3D-tulostus edistää tilausvalmistuksen kasvua

Pandemiasta, inflaatiosta, työvoima- ja sirupulasta – ja kaikesta muusta globaaleja toimitusketjuja haittaavasta – huolimatta optimismi yhtä valmistusratkaisua kohtaan on niin vahvaa, että se sai kolme yritystä julkisuuteen vuonna 2021: Fathom, Shapeways ja Xometry. Neljäs, Fast Radius, debytoi Wall Streetillä helmikuussa. 

Tämä uudentyyppinen on-demand-digitaalinen valmistusyritys on panostanut voimakkaasti ohjelmistoihin ja digitaalisesti ohjattuihin valmistusteknologioihin, kuten teolliseen 3D-tulostukseen. Ne eivät ainoastaan ​​lupaa nopeampaa ja tehokkaampaa osien valmistusta paikallisesti, vaan myös digitaalisia ratkaisuja, jotka mahdollistavat kustannussäästöt tuoteinnovaatiot ja nopeutetun markkinoille tulon lähes kaikenlaisille tuotteille.

"Tietoisuus kasvaa siitä, kuinka infrastruktuuri, jolla asioita suunnitellaan, valmistetaan ja siirretään nykyään, ei vastaa nykyajan tarpeita – se on jäykkää, tuhlattavaa, vanhentunutta eikä myöskään kestävää", sanoo Lou Rassey, yksi perustajista ja Fast Radiuksen toimitusjohtaja, jonka pääkonttori on Chicagossa.

Yrityksen uusin mikrotehdas Chicagon Goose Islandilla sisältää teollisia 3D-tulostimia Carbonilta ja HP:lta digitaalisesti integroitujen CNC-koneiden ohella osana Fast Radiuksen Cloud Manufacturing Platformia. Mikrotehdas valmistaa komponentteja yrityksille eri toimialoilla, mukaan lukien sähköajoneuvot, lääketieteen ja terveydenhuollon laitteet sekä kulutushyödykkeet. Maailman talousfoorumi nimesi Fast Radiuksen yhdeksi maailman yhdeksästä parhaasta "neljännen teollisen vallankumouksen teknologiaa" tai teollisuus 4.0:aa toteuttavasta tehtaasta.

Digitaalisesti integroitu valmistus

Tämän alan yritykset ovat usein kasattu yhteen on-demand-digitaalisen valmistuksen sateenvarjon alle, vaikka itse asiassa ne tarjoavat erilaisia ​​lähestymistapoja 3D-tulostukseen, teollisuus 4.0:aan ja tuotannon toimitusketjun modernisointiin.

Toisessa päässä yritykset, kuten Shapeways ja Sculpteo (joiden omistaa kemianjätti BASF), tarjoavat helpon lataus- ja tulostusalustan. Tämä on-demand 3D-tulostusmalli keskittyy helppokäyttöisyyteen; kuka tahansa voi ladata digitaalisia osatiedostoja, valita materiaaleja napsauttamalla ja vastaanottaa osia ja prototyyppejä tunneissa tai päivissä. Tämän modernin, kuluttajan kaltaisen kokemuksen tavoitteena on tuoda valmistus massoihin helpottamalla 3D-tulostusta kaikesta tuoteprototyypeistä arkkitehtonisiin malleihin.

Muilla yrityksillä, kuten vuonna 2014 listautuneella Materialisella, on laaja asiakaskunta ohjelmistoratkaisuilleen, jotka auttavat yrityksiä 3D-tulostamaan omia digitaalisia tiedostojaan talon sisällä ja käyttämään omia 3D-tulostimiaan. Ohjelmistoa käyttävät myös muut tilattavat 3D-tulostuspalvelut asiakkaiden tilausten seurantaan ja tulostamiseen. Materialisen tilausvalmistus yhdessä Euroopan suurimmista 3D-tulostuslaitoksista sisältää kuusi 3D-tulostustekniikkaa.

