Тренды развития 3D-печати: время больших сдвигов

Для чего компании используют 3D-печать сегодня? | В будущем объемы 3D-печати будут расти | Аддитивное производство трансформирует промышленность | Производительность, гибкость, сокращение расходов: практический пример | Сложности пока остаются

В наши дни самый ценный ресурс – это время. Давление конкуренции и трансформация бизнес-моделей вынуждают компании сокращать циклы разработки и уделять пристальное внимание скорости и гибкости процессов. 3D-печать меняет производственные технологии – постоянно появляется более производительное оборудование, становятся доступными новые материалы, повышается качество производимых деталей. Аддитивные методы существуют уже более 30 лет, но только сейчас они готовы выйти на уровень основных производственных технологий. 

С момента появления 3D-печати было ясно, что она полностью изменит принцип производства товаров. Технология обладает множеством стратегических преимуществ, среди которых:

• гибкость;
• сокращение срока выхода на рынок;
• возможность кастомизации;
• распределенное производство.

Трудности еще остаются, но возможности, которые открывает перед нами 3D-печать, стоят затрачиваемых усилий.

В продолжение исследования 2017 года международная компания Jabil организовала новое исследование трендов в 3D-печати в 2019-м, главная цель которого – спрогнозировать направление развития аддитивных технологий с учетом текущей ситуации. В этом исследовании, проведенном компанией Dimensional Research, приняли участие более 300 человек, ответственных за принятие решений по внедрению 3D-печати в производственных компаниях. Отчет позволяет познакомиться с опытом и мнением профессионалов, работающих «на передовой».

Для чего компании используют 3D-печать сегодня?

Тридцать лет – совсем небольшой срок, когда речь идет о традиционных методах производства. Но аддитивные технологии постоянно изменяются и адаптируются к потребностям самых разных отраслей.

Результаты текущего исследования сильно отличаются от данных, собранных в конце 2017 года. За год масштабы использования 3D-печати выросли в несколько раз! Рост популярности и расширение сферы применения аддитивного производства ясно прослеживаются в последнем исследовании.

Два года назад самым популярным ответом на вопрос «Для чего используется 3D-печать в вашей компании?» был ответ «Для прототипирования» – 7 из 10 респондентов. Тогда лишь четверть опрошенных ответили, что используют 3D-принтеры для изготовления деталей, комбинированного производства или изготовления инструментов и оснастки. За время, прошедшее между двумя исследованиями, появились и другие области применения 3D-печати.

Сегодня более половины респондентов используют 3D-печать для изготовления деталей, а 4 из 10 – для комбинированного производства или изготовления инструментов и оснастки. В опроснике 2017 года не было варианта «НИОКР», но это был самый частый ответ в категории «Другое». В этом году более половины респондентов заявили, что используют аддитивное производство для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Несмотря на то, что самым распространенным применением 3D-печати в большинстве отраслей остается прототипирование, производство с помощью 3D-принтеров открывает невероятные возможности. В медицине, особенно в стоматологии, 3D-печать уже давно является частью производственного процесса, и медицинские компании пожинают плоды своих усилий. В США производство слуховых аппаратов, по данным журнала Harvard Business Review, полностью перешло на аддитивные технологии менее чем за 500 дней.

В этом году уже 96% участников исследования ответили, что используют 3D-печать для производства функциональных и конечных деталей. Конечно, масштабы использования различаются в зависимости от конкретной компании. Лишь 12% опрошенных используют аддитивные технологии в производстве не менее половины функциональных и конечных деталей, а 6 из 10 участников исследования ответили, что используют 3D-печать для создания 25% функциональных и конечных деталей.

Совершенствование 3D-принтеров позволяет компаниям экспериментировать, используя 3D-печать в тех областях, в которых ранее она была недоступна. По мере снижения цен на 3D-принтеры и увеличения их производительности технология будет становиться все более доступной и изменит производственную отрасль целиком.

В будущем объемы 3D-печати будут расти

Перспективы развития 3D-печати крайне позитивны. Участники рынка уверены в значительном росте популярности технологии в будущем. 96% опрошенных полагает, что в ближайшие пять лет масштабы использования 3D-печати в их компаниях вырастут.
Большинство респондентов считает, что применение 3D-принтеров в их компаниях за этот промежуток времени вырастет по крайней мере в два раза: почти половина участников исследования ожидает, что масштабы использования вырастут в два раза, а 4 из 10 – что увеличение будет куда более существенным (в 5 и более раз). Помимо роста популярности аддитивных технологий значительную роль в расширении их использования, как уже было сказано, сыграет их доступность.

