3D tisk podporuje růst výroby na vyžádání

Navzdory pandemii, inflaci, nedostatku pracovních sil a čipů – a všemu dalšímu, co brzdí globální dodavatelské řetězce – je optimismus ohledně jednoho výrobního řešení tak silný, že v roce 2021 přivedl na veřejnost tři společnosti: Fathom, Shapeways a Xometry. Čtvrtý, Fast Radius, má debutovat na Wall Street v únoru. 

Tento nový druh digitální výrobní společnosti na vyžádání je vysoce investován do softwaru a digitálně řízených výrobních technologií, jako je průmyslový 3D tisk. Slibují nejen rychlejší a efektivnější místní výrobu dílů, ale také digitální řešení, která umožňují úsporné inovace produktů a urychlení uvedení na trh téměř jakéhokoli typu produktu.

„Rostoucí povědomí o tom, jak dnešní infrastruktura pro navrhování, výrobu a přesun věcí nesplňuje potřeby této doby – je nepružná, plýtvavá, zastaralá a také neudržitelná,“ říká Lou Rassey, spoluzakladatel a CEO společnosti Fast Radius se sídlem v Chicagu.

Nejnovější mikrotovárna společnosti na chicagském Goose Island obsahuje průmyslové 3D tiskárny od Carbon a HP spolu s digitálně integrovanými CNC stroji jako součást Cloud Manufacturing Platform společnosti Fast Radius. Mikrotovárna bude vyrábět součástky pro společnosti napříč průmyslovými odvětvími, včetně elektrických vozidel, lékařských a zdravotnických zařízení a spotřebního zboží. Světové ekonomické fórum označilo Fast Radius za jednu z devíti nejlepších továren na světě implementujících „technologie čtvrté průmyslové revoluce“ neboli Průmysl 4.0.

Digitálně integrovaná výroba

Společnosti v tomto sektoru jsou často soustředěny pod deštník digitální výroby na vyžádání, i když ve skutečnosti nabízejí řadu přístupů k 3D tisku, Průmyslu 4.0 a modernizaci výrobního dodavatelského řetězce.

Na jednom konci spektra nabízejí společnosti jako Shapeways a Sculpteo (vlastněné chemickým gigantem BASF) snadnou online platformu pro nahrávání a tisk. Tento model 3D tisku na vyžádání se zaměřuje na snadné použití; kdokoli může nahrát soubory digitálních dílů, kliknutím vybrat materiály a získat díly a prototypy během hodin nebo dnů. Tato moderní zkušenost podobná spotřebiteli má za cíl přivést výrobu k masám tím, že usnadní 3D tisky všeho od prototypů produktů po architektonické modely.

Jiné společnosti, jako je Materialise, která vstoupila na burzu v roce 2014, mají širokou zákaznickou základnu pro svá softwarová řešení, která firmám pomáhají 3D tisknout jejich vlastní digitální soubory interně a provozovat vlastní flotilu 3D tiskáren. Tento software využívají také další služby 3D tisku na vyžádání ke sledování a tisku zákaznických objednávek. Výroba na vyžádání v Materialise v jednom z největších evropských tiskáren pro 3D tisk obsahuje šest technologií 3D tisku.

Fathom začínal jako smluvní výrobce malého až středního objemu, který již brzy přijal nové metody, včetně 3D tisku. Stále nabízejí tradiční výrobu, která je však integrována do komplexního digitálního výrobního procesu.

„Velkým rozdílem pro nás a naši platformu je to, že máme desítky let zkušeností a hluboce zakořeněné vztahy se zákazníky,“ říká Ryan Martin, generální ředitel společnosti Fathom. „Zaměřujeme se na to, abychom velkým podnikovým zákazníkům poskytovali jedinečné řešení jejich výrobních problémů.“

Fast Radius je spojením softwarově řízených služeb, inženýrských odborných znalostí a továrního vybavení nejmodernějšího hardwaru. Jsou jedním z mála výrobců na vyžádání, kteří vlastní a provozují všechna svá vlastní výrobní zařízení, což jim umožňuje integrovat jejich softwarová řešení a automatizovat výrobu.

Software společnosti dokáže navrhnout vylepšení digitálního souboru, provede zákazníky jejich materiálovými a technologickými možnostmi a zajistí transparentnost výrobního procesu. Ale výroba na vyžádání je jen jedno řešení Fast Radius, říká Rassey. „Nabízíme vlastní mikrotovárny postavené speciálně pro jedinečné potřeby zákazníků, poblíž místa, kde zákazník potřebuje díly, aby mohl vybudovat flexibilní dodavatelské řetězce.“ Zákazníci jako Satair (dceřiná společnost Airbusu) využívají virtuální sklad Fast Radius k digitálnímu skladování svých dílů, připravených k okamžité výrobě, čímž se uvolní místo ve fyzickém skladu a eliminují se nadměrné zásoby. 