Fathom aloitti pienten ja keskisuurten volyymien sopimusvalmistajana, joka omaksui uudet menetelmät, mukaan lukien 3D-tulostuksen, varhain. Ne tarjoavat edelleen perinteistä valmistusta, mutta se on integroitu päästä päähän digitaaliseen tuotantoprosessiin.

"Suuri ero meille ja alustallemme on se, että meillä on vuosikymmenten kokemus ja syvälle juurtuneet asiakassuhteet", sanoo Fathomin toimitusjohtaja Ryan Martin. "Keskitymme tarjoamaan suuryritysasiakkaille ainutlaatuisen ratkaisun heidän tuotantohaasteisiinsa."

Fast Radius on ohjelmistopohjaisten palveluiden, suunnitteluosaamisen ja huippuluokan laitteistojen tehdaskerrosten yhdistelmä. Ne ovat ainoita on-demand-valmistajia, jotka omistavat ja käyttävät kaikki omat tuotantolaitoksensa, mikä mahdollistaa ohjelmistoratkaisujen integroinnin ja tuotannon automatisoinnin.

Yrityksen ohjelmistot voivat ehdottaa parannuksia digitaaliseen tiedostoon, opastaa asiakkaita materiaali- ja teknologiavaihtoehtojensa läpi sekä tuoda läpinäkyvyyttä tuotantoprosessiin. Mutta tilausvalmistus on vain yksi Fast Radius -ratkaisu, Rassey sanoo. "Tarjoamme räätälöityjä mikrotehtaita, jotka on rakennettu erityisesti asiakkaan yksilöllisiin tarpeisiin, lähellä paikkaa, jossa asiakas tarvitsee osia, jotta he voivat rakentaa joustavia toimitusketjuja." Asiakkaat, kuten Satair (Airbusin tytäryhtiö), käyttävät Fast Radius Virtual Warehouse -varastoa osien tallentamiseen digitaalisesti, valmiina valmistukseen hetkessä, vapauttaen fyysistä varastotilaa ja eliminoiden ylivarastoa. 

On-demand-digitaalivalmistajien kasvava määrä on tehnyt yhden valinnan haasteeksi monille yrityksille. Xometry ja toinen start-up, Craftcloud, tarjoavat verkkoportaaleja, jotka ovat näiden valmistajien markkinapaikkoja. Asiakkaat lataavat digitaalisen tiedostonsa ja valmistuskumppanit ympäri maailmaa tekevät tarjouksen projektista. 

"Usein asiakkaat etsivät nopeinta tai taloudellisinta ratkaisua 3D-tulostusprojektiinsa", sanoo Craftcloudin toimitusjohtaja Mathias Plica. "Yhdistämme heidät paikallisten kumppaneiden kanssa, joilla on asiantuntemusta toimittaakseen tarvitsemansa materiaalit ja laatu."

Liiketoimintamallista riippumatta kaikille näille yrityksille yhteistä on älykkään valmistusteknologian soveltaminen pitkälle automatisoidun valmistusprosessin mahdollistamiseksi konseptista toteutukseen. Tämä sisältää pilvilaskentaa, tekoälyä, IoT:tä, koneoppimista, big dataa, digitaalista simulointia ja tietysti 3D-tulostusta (kutsutaan myös additiiviseksi valmistukseksi).

Lisäainevalmistuksen evankelistit 

Vaikka Fathomilla, jonka kotipaikka on Heartland, Wis., on 90 teollisuusluokan 3D-tulostinta muovi- ja metalliosille ja lähes 450,000 12 neliöjalkaa tuotantokapasiteettia XNUMX yhdysvaltalaisessa tehtaassa, sen tehokkain tarjonta saattaa olla sen henkilökunta.

"Yritykset tulevat meille ymmärtämään, miten lisäainevalmistusta käytetään", Martin sanoo. ”Joissakin tapauksissa otimme yritykset käyttöön additiivinen valmistus, joka on meille valtava kasvualue. Yksi autoalan asiakkaistamme otti meihin yhteyttä viime viikolla ja pyysi teknistä asiantuntemustamme selvittääkseen, kuinka he voivat kehittää sille lisää sovelluksia prototyyppien valmistamisen lisäksi. 