Крупные компании обращают на многочисленные преимущества аддитивного производства больше внимания, чем остальные. Как следствие, 52% крупных (более 5000 сотрудников) организаций ожидает существенного роста использования 3D-печати внутри компании в ближайшие 2–5 лет.

При том что компании в общем нацелены увеличение объемов 3D-печати, самые высокие ожидания связаны с производством деталей и товаров. 97% респондентов ожидают, что использование аддитивных технологий для производства деталей в их компаниях вырастет как минимум в два раза за следующие 5 лет.

Аддитивное производство трансформирует промышленность

Вероятно, 3D-печать сделает с промышленностью то же, что интернет сделал с розничной торговлей. Аддитивное производство полностью изменит процессы проектирования, производства и поставки продукции. Это лишь вопрос времени, и мы уже видим признаки надвигающихся перемен во всем мире.

Благодаря 3D-печати 25% респондентов производят детали и оснастку более чем в 20 раз быстрее по сравнению с традиционными методами

В 2017 году половина участников исследования считала, что 3D-печать изменит их образ мышления и деятельности, а 43% заявили, что технология уже трансформировала рабочие процессы, в которых они задействованы. В настоящий момент 6 из 10 участников заявляют, что аддитивное производство уже изменило их образ мышления и деятельности, а 38% – что они еще не почувствовали всю мощь изменений. Лишь 3% респондентов ответили, что аддитивные технологии не повлияют на их отрасль. Посмотрим, что принесут нам ближайшие несколько лет.

Производительность, гибкость, сокращение расходов: практический пример

Мы часто обсуждаем преимущества аддитивного производства, которые включают в себя:

• быстрый вывод на рынок новых концепций;
• инновации в конструкции и функциональных возможностях продуктов;
• ускорение производства;
• широкие возможности кастомизации;
• свобода проектирования;
• снижение затрат;
• сокращение складских запасов при заказе услуг 3D-печати.

Все эти преимущества уже давно существуют не только в теории. За последние два года мы увидели множество доказательств, подтверждающих их на практике. Например, HP и Jabil провели совместное исследование, чтобы найти ответ на старый как мир вопрос: можно ли напечатать на 3D-принтере 3D-принтер? После проверки соответствия деталей требованиям к точности, прочности и свойствам команда оценила разницу между использованием 3D-печати и традиционных методов производства. Результаты потрясают.

Порог рентабельности при аддитивном производстве достигает 40 тысяч единиц, в сравнении с 5 тысячами единиц применительно к классическим методам. Что еще важнее – за время, которое требуется для одного цикла проектирования изделия при традиционном подходе, мы смогли выполнить 19 итераций! Выше мы уже упоминали, насколько важна скорость в современном бизнесе. Эти практические данные – самое лучшее доказательство преимуществ 3D-печати.

Это подтверждают и отклики участников исследования. Четверть из них ответили, что благодаря 3D-печати они могут производить детали, оснастку и инструменты более чем в 20 раз быстрее по сравнению с классическими производственными методами. Еще 48% отметили, что производительность выросла в 2-10 раз.

Экономия времени – это одно, а сокращение расходов – совсем другое. Но в рамках того же эксперимента мы сократили затраты на производство детали на 86%! Также 3D-печать позволила на 70% уменьшить ее вес. Вдобавок к сокращению срока выхода на рынок и снижению затрат аддитивное производство дает возможность добиться невероятной гибкости проектирования.

Сложности пока остаются

Несмотря на оптимистичные прогнозы, развиваются и трудности, связанные с 3D-печатью. Два года назад самыми большими проблемами являлись стоимость пред- и постобработки, стоимость оборудования, отсутствие компетенций и стоимость материалов. Сейчас ситуация изменилась: список возглавили стоимость материалов, качество производимых деталей и оснащение систем.

Многие из этих проблем острее всего ощущаются при использовании 3D-принтеров на производстве. Проблемы, связанные с материалами, отсутствием квалифицированных специалистов и обработкой, по-прежнему препятствуют внедрению 3D-печати в производственные процессы, но уже не настолько сильно. Материалы остаются серьезной проблемой отрасли, и ее нужно решать.

«Если ваша компания хоть что-то производит, аддитивные технологии повлияют на ваш бизнес», – написал два года назад Раш Ла Сель в своей статье «Будьте уверены: аддитивное производство перевернет ваш бизнес». В то время компании чаще всего использовали 3D-печать для прототипирования. По мере решения проблем, связанных с материалами, и расширения сферы применения 3D-печать, вне всяких сомнений, возьмет все производственные отрасли штурмом. Изменения уже витают в воздухе.

Статья опубликована 21.10.2019 , обновлена 05.03.2024