3D-друк стимулює зростання виробництва за вимогою

Незважаючи на пандемію, інфляцію, нестачу робочої сили та мікросхем – і все інше, що заважає глобальним ланцюгам поставок – оптимізм щодо одного виробничого рішення настільки сильний, що у 2021 році підштовхнув три компанії: Fathom, Shapeways і Xometry. Четвертий, Fast Radius, має дебютувати на Уолл-стріт у лютому. 

Ця нова група цифрових виробничих компаній на вимогу активно інвестує в програмне забезпечення та цифрові технології виробництва, такі як промисловий 3D-друк. Вони не тільки обіцяють швидше та ефективніше виробництво деталей на місцевому рівні, але й цифрові рішення, які дозволяють заощаджувати інноваційні продукти та прискорити вихід на ринок майже будь-якого типу продукції.

«Зростає усвідомлення того, як інфраструктура для проектування, виготовлення та переміщення речей сьогодні не відповідає потребам цього часу – вона жорстка, марнотратна, застаріла, а також не є стійкою», – каже Лу Рассі, співзасновник і Генеральний директор Fast Radius зі штаб-квартирою в Чикаго.

Найновіша мікрофабрика компанії на острові Гус у Чикаго містить промислові 3D-принтери від Carbon і HP разом із цифрово інтегрованими верстатами з ЧПУ, як частиною платформи хмарного виробництва Fast Radius. Мікрофабрика вироблятиме комплектуючі для компаній різних галузей, включаючи електромобілі, медичні та медичні прилади, а також товари народного споживання. Всесвітній економічний форум назвав Fast Radius однією з дев’яти найкращих фабрик світу, що впроваджують «технології четвертої промислової революції» або Industry 4.0.

Цифрове інтегроване виробництво

Компанії в цьому секторі часто об’єднуються під егідою цифрового виробництва на вимогу, хоча насправді вони пропонують цілий ряд підходів до 3D-друку, індустрії 4.0 та модернізації виробничого ланцюга поставок.

На одному кінці спектру такі компанії, як Shapeways і Sculpteo (що належать хімічному гіганту BASF), пропонують онлайн-платформу для легкого завантаження та друку. Ця модель 3D-друку на вимогу зосереджена на простоті використання; будь-хто може завантажити цифрові файли деталей, натиснути, щоб вибрати матеріали, а також отримати деталі та прототипи за години чи дні. Цей сучасний досвід, схожий на споживача, має на меті привернути виробництво до мас, полегшуючи 3D-друк усього, від прототипів продуктів до архітектурних моделей.

Інші компанії, такі як Materialise, яка стала публічною в 2014 році, мають широку базу клієнтів для своїх програмних рішень, які допомагають компаніям друкувати власні цифрові файли в 3D і запускати власний парк 3D-принтерів. Програмне забезпечення також використовується іншими службами 3D-друку на вимогу для відстеження та друку замовлень клієнтів. Виробництво Materialise на вимогу на одному з найбільших європейських підприємств 3D-друку включає шість технологій 3D-друку.

Fathom розпочав свою діяльність як контрактний виробник малих і середніх обсягів, який з самого початку впроваджував нові методи, зокрема 3D-друк. Вони все ще пропонують традиційне виробництво, але воно інтегровано в наскрізний цифровий виробничий процес.

«Велика відмінність для нас і нашої платформи полягає в тому, що ми маємо десятиліття досвіду та глибокі стосунки з клієнтами», – говорить Райан Мартін, генеральний директор Fathom. «Ми зосереджуємось на тому, щоб надати великим корпоративним клієнтам унікальне рішення для їхніх виробничих проблем».

Fast Radius — це поєднання програмно-керованих послуг, інженерного досвіду та заводів із найсучаснішим обладнанням. Вони є одними з єдиних виробників на вимогу, які володіють і експлуатують усі власні виробничі потужності, що дозволяє їм інтегрувати свої програмні рішення та автоматизувати виробництво.

Програмне забезпечення компанії може запропонувати вдосконалення цифрового файлу, орієнтувати клієнтів через їхні варіанти матеріалів і технологій, а також забезпечити прозорість процесу виробництва. Але виробництво на вимогу — це лише одне з рішень Fast Radius, каже Рассі. «Ми пропонуємо індивідуальні мікрофабрики, створені спеціально для унікальних потреб клієнтів, поблизу тих місць, де клієнту потрібні запчастини, щоб вони могли будувати гнучкі ланцюги поставок». Такі клієнти, як Satair (дочірня компанія Airbus), використовують віртуальний склад Fast Radius, щоб зберігати свої запчастини в цифровому вигляді, готові до виготовлення в будь-який момент, звільняючи фізичний складський простір та усуваючи надлишок. 

