3D ispis potiče rast u proizvodnji na zahtjev

Unatoč pandemiji, inflaciji, nedostatku radne snage i čipa – i svemu ostalom što ometa globalne opskrbne lance – optimizam oko jednog proizvodnog rješenja toliko je snažan da je 2021. godine pokrenuo tri tvrtke: Fathom, Shapeways i Xometry. Četvrti, Fast Radius, trebao bi debitirati na Wall Streetu u veljači. 

Ova nova vrsta digitalne proizvodne tvrtke na zahtjev visoko ulaže u softver i digitalno vođene proizvodne tehnologije, kao što je industrijski 3D ispis. Oni ne obećavaju samo bržu i učinkovitiju proizvodnju dijelova na lokalnoj razini, već i digitalna rješenja koja omogućuju 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 mikrotvornica tvrtke na otoku Goose u Chicagu sadrži industrijske 3D pisače iz Carbona i HP-a uz bočne digitalno integrirane CNC strojeve, kao dio Fast Radiusove Cloud Manufacturing Platform. Mikrotvornica će proizvoditi sastavne dijelove za tvrtke u različitim industrijama, uključujući električna vozila, medicinske i zdravstvene uređaje te robu široke potrošnje. Svjetski ekonomski forum proglasio je Fast Radius jednom od devet najboljih svjetskih tvornica koje implementiraju “tehnologije četvrte industrijske revolucije” ili industriju 4.0.

Digitalno integrirana proizvodnja

Tvrtke u ovom sektoru često su združene pod kišobranom digitalne proizvodnje na zahtjev, a zapravo nude niz pristupa 3D ispisu, Industriji 4.0 i modernizaciji proizvodnog opskrbnog lanca.

Na jednom kraju spektra, tvrtke kao što su Shapeways i Sculpteo (u vlasništvu kemijskog diva BASF) nude online platformu za jednostavan prijenos i ispis. Ovaj model 3D ispisa na zahtjev usredotočen je na jednostavnost korištenja; svatko može prenijeti datoteke digitalnih dijelova, kliknuti za odabir materijala i primiti dijelove i prototipove u satima ili danima. Ovo moderno iskustvo nalik potrošaču ima za cilj dovesti proizvodnju do masa olakšavajući 3D ispis svega, od prototipa proizvoda do arhitektonskih modela.

Druge tvrtke, kao što je Materialise, koja je izašla na tržište 2014., imaju široku bazu kupaca za svoja softverska rješenja koja pomažu tvrtkama 3D ispisati vlastite digitalne datoteke u kući i pokrenuti vlastitu flotu 3D pisača. Softver također koriste druge usluge 3D ispisa na zahtjev za praćenje i ispis narudžbi kupaca. Materijaliseova proizvodnja na zahtjev u jednom od najvećih europskih pogona za 3D ispis uključuje šest tehnologija 3D ispisa.

Fathom je započeo kao ugovorni proizvođač male i srednje količine koji je rano prihvatio nove metode, uključujući 3D ispis. 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 desetljeća iskustva i duboko ukorijenjene odnose s kupcima”, kaže Ryan Martin, izvršni direktor Fathoma. „Fokusiramo se na pružanje velikim poslovnim kupcima jedinstveno rješenje za njihove proizvodne izazove.”

Fast Radius spoj je softverskih usluga, inženjerske stručnosti i tvorničkih podova najsuvremenijeg hardvera. Oni su jedni od rijetkih proizvođača na zahtjev koji posjeduju i upravljaju svim vlastitim proizvodnim pogonima, što im omogućuje integraciju svojih softverskih rješenja i automatizaciju proizvodnje.

