjev za praćenje i ispis narudžbi kupaca. Materijaliseova proizvodnja na zahtjev u jednom od najvećih evropskih pogona za 3D štampanje sadrži šest tehnologija 3D štampanja.

Fathom je počeo kao ugovorni proizvođač malih i srednjih količina koji je rano prihvatio nove metode, uključujući 3D štampanje. Oni i dalje nude tradicionalnu proizvodnju, ali je integrirana u end-to-end digitalni proizvodni proces.

“Velika razlika za nas i našu platformu je to što imamo decenije iskustva i duboko ukorijenjene odnose s kupcima,” kaže Ryan Martin, izvršni direktor Fathoma. „Fokusiramo se na to da velikim poslovnim klijentima pružimo jedinstveno rješenje za njihove proizvodne izazove.”

Fast Radius je spoj softverskih usluga, inženjerske ekspertize i fabričkih podova najsavremenijeg hardvera. Oni su jedni od rijetkih proizvođača na zahtjev koji posjeduju i upravljaju svim vlastitim proizvodnim pogonima, što im omogućava da integriraju svoja softverska rješenja i automatiziraju proizvodnju.

Softver kompanije može predložiti poboljšanja digitalne datoteke, voditi klijente kroz njihove materijalne i tehnološke opcije i pružiti transparentnost u proizvodnom procesu. Ali proizvodnja na zahtjev je samo jedno od Fast Radius rješenja, kaže Rassey. „Nudimo prilagođene mikrofabrike napravljene posebno za jedinstvene potrebe kupaca, u blizini mjesta gdje su kupcu potrebni dijelovi kako bi mogli izgraditi fleksibilne lance opskrbe.” Kupci kao što je Satair (podružnica Airbusa) koriste Fast Radius Virtual Warehouse za digitalno skladištenje svojih dijelova, spremnih za proizvodnju u trenutku, oslobađajući fizički skladišni prostor i eliminišući prekomjerne zalihe. 

Sve veći broj digitalnih proizvođača na zahtjev učinio je odabir jednog izazovom za mnoge kompanije. Xometry i još jedan start-up, Craftcloud, nude online portale koji su tržišta ovih proizvođača. Kupci postavljaju svoju digitalnu datoteku, a proizvodni partneri širom svijeta licitiraju za projekat. 

„Kupci često traže najbrže rješenje ili najekonomičnije rješenje za svoj projekat 3D štampanja“, kaže Mathias Plica, izvršni direktor Craftclouda. “Uparujemo ih s lokalnim partnerima koji imaju stručnost da isporuče materijale i kvalitetu koji su im potrebni.”

Bez obzira na poslovni model, ono što je zajedničko svim ovim kompanijama je primjena tehnologije pametne proizvodnje koja omogućava visoko automatizirani proizvodni proces od koncepta do ispunjenja. Ovo uključuje računarstvo u oblaku, AI, IoT, mašinsko učenje, velike podatke, digitalnu simulaciju i, naravno, 3D štampanje (koji se naziva i aditivna proizvodnja).

Evanđelisti aditivne proizvodnje 

Iako Fathom, sa sjedištem u Heartlandu, Wis., ima 90 industrijskih 3D štampača za plastične i metalne dijelove i gotovo 450,000 kvadratnih stopa proizvodnog kapaciteta u 12 američkih pogona, njegova najmoćnija ponuda može biti njegovo osoblje.

„Kompanije dolaze kod nas da razumiju kako koristiti aditivnu proizvodnju“, kaže Martin. „U nekim slučajevima smo kompanije uvodili u aditivnu proizvodnju, što je za nas ogromno područje rasta. Jedan od naših kupaca automobilske industrije obratio nam se prošle sedmice radi naše inženjerske ekspertize kako bi otkrio kako mogu razviti više aplikacija za to osim izrade prototipa.” 

Poruka digitalnih proizvođača na zahtjev je da kupci ne moraju znati mnogo o 3D štampi da bi imali koristi od fleksibilnosti, brzine i uštede troškova koje može ponuditi. Ne moraju ni ulagati u 3D štampače sa šestocifrenim cijenama ili unajmiti iskusne inženjere da nabave dijelove, prototipove i alate koji su lakši, jači i jeftiniji od onih napravljenih tradicionalnim metodama proizvodnje.

Velika preduzeća mogu se odlučiti za 3D štampanje na zahtjev jer nudi širi spektar materijala i tehnologija nego što bi bilo praktično imati u objektu na licu mjesta. Fathom se ubraja među svoje klijente, Teslu, 3M, Google i Amazon. Shapeways kaže da radi sa Targetom i proizvođačem protetika Fillauer, a Xometry se među svojim kupcima može pohvaliti inženjerima iz Bosch-a, NASA-e i BMW-a.

Fast Radius nudi uslugu koju naziva Additive Launch kako bi pomogao kupcima da iskoriste najnovije tehnologije 3D štampanja i alate za dizajn kako bi ubrzali razvoj proizvoda.

„Radili smo sa kompanijama kao što su Rawlings, Steelcase i Aptiv kako bismo na tržište izbacili nove proizvode koji su mogući samo uz aditivnu proizvodnju“, kaže Rassey. Nova REV1X Rawlings rukavica za bejzbol ima unutrašnju 3D štampanu podlogu u palcu i ružičastu boju koja značajno smanjuje težinu rukavice bez žrtvovanja zaštite ili izdržljivosti, prema Rawlingsu.

Volvo se nedavno okrenuo Materializeu kako bi pojednostavio proizvodnju lakih proizvodnih alata i pribora za svoje fabrike. U kompaniji Bell Helicopter Textron, inženjeri su se okrenuli proizvodnom krilu na zahtjev proizvođača 3D štampača Stratasys, nazvanom Stratasys Direct, za 3D štampanje certificiranih komponenti za letove koje smanjuju težinu za 13% i vrijeme proizvodnje za 75%, kažu iz kompanije.

Osim stručnosti u 3D štampanju, još jedan vjetar koji pokreće rast ovih proizvođača na zahtjev je napredak u softveru za aditivnu proizvodnju i samim 3D štampačima. Ove i druge pametne proizvodne tehnologije danas su zrelije, pouzdanije i pristupačnije, kaže Rassey. Ovo omogućava kompanijama kao što su Fast Radius i druge da uspostave profitabilne poslovne modele oko ovih alata. 

„Sa industrijom 4.0 koja se razvija, mi smo na pragu značajne prilike za rast“, kaže Martin. “Životni ciklus proizvoda je mnogo kraći nego što je bio prije pet godina, a kompanijama je potreban napredni proizvodni partner na zahtjev koji može brzo kretati i zadovoljiti sve njihove zahtjeve bez žrtvovanja kvaliteta.”

Ako je sve veći broj pružatelja usluga ikakav dokaz, čini se da se sve više kompanija budi s idejom o agilnim platformama za digitalnu proizvodnju i prednostima prelaska njihove proizvodnje s tradicionalne na digitalnu proizvodnju putem provjerenog pružatelja usluga na zahtjev.