On-demand-digitaalivalmistajien viesti on, että asiakkaiden ei tarvitse tietää paljoakaan 3D-tulostuksesta hyötyäkseen sen tarjoamasta joustavuudesta, nopeudesta ja kustannussäästöistä. Heidän ei myöskään tarvitse investoida 3D-tulostimiin, joissa on kuusinumeroinen hintalappu, tai palkata kokeneita insinöörejä saadakseen osia, prototyyppejä ja työkaluja, jotka ovat kevyempiä, vahvempia ja halvempia kuin perinteisillä valmistusmenetelmillä valmistetut.

Suuret yritykset voivat valita on-demand-3D-tulostuksen, koska se tarjoaa laajemman valikoiman materiaaleja ja tekniikoita kuin olisi käytännöllistä saada paikan päällä. Fathom lukeutuu asiakkaisiinsa, Tesla, 3M, Google ja Amazon. Shapeways sanoo työskentelevänsä Targetin ja proteesivalmistajan Fillauerin kanssa, ja Xometryllä on asiakkaidensa joukossa Boschin, NASA:n ja BMW:n insinöörejä.

Fast Radius tarjoaa Additive Launch -palvelun, jonka avulla asiakkaat voivat hyödyntää uusimpia 3D-tulostustekniikoita ja suunnittelutyökaluja tuotekehityksen nopeuttamiseksi.

"Olemme työskennelleet Rawlingsin, Steelcasen ja Aptivin kaltaisten yritysten kanssa tuodaksemme markkinoille uusia tuotteita, jotka ovat mahdollisia vain lisäainevalmistuksen avulla", Rassey sanoo. Rawlingsin mukaan uudessa REV1X Rawlings baseball-käsineessä on sisäinen 3D-painettu pehmuste peukalossa ja pinkyssä, mikä vähentää merkittävästi käsineen painoa tinkimättä suojasta tai kestävyydestä.

Volvo kääntyi äskettäin Materializen puoleen tehostaakseen kevyempien valmistustyökalujen ja -kalusteiden tuotantoa tehtailleen. Bell Helicopter Textronissa insinöörit kääntyivät 3D-tulostimia valmistavan Stratasysin tilausvalmistussiiven, nimeltään Stratasys Directin, puoleen saadakseen 3D-tulostuslentosertifioituja komponentteja, jotka vähentävät painoa 13 % ja valmistusaikaa 75 %, yritys kertoo.

3D-tulostuksen asiantuntemuksen lisäksi näiden on-demand-valmistajien myötätuulen kasvua ovat lisänvien valmistusohjelmistojen ja itse 3D-tulostimien edistyminen. Nämä ja muut nykypäivän älykkäät valmistustekniikat ovat kypsempiä, luotettavampia ja edullisempia, Rassey sanoo. Tämän ansiosta yritykset, kuten Fast Radius ja muut, voivat luoda kannattavia liiketoimintamalleja näiden työkalujen ympärille. 

"Teollisuus 4.0:n käynnistyessä olemme merkittävän kasvumahdollisuuden kynnyksellä", Martin sanoo. "Tuotteiden elinkaari on niin paljon lyhyempi kuin viisi vuotta sitten, ja yritykset tarvitsevat vaativansa edistyneen valmistuskumppanin, joka voi toimia nopeasti ja täyttää kaikki vaatimukset laadusta tinkimättä."

Jos palveluntarjoajien kasvava määrä on todisteena, yhä useammat yritykset näyttävät heräävän käsitykseen ketteristä digitaalisista valmistusalustoista ja eduista, joita syntyy, kun tuotanto siirtyy perinteisestä digitaaliseen valmistukseen luotettavan on-demand-palveluntarjoajan kautta.