Softver tvrtke može predložiti poboljšanja digitalne datoteke, voditi kupce kroz njihove materijalne i tehnološke mogućnosti i osigurati transparentnost u proizvodnom procesu. Ali proizvodnja na zahtjev samo je jedno rješenje za Fast Radius, kaže Rassey. "Nudimo prilagođene mikrotvornice izgrađene posebno za jedinstvene potrebe kupaca, u blizini mjesta gdje su kupci potrebni dijelovi kako bi mogli izgraditi fleksibilne lance opskrbe." Kupci kao što je Satair (podružnica Airbusa) koriste Fast Radius Virtual Warehouse za digitalno pohranjivanje svojih dijelova, spremnih za proizvodnju u trenutku, oslobađajući fizički prostor u skladištu i eliminirajući prekomjerne zalihe. 

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

“Kupci često traže najbrže rješenje ili najekonomičnije rješenje za svoj projekt 3D ispisa”, kaže Mathias Plica, izvršni direktor Craftclouda. “Uparujemo ih s lokalnim partnerima koji imaju stručnost za isporuku materijala i kvalitete koji su im potrebni.”

Bez obzira na poslovni model, ono što je zajedničko svim tim tvrtkama je primjena pametne proizvodne tehnologije koja omogućuje visoko automatizirani proizvodni proces od koncepta do ispunjenja. To uključuje računalstvo u oblaku, AI, IoT, strojno učenje, velike podatke, digitalnu simulaciju i, naravno, 3D ispis (koji se također naziva aditivna proizvodnja).

Evanđelisti aditivne proizvodnje 

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

“Tvrtke dolaze k nama kako bi shvatile kako koristiti aditivnu proizvodnju”, kaže Martin. “U nekim slučajevima smo uveli tvrtke u aditivnu proizvodnju, što je za nas područje ogromnog rasta. Jedan od naših kupaca automobilske industrije obratio nam se prošli tjedan radi naše inženjerske stručnosti kako bismo otkrili kako mogu razviti više aplikacija za to osim izrade prototipa.” 

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

Velika poduzeća mogu se odlučiti za 3D ispis na zahtjev jer nudi širi raspon 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 surađuje s Targetom i proizvođačem protetika Fillauer, a Xometry se među svojim kupcima može pohvaliti inženjerima iz Boscha, NASA-e i BMW-a.

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

“Radili smo s tvrtkama kao što su Rawlings, Steelcase i Aptiv kako bismo na tržište izbacili nove proizvode koji su mogući samo uz aditivnu proizvodnju”, kaže Rassey. Prema Rawlingsu, nova rukavica za bejzbol REV1X Rawlings ima unutarnje 3D ispisane jastučiće u palcu i ružičasti dio koji značajno smanjuje težinu rukavice bez žrtvovanja zaštite ili trajnosti.

Volvo se nedavno okrenuo Materializeu kako bi pojednostavio proizvodnju lakših proizvodnih alata i pribora za svoje tvornice. U tvrtki Bell Helicopter Textron, inženjeri su se okrenuli proizvodnom krilu na zahtjev proizvođača 3D pisača Stratasys, pod nazivom Stratasys Direct, za 3D ispis certificiranih komponenti koje su smanjile težinu za 13% i vrijeme proizvodnje za 75%, kažu iz tvrtke.

Osim stručnosti u 3D ispisu, još jedan vjetar koji pokreće rast ovih proizvođača na zahtjev je napredak u softveru za aditivnu proizvodnju i samim 3D pisačima. Ove i druge pametne proizvodne tehnologije danas su zrelije, pouzdanije i pristupačnije, kaže Rassey. To omogućuje tvrtkama poput Fast Radiusa i drugih da uspostave profitabilne poslovne modele oko ovih alata. 

“S uzletanjem industrije 4.0, na pragu smo značajne prilike za rast,” kaže Martin. “Životni ciklus proizvoda je mnogo kraći nego što je bio prije pet godina, a tvrtkama je potreban napredni proizvodni partner na zahtjev koji se može brzo kretati i zadovoljiti sve njihove zahtjeve bez žrtvovanja kvalitete.”

Ako je sve veći broj davatelja usluga ikakav dokaz, čini se da se sve više tvrtki 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.