Зростаюча кількість цифрових виробників на вимогу робить вибір одного з них складним завданням для багатьох компаній. Xometry та інший стартап, Craftcloud, пропонують онлайн-портали, які є ринками цих виробників. Замовники завантажують свої цифрові файли, а виробничі партнери по всьому світу беруть участь у проекті. 

«Часто клієнти шукають найшвидше рішення або найекономічніше рішення для свого проекту 3D-друку», — каже Матіас Пліка, генеральний директор Craftcloud. «Ми поєднуємо їх із місцевими партнерами, які мають досвід, щоб забезпечити необхідні матеріали та якість».

Незалежно від бізнес-моделі, спільним для всіх цих компаній є застосування розумної технології виробництва, щоб забезпечити високоавтоматизований виробничий процес від концепції до реалізації. Це включає хмарні обчислення, AI, IoT, машинне навчання, великі дані, цифрове моделювання і, звичайно, 3D-друк (також званий адитивним виробництвом).

Євангелісти адитивного виробництва 

Хоча Fathom, що базується в Хартленді, штат Вісконсін, має 90 промислових 3D-принтерів для пластикових і металевих деталей і майже 450,000 12 квадратних футів виробничих потужностей на XNUMX підприємствах у США, його найпотужнішою пропозицією може бути її персонал.

«Компанії приходять до нас, щоб зрозуміти, як використовувати адитивне виробництво», — каже Мартін. «У деяких випадках ми знайомили компанії з адитивним виробництвом, що для нас є величезною сферою зростання. Минулого тижня до нас звернувся один з наших автомобільних клієнтів, щоб отримати наш інженерний досвід, щоб зрозуміти, як вони можуть розробити більше додатків для цього, крім створення прототипів». 

Повідомлення від цифрових виробників на вимогу полягає в тому, що клієнтам не потрібно знати багато про 3D-друк, щоб скористатися гнучкістю, швидкістю та економією коштів, які він може запропонувати. Їм також не потрібно інвестувати в 3D-принтери з шестизначною ціною або наймати досвідчених інженерів, щоб отримати деталі, прототипи та інструменти, які легші, міцніші та дешевші, ніж ті, що виготовляються традиційними методами виробництва.

Великі підприємства можуть вибрати 3D-друк на вимогу, оскільки він пропонує більш широкий спектр матеріалів і технологій, ніж було б практично на місці. Серед своїх клієнтів Fathom є Tesla, 3M, Google і Amazon. Shapeways заявляє, що працює з виробником Target і протезів Fillauer, а Xometry може похвалитися інженерами Bosch, NASA і BMW серед своїх клієнтів.

Fast Radius пропонує послугу, яку вона називає Additive Launch, щоб допомогти клієнтам скористатися найновішими технологіями 3D-друку та інструментами для прискорення розробки продукту.

«Ми працювали з такими компаніями, як Rawlings, Steelcase та Aptiv, щоб вивести на ринок нові продукти, які можливі лише за допомогою адитивного виробництва», — каже Рассі. За словами Ролінгса, нова бейсбольна рукавичка REV1X Rawlings має внутрішню 3D-друковану прокладку на великому пальці та мізинець, що значно зменшує вагу рукавиці без шкоди для захисту або довговічності.

Volvo нещодавно звернулася до Materialize, щоб упорядкувати виробництво легших виробничих інструментів і пристосувань для своїх заводів. У компанії Bell Helicopter Textron інженери звернулися до виробничого крила виробника 3D-принтерів Stratasys під назвою Stratasys Direct для 3D-друку сертифікованих польотів компонентів, які зменшили вагу на 13% і час виробництва на 75%, повідомляє компанія.

Крім досвіду в області 3D-друку, ще одним попутним зростанням для цих виробників на вимогу є досягнення в області програмного забезпечення для аддитивного виробництва та самих 3D-принтерів. Ці та інші розумні технології виробництва сьогодні є більш зрілими, надійними та доступними, каже Рассі. Це дає змогу таким компаніям, як Fast Radius та іншим, створювати прибуткові бізнес-моделі на основі цих інструментів. 

«З розвитком Індустрії 4.0 ми знаходимося на порозі можливостей значного зростання», – каже Мартін. «Життєвий цикл продукції набагато коротший, ніж навіть п’ять років тому, і компаніям потрібен передовий виробничий партнер на вимогу, який може швидко рухатися та виконувати всі їхні вимоги без шкоди для якості».

Якщо зростаюча кількість постачальників послуг є будь-яким доказом, все більше компаній, схоже, прокидаються до ідеї гнучких цифрових виробничих платформ і переваг переходу їх виробництва від традиційного виробництва до цифрового через надійного постачальника послуг на вимогу.