Barion Pixel

Nagy tömegű termék-előállítás 3D nyomtatással

2022. március 02. | Kategóriák: Blog |

Az elmúlt években a 3D nyomtatás jóval túllépett a prototípusgyártáson és a K+F részlegeken, és mára már a gyártóüzemekben használt funkcionális alkatrészek, eszközök előállításának egyik alapvető megoldása lett, de emellett egyre nagyobb teret nyer a végtermék gyártásban is.

Az ipari 3D nyomtatási megoldásokat kínáló Essentium Inc. 2021 őszén 161 olyan vezetőt kérdezett meg a 3D nyomtatás helyzetéről, akik gyártócégeknél dolgoznak és 3D nyomtatással kapcsolatos döntésekért felelősek. Ebben a blogposztban a válaszokból született anyag főbb megállapításait olvashatjátok:

 A 3D NYOMTATÁS SZEREPE A GYÁRTÁSBAN TOVÁBB NŐ

A 3D nyomtatott termékek száma nő, sok cég megduplázta az így előállított termékek számát

A 3D nyomtatás egy olyan technológia, amely lehetővé teszi a gyártók számára, hogy könnyebb, olcsóbb és erősebb alkatrészeket gyártsanak, gyakorlatilag minimum gyártási mennyiség nélkül. Ha kész a modell, egy vagy akár százezer alkatrészt is elkészíthetünk mindössze a filament árából.

Az elmúlt évek különös jelentőséget adtak a 3D nyomtatási tevékenységnek. A 3D nyomtatás gyártásban történő alkalmazása lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy gyorsabban reagáljanak olyan eseményekre, mint például a kereslet hirtelen megváltozása vagy a COVID-19 járványhoz hasonló világméretű problémák, amelyek felforgatják a globális ellátási láncot.

Az egyik legjobb módja annak, hogy egy gyártó felmérje, mennyire érett a 3D nyomtatási tevékenysége, az, hogy összehasonlítja az adott évben gyártott alkatrészek kibocsátását az előző évivel. A gyártásban dolgozó megkérdezettek 86%-a megduplázta a 3D nyomtatással elkészült végtermékek mennyiségét az elmúlt évben. 45% pedig legalább tízszeresére vagy még nagyobb mértékben növelte a 3D nyomtatást.

Számos cég számolt be 10.000 vagy annál nagyobb darabszámú gyártásról

Ha a 2021-es év növekedési pályáját nézzük, a gyártók 57%-a elérte a 10.000 darabnál nagyobb 3D nyomtatási gyártási sorozatot, ami igen jelentős növekedés a 2020-as 28%, a 2019-es 17%, illetve a 2018-as 6%-hoz képest.

Nem meglepő, hogy a nagyobb vállalatok (5000 vagy több alkalmazott) nagyobb gyártási sorozatokat valósítanak meg, 68 százalékuk számolt be legalább 10.000 darabos nyomtatási sorozatról, míg a kisebb, 1 000-5 000 alkalmazottat foglalkoztató vállalatoknak csak 49%-a.

Jobb teljesítményű alkatrészek és a tervezési szabadság a 3D nyomtatás növekedésének legfőbb mozgatórugói

A kutatás egyik legfontosabb célja annak feltárása volt, mi eredményezte a 3D nyomtatás ilyen mértékű elterjedését. Van-e olyan üzleti tényező, amely meghatározza a 3D nyomtatás növekedését az alkatrészek gyártásában, vagy több tényező is hozzájárul a gyors növekedéshez? A kutatás szerint két területet lehet kiemelni, amely nagyban befolyásolta a 3D nyomtatás kiemelkedő növekedését: az alkatrészek teljesítményének javulása (55%) és a tervezési szabadság (45%).

Az elmúlt két évben számos meghatározó változás is történt, amelyek jelentősen befolyásolták a 3D nyomtatás nagy tömegű gyártásban történő alkalmazását. Az öt legfontosabb változás közé tartozik a nagyobb szakértelem a 3D nyomtatással kapcsolatos technológia és folyamatok terén (47%), javult a 3D nyomtatás bevezetésének üzleti megalapozottsága (42%), a 3D nyomtatási alapanyagok árának csökkenése (40%), a technológia jobb skálázhatósága (39%) és az olcsóbb 3D nyomtatási hardverek (39%).