Rostoucí počet digitálních výrobců na vyžádání způsobil, že výběr jednoho z nich je pro mnoho společností výzvou. Xometry a další start-up, Craftcloud, nabízejí online portály, které jsou tržišti těchto výrobců. Zákazníci nahrávají své digitální soubory a výrobní partneři z celého světa se ucházejí o projekt. 

„Zákazníci často hledají nejrychlejší řešení nebo nejekonomičtější řešení pro svůj projekt 3D tisku,“ říká Mathias Plica, generální ředitel Craftcloud. „Spojujeme je s místními partnery, kteří mají odborné znalosti, aby dodali materiály a kvalitu, kterou potřebují.“

Bez ohledu na obchodní model mají všechny tyto společnosti společné použití inteligentních výrobních technologií, které umožňují vysoce automatizovaný výrobní proces od konceptu až po realizaci. To zahrnuje cloud computing, AI, IoT, strojové učení, velká data, digitální simulaci a samozřejmě 3D tisk (také nazývaný aditivní výroba).

Evangelisté aditivní výroby 

Ačkoli Fathom se sídlem v Heartlandu ve státě Wisconsin má 90 průmyslových 3D tiskáren pro plastové a kovové díly a téměř 450,000 12 čtverečních stop výrobní kapacity ve XNUMX amerických závodech, její nejsilnější nabídkou může být její personál.

„Firmy k nám přicházejí, aby pochopily, jak používat aditivní výrobu,“ říká Martin. „V některých případech jsme společnostem představili aditivní výrobu, což je pro nás oblast obrovského růstu. Jeden z našich zákazníků z oblasti automobilového průmyslu nás minulý týden oslovil s žádostí o naše inženýrské znalosti, abychom zjistili, jak pro něj mohou vyvinout více aplikací než prototypování.“ 

Poselstvím digitálních výrobců na vyžádání je, že zákazníci nepotřebují mnoho vědět o 3D tisku, aby mohli těžit z flexibility, rychlosti a úspory nákladů, které může nabídnout. Nemusí ani investovat do 3D tiskáren s šestimístnými cenovkami nebo najímat zkušené inženýry, aby získali díly, prototypy a nástroje, které jsou lehčí, pevnější a levnější než ty, které se vyrábějí tradičními výrobními metodami.

Velké podniky se mohou rozhodnout pro 3D tisk na vyžádání, protože nabízí širší škálu materiálů a technologií, než by bylo praktické mít na místě. Mezi své klienty Fathom patří Tesla, 3M, Google a Amazon. Shapeways říká, že spolupracuje s Targetem a výrobcem protetiky Fillauer a Xometry se mezi své zákazníky chlubí inženýry z Bosch, NASA a BMW.

Fast Radius nabízí službu, kterou nazývá Additive Launch, aby zákazníkům pomohla využít nejnovější technologie 3D tisku a návrhářské nástroje pro urychlení vývoje produktů.

„Spolupracovali jsme se společnostmi jako Rawlings, Steelcase a Aptiv, abychom uvedli na trh nové produkty, které jsou možné pouze s aditivní výrobou,“ říká Rassey. Nové baseballové rukavice REV1X Rawlings mají vnitřní 3D tištěné polstrování na palci a malíčku, které podle Rawlingse výrazně snižuje hmotnost rukavice bez obětování ochrany nebo odolnosti.

Volvo se nedávno obrátilo na Materialise, aby zefektivnilo výrobu lehčích výrobních nástrojů a přípravků pro své továrny. Ve společnosti Bell Helicopter Textron se inženýři obrátili na on-demand výrobní křídlo výrobce 3D tiskáren Stratasys, nazývané Stratasys Direct, na součásti s certifikací pro 3D tisk, které snižují hmotnost o 13 % a dobu výroby o 75 %, říká společnost.

Kromě odborných znalostí v oblasti 3D tisku je dalším tahounem růstu těchto výrobců na vyžádání pokrok v softwaru aditivní výroby a samotných 3D tiskáren. Tyto a další inteligentní výrobní technologie jsou dnes vyspělejší, spolehlivější a cenově dostupné, říká Rassey. To umožňuje společnostem jako Fast Radius a dalším vytvořit ziskové obchodní modely kolem těchto nástrojů. 

„S nástupem Průmyslu 4.0 jsme na prahu významné příležitosti k růstu,“ říká Martin. „Životní cykly produktů jsou mnohem kratší než před pěti lety a společnosti potřebují pokročilého výrobního partnera na vyžádání, který se dokáže rychle pohybovat a plnit všechny jejich požadavky, aniž by obětoval kvalitu.“

Pokud je rostoucí počet poskytovatelů služeb důkazem, zdá se, že stále více společností se probouzí k myšlence agilních platforem digitální výroby a výhodám přechodu jejich výroby z tradiční na digitální výrobu prostřednictvím důvěryhodného poskytovatele služeb na vyžádání.