Как аддитивные технологии помогают оптимизировать производственный процесс, часть 1

Расширение возможностей аддитивной производственной лаборатории | Изготовление сменной и специализированной оснастки на 3D-принтере | 3D-печать мелкосерийных кастомизированных изделий вне лаборатории

Мы уже писали о новом гибридном 3D-принтере Rize One 3D, который признан настоящим прорывом в области аддитивных технологий. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию первую часть статьи Джули Рис, вице-президента по маркетингу компании Rize – бостонского стартапа с огромным инновационным потенциалом.

Если вы являетесь руководителем производства, одна из ваших задач, несомненно, заключается в том, чтобы быстрее производить более совершенные продукты, при этом сокращая расходы и время простоя. Вместе с тем, вам нужно найти способы удовлетворить потребность клиентов в индивидуализированных продуктах, одновременно претворяя в жизнь инновационные инициативы вашей организации. В лучшем случае эти задачи выглядят пугающими, а в некоторых ситуациях даже взаимоисключающими.

По оценкам McKinsey Global Institute, общий объем продаж промышленных товаров и оснастки достигнет к 2025 году 800 млрд долларов США. Из них как минимум 250 млрд долларов США будет приходиться на продукты, изготовленные методом 3D-печати (в основном, потребительские товары, оснастка и промышленные товары).

Учитывая столь высокий спрос на продукты, напечатанные на 3D-принтерах, как использовать технологию 3D-печати, чтобы достичь поставленных целей и оптимизировать производственный процесс?

Существует три способа применения аддитивных технологий для совершенствования производственного процесса.

Способ 1. Расширение возможностей аддитивной производственной лаборатории

Вы можете установить промышленные 3D-принтеры в проектно-конструкторских бюро в дополнение к 3D-принтерам в аддитивной производственной лаборатории, чтобы ускорить процесс разработки продуктов и сократить расходы; поставить 3D-принтеры прямо в цехе, чтобы обеспечить непрерывность и эффективность производственной линии; а также использовать их на объектах, чтобы воплотить инновационные инициативы компании и чтобы ваши собственные инновационные инициативы не были ограничены возможностями аддитивной производственной лаборатории.

На первый взгляд может показаться, что руководители лабораторий будут сопротивляться нововведениям, и, возможно, некоторые из них действительно будут недовольны. Однако опрошенные нами руководители аддитивных лабораторий сообщили, что их помещения перегружены и они приветствуют идею установки принтеров в технических отделах, чтобы выполнять на них разовые проекты, оставляя более крупные для лаборатории.

Гэри Рабиновиц, директор аддитивной производственной лаборатории в Reebok, отметил: «Экологически чистый и не требующий постобработки 3D-принтер позволит нашим дизайнерам выполнять печать самостоятельно и снизить рабочую нагрузку на лабораторию».

А вот что добавил Джон Ди Пиано, директор по разработке продуктов в Boston Engineering, говоря о своем 3D-принтере Rize, установленном в одном из технических отделов: «Это очень удобно. Когда нам нужно напечатать какое-либо изделие, принтер под рукой. Мы просто печатаем его и тут же продолжаем работу. Нам не нужно ждать в очереди на печать в лаборатории».

Установка дополнительных 3D-принтеров вне лаборатории помогает устранить узкие места, возникающие вследствие перегрузки лаборатории, ускоряет изготовление изделий, процесс итеративного проектирования и, что самое главное, время вывода продукта на рынок, при одновременном сокращении затрат. По мнению Boston Engineering, «стоимость 3D-принтера Rize в несколько раз ниже стоимости FDM-системы, стоимость материалов Rize более чем вполовину меньше стоимости материалов FDM, а кроме того, отсутствуют трудозатраты, затраты на утилизацию отходов и на материалы, связанные с постобработкой, неизбежной при использовании FDM-принтера».

Так, один из мировых производителей потребительских товаров подтвердил, что установка, помимо лабораторной системы Fortus, промышленного офисного 3D-принтера Rize:

• ускорила процесс исследований и разработок на 20% (по количеству дней в расчете на одно предложение и одного инженера) по сравнению с лабораторной системой Fortus;
• позволяет создавать на 25% больше концептов (в расчете на одного инженера), чем при использовании Fortus;
• как вариант, дает возможность в те же сроки создать на одну итерацию больше;

Также было подсчитано, что задержка при изготовлении изделий из-за необходимости постобработки составляет 48 дней в год расчете на одного инженера (x100 инженеров = 4800 дней задержки в год); это означает, что лабораторный принтер обходится в миллионы долларов в год вследствие задержек, чего нельзя сказать о 3D-принтере Rize.

Boston Engineering также сообщает, что расширение их лабораторной системы путем установки 3D-принтера Rize в техническом отделе сократило цикл производства на 50% и примерно на столько же – расходы.

По оценкам McKinsey Global Institute, общий объем продаж промышленных товаров и оснастки достигнет к 2025 году 800 млрд долларов США. Из них как минимум 250 млрд долларов США будет приходиться на продукты, изготовленные по технологии 3D-печати (в основном, потребительские товары, оснастка и промышленные товары).

Способ 2. Изготовление сменной и специализированной оснастки на 3D-принтере

Печать на 3D-принтере сменной и специализированной оснастки и приспособлений прямо в производственном цехе, – иными словами, по требованию, – может значительно оптимизировать производственный процесс.

Это позволит:

• сократить время простоя и добиться непрерывного производства;
• проектировать и изготавливать кастомизированные изделия за считанные часы (вместо дней или даже недель);
• заменить физический склад цифровым, чтобы уменьшить занимаемую площадь, предотвратить устаревание запасов и их неожиданное исчерпание.

Все это значительно упрощает и ускоряет процесс производства, одновременно сокращая затраты.

Способ 3. 3D-печать мелкосерийных кастомизированных изделий вне лаборатории

Третий способ оптимизации производственного процесса посредством применения аддитивных технологий заключается в том, чтобы печатать на 3D-принтере мелкосерийные кастомизированные изделия вне лаборатории, на объектах – то есть там, где они требуются. Поставьте промышленный 3D-принтер прямо в инструментальной мастерской, автомастерской или в медицинском кабинете и изготавливайте единичные или специализированные изделия, включая запасные части, автокомплектующие и кастомизированные детали, специализированные медицинские инструменты и производственную оснастку, стоматологические изделия и хирургические шаблоны.

Устранение зависимости от производственной аддитивной лаборатории и организация производства там, где это необходимо, обеспечивает огромную экономию времени и ресурсов и даже позволяет создавать совершенно новые, индивидуализированные продукты, которые невозможно изготовить каким-либо иным способом.

В течение ближайших нескольких лет вы сможете печатать на 3D-принтере такие изделия, как слуховые аппараты с твердыми и резиновыми поверхностями для максимальной эффективности и комфорта, антенны, интеллектуальные датчики, радиаторы микрочипов, сервоприводы и электронные платы. Аддитивные технологии будут даже применяться для изготовления изделий с использованием огнестойких, проводящих и токорассеивающих материалов.

Но какие производственные возможности необходимы, чтобы производители могли реализовать эти три преимущества? Об этом – во второй части этой статьи.

Перевод с английского. Автор Джули Рис (Julie Reece). Оригинал этого материала на сайте Rize.

Статья опубликована 15.01.2018 , обновлена 04.03.2022