Érdekesség, hogy amikor a válaszadók szerepköreire lebontva vizsgálták, hogy mely változásokat tartják a leghatékonyabbnak a fejlődésben, a beszerzésben érdekeltek sokkal nagyobb arányban számoltak be a megvalósított üzleti megoldásokról (51%) és a vállalati kultúráról (49%), mint más munkakörben dolgozó társaik.

A jövőbiztos 3D nyomtatási beruházások különböző stratégiákat tesznek szükségessé

 A 3D nyomtatás hatása a termelésben óriási, és az előrejelzések szerint exponenciálisan fog növekedni, különösen a feltörekvő technológiák következő generációja révén. De hogyan védhetik meg a gyártók az ebbe a létfontosságú technológiába eszközölt beruházásaikat? Pontosabban, mit tesznek ma azért, hogy megvédjék a stratégiai előnyüket a jövőre nézve? Amikor a gyártásért felelős szakembereket erről kérdezték, az elsődleges stratégiai megfontolásaik a következők voltak: a meglévő gépekkel és a gyártásban alkalmazott megoldásokkal való integráció biztosítása (50%), a tervezők és mérnökök sajátítsák el a speciális ismereteket és technikákat (39%), a pénzügyi terület támogatása a költség- és az értékhatások jobb megértésében (38%), a beszerzési csapatok képzése a a 3D-nyomtatáshoz szükséges anyagok vásárlással kapcsolatban (35%), az alkatrészekhez és szerszámokhoz szükséges anyagok hosszú távú rendelkezésre állásának biztosítása (33%).

ÓRIÁSI JÖVŐBELI LEHETŐSÉGEK A NAGY TÖMEGŰ 3D NYOMTATÁSBAN

 Szinte minden érdekelt fél egyetért abban, hogy a 3D nyomtatási technológiával milliárdokat takaríthatnak meg

A kutatás egyik fontos tanulsága, hogy az érdekeltek folyamatosan és nagyon bíznak a 3D nyomtatás érettségében, és ez a legmagasabb érték, amelyet a tanulmány készítésének négy éve alatt mértek. Majdnem minden (96%) gyártási vezető és felsővezető egyetért azzal, hogy ez az iparág milliárdokat takaríthat meg a termelési költségekben, amint a technológia kiforrottá válik, szemben a 2020-as és 2019-es 90%-os, illetve a 2018-ban mért 88%-os adatokkal.

A gyártók többsége felismerte, hogy a 3D nyomtatás lehetővé teszi a tervezők számára, hogy kreatívabbak legyenek

A 3D nyomtatás egyik egyedülálló előnye, hogy olyan gyártási folyamatokat változtat meg gyökeresen, amelyek már évtizedek óta szinte ugyanúgy mennek végbe. Azáltal, hogy korlátlan kreatív lehetőségeket ad, a 3D nyomtatási technológia lehetővé teszi a tervezők számára, hogy új módszereket találjanak ki az alkatrészek gyártására, mindezt a gyártási folyamat több pontján. Ezt alkalmazhatják a szerszámokra, szerelvényekre és befogókra, illeszkedési tesztekre és természetesen a végfelhasználásra szánt termékekre is. A gyártásban érdekeltek 97%-a ért abban egyet, hogy a 3D nyomtatás lehetővé teszi a tervezők számára, hogy kreatívabbak legyenek. És ez nagyon fontos, mivel gyakran a munkavállalók kreativitása az, ami a szervezetet friss, új ötletekkel és innovációval mozgásban tartja.

A gyártók úgy vélik, hogy a 3D nyomtatás fontos lesz fenntarthatósági kezdeményezéseik szempontjából is

A hagyományos gyártási folyamatok gyakran pazarlóak lehetnek a felesleges és eldobott tárgyak miatt, amelyek a sok prototípus és iteráció miatt keletkeznek. Ráadásul ezek a folyamatok több időt, energiát és nyersanyagot is felemészthetnek, és kevésbé fókuszálnak a tisztább, környezetbarát megoldásokra. A 3D nyomtatás a fenntartható megoldások szélesebb körének alkalmazását teszi lehetővé a gyártás során, és segíti a vállalatokat, hogy egy fenntarthatóbb útra lépjenek.

Amikor megkérdezték a gyártókat, hogy a 3D nyomtatás mennyire lesz létfontosságú a fenntarthatósági kezdeményezéseikhez, 100 százalékban válaszolták, hogy fontos, és négyből több mint hárman a „nagyon fontos” választ adták.

Továbbá 97% arra számít, hogy a 3D nyomtatás pozitív hatással lesz fenntarthatósági gyakorlatukra. Konkrétan a vállalatok arra számítanak, hogy a 3D nyomtatás csökkenti a hulladékot (45%), minimalizálja vagy megszünteti a felesleges erőforrás felhasználást (44%), megkönnyíti a logisztikai feladatokat (40%), csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást (37%) és az alkatrészek szállítását (33%), valamint lerövidíti az ellátási láncot (28%).

Folyamatos innovációra van még szükség a 3D nyomtatásban rejlő lehetőségek teljes körű kiaknázásához

 Jól alátámasztott előnyei mellett azt gondolnánk, hogy a nagy tömegű 3D nyomtatás már alapvetés lenne a legtöbb gyártó számára. De nem ez a helyzet. Sok gyártóvállalat még mindig azzal küzd, hogy ezt a technológiát beépítse a működési folyamataiba. Hogy jobban érthető legyen, miért ütközik nehézségekbe a 3D nyomtatás a nagyüzemi gyártásban, megkérték a termelési vezetőket és felsővezetőket, hogy azonosítsák a legfontosabb akadályokat. A megkérdezettek többsége (86%) azt válaszolta, hogy még mindig szembesülnek nehézségekkel. Legnagyobb kihívásként a magas költséget (45%) említették, majd azt, hogy a 3D nyomtatási képességek nem felelnek meg az alkalmazási követelményeknek (43%), ezt követték: a jelenlegi gyártási folyamatok megváltoztatása túl nagymértékű lenne (36%), a szakértelem hiánya (26%) és a megbízhatatlan anyagok (25%).

Többféle anyagfejlesztést várnak a cégek, az ellenálló anyagokkal a lista élén

 Arra a kérdésre, hogy lehetne-e javítani a 3D nyomtatáshoz használt anyagokon, a gyártásban dolgozók 100%-a igennel felelt, a kívánságlistát a kémiai és mechanikai hatásoknak ellenálló anyagok (44%) vezették. További fejlesztési javaslatok között említették meg a piacra jutási időt lerövidítő anyagokat (37%), a bármilyen gépen használható anyagokat (36%), a kifejezetten ipari méretű gyártáshoz tervezett anyagokat (34%), illetve különböző gyártási folyamatokhoz szükséges speciális anyagokat (32%).

A szállítói függés elkerülése egyre fontosabbá válik

A múltban az iparágat a zárt rendszerek uralták, ahol az ügyfeleket hardverhez, a folyamatokhoz és az alapanyagokhoz kötötték a szállítók. A beszállítói függés megszüntetése nem csak a választékot növeli a verseny révén, hanem az innovációs lehetőségeket is növeli a gyártás egész területén és lehetővé teszi a partneri ökoszisztémák kialakulását. A 3D nyomtatáshoz szükséges nyitott ökoszisztéma követelménye a nagy tömegű 3D nyomtatásban fontosabb, mint valaha, a 3D nyomtatásban érdekeltek mindegyike (100%) fontosnak tartja ezt a kérdést.

 

A kutatásról: A kutatást az ipari 3D nyomtatási megoldásokat kínáló Essentium Inc. készíttette. 2021 őszén online kérdőívet küldtek olyan vezetőknek, akik gyártóvállalatoknál dolgoznak. A kérdőívet összesen 161 vezető töltötte ki, akik mindannyian 3D nyomtatással kapcsolatos döntésekért felelősek. A résztvevők különböző munkaköröket, funkciókat, régiókat és iparágakat képviseltek.