Imprimarea 3D conduce la creșterea producției la cerere

În ciuda pandemiei, a inflației, a penuriei de forță de muncă și de cipuri – și a tuturor celorlalte care împiedică lanțurile globale de aprovizionare – optimismul cu privire la o soluție de producție este atât de puternic încât a propulsat public trei companii în 2021: Fathom, Shapeways și Xometry. Un al patrulea, Fast Radius, urmează să debuteze pe Wall Street în februarie. 

Această nouă generație de companie de producție digitală la cerere este foarte investită în software și tehnologii de producție bazate pe digital, cum ar fi imprimarea industrială 3D. Ele nu numai că promit o producție locală mai rapidă și mai eficientă a pieselor, ci și soluții digitale care permit inovații de produse cu economie de costuri și un timp accelerat de lansare pe piață pentru aproape orice tip de produs.

„Există o conștientizare tot mai mare cu privire la modul în care infrastructura pentru proiectarea, realizarea și mutarea lucrurilor de astăzi nu satisface nevoile din acest moment – ​​este rigidă, risipitoare, învechită și, de asemenea, nu este sustenabilă”, spune Lou Rassey, co-fondator și CEO al Fast Radius cu sediul în Chicago.

Cea mai nouă microfabrică a companiei de pe Goose Island din Chicago oferă imprimante 3D industriale de la Carbon și HP alături de mașini CNC integrate digital, ca parte a Platformei de producție în cloud a Fast Radius. Microfabrica va produce piese componente pentru companii din diverse industrii, inclusiv vehicule electrice, dispozitive medicale și de îngrijire a sănătății și bunuri de larg consum. Forumul Economic Mondial a numit Fast Radius una dintre cele mai bune nouă fabrici din lume care implementează „tehnologiile celei de-a patra revoluții industriale” sau Industria 4.0.

Producție integrată digital

Companiile din acest sector sunt adesea grupate sub umbrela producției digitale la cerere, când, de fapt, oferă o serie de abordări ale imprimării 3D, Industria 4.0 și modernizarea lanțului de aprovizionare de producție.

La un capăt al spectrului, companii precum Shapeways și Sculpteo (deținute de gigantul chimic BASF) oferă o platformă online ușoară de încărcare și imprimare. Acest model de imprimare 3D la cerere se concentrează pe ușurința în utilizare; oricine poate încărca fișiere digitale de piese, face clic pentru a alege materiale și poate primi piese și prototipuri în ore sau zile. Această experiență modernă, asemănătoare consumatorului, își propune să aducă producția în masă, facilitând printurile 3D de orice, de la prototipuri de produse la modele arhitecturale.

Alte companii, cum ar fi Materialise, care a devenit publică în 2014, au o bază largă de clienți pentru soluțiile lor software care ajută companiile să-și imprime propriile fișiere digitale în 3D și să își administreze propria flotă de imprimante 3D. Software-ul este folosit și de alte servicii de imprimare 3D la cerere pentru a urmări și tipări comenzile clienților. Fabricația la cerere a Materialise la una dintre cele mai mari unități de imprimare 3D din Europa include șase tehnologii de imprimare 3D.

Fathom a început ca un producător de contract cu volum mic până la mediu, care a îmbrățișat noi metode, inclusiv imprimarea 3D, de la început. Ele oferă în continuare producție tradițională, dar este integrată într-un proces de producție digitală end-to-end.

„Marele diferențieri pentru noi și platforma noastră este că avem zeci de ani de experiență și relații profund înrădăcinate cu clienții”, spune Ryan Martin, CEO al Fathom. „Ne concentrăm pe a oferi clienților întreprinderi mari o soluție unică la provocările lor de producție.”

Fast Radius este o căsătorie de servicii bazate pe software, expertiză în inginerie și etaje din fabrică de hardware de ultimă generație. Ei sunt unul dintre singurii producători la cerere care dețin și operează toate propriile unități de producție, ceea ce le permite să-și integreze soluțiile software și să automatizeze producția.

Software-ul companiei poate sugera îmbunătățiri ale unui fișier digital, poate ghida clienții prin opțiunile lor de materiale și tehnologie și poate oferi transparență în procesul de producție. Dar producția la cerere este doar o soluție Fast Radius, spune Rassey. „Oferim microfabrici personalizate construite special pentru nevoile unice ale clienților, aproape de locul în care clientul are nevoie de piese, astfel încât să poată construi lanțuri de aprovizionare flexibile.” Clienți precum Satair (o subsidiară a Airbus) folosesc Fast Radius Virtual Warehouse pentru a-și stoca piesele în mod digital, gata de fabricare la un moment dat, eliberând spațiu fizic în depozit și eliminând stocul excesiv. 

Numărul tot mai mare de producători digitali la cerere a făcut ca selectarea unuia să fie o provocare pentru multe companii. Xometry și un alt start-up, Craftcloud, oferă portaluri online care sunt piețe ale acestor producători. Clienții își încarcă fișierul digital și partenerii de producție din întreaga lume licitează pentru proiect. 

„Adesea, clienții caută cea mai rapidă soluție sau cea mai economică soluție pentru proiectul lor de imprimare 3D”, spune Mathias Plica, CEO Craftcloud. „Le asociem la nivel local cu parteneri care au experiența necesară pentru a livra materialele și calitatea de care au nevoie.”

Indiferent de modelul de afaceri, toate aceste companii au în comun aplicarea tehnologiei inteligente de fabricație pentru a permite un proces de producție extrem de automatizat, de la concept până la împlinire. Aceasta implică cloud computing, AI, IoT, machine learning, big data, simulare digitală și, desigur, imprimare 3D (numită și fabricație aditivă).

Evanghelişti ai producţiei aditive 

Deși Fathom, cu sediul în Heartland, Wisconsin, are 90 de imprimante 3D de calitate industrială pentru piese din plastic și metal și aproape 450,000 de metri pătrați de capacitate de producție în 12 unități din SUA, cea mai puternică ofertă a sa poate fi personalul său.

„Companiile vin la noi pentru a înțelege cum să folosească fabricarea aditivă”, spune Martin. „În unele cazuri am introdus companiile în fabricarea aditivă, care este o zonă de creștere uriașă pentru noi. Unul dintre clienții noștri auto ne-a contactat săptămâna trecută pentru expertiza noastră în inginerie, pentru a afla cum pot dezvolta mai multe aplicații pentru aceasta, dincolo de prototipuri.” 

Mesajul de la producătorii digitali la cerere este că clienții nu trebuie să știe prea multe despre imprimarea 3D pentru a beneficia de flexibilitatea, viteza și economiile pe care le poate oferi. Nici nu trebuie să investească în imprimante 3D cu etichete de preț de șase cifre sau să angajeze ingineri experimentați pentru a obține piese, prototipuri și unelte care sunt mai ușoare, mai puternice și mai ieftine decât cele realizate prin metode tradiționale de fabricație.

Întreprinderile mari pot opta pentru imprimarea 3D la cerere, deoarece oferă o gamă mai largă de materiale și tehnologii decât ar fi practic să aibă la o unitate la fața locului. Fathom se numără printre clienții săi, Tesla, 3M, Google și Amazon. Shapeways spune că lucrează cu Target și producătorul de proteze Fillauer, iar Xometry are printre clienții săi ingineri de la Bosch, NASA și BMW.

Fast Radius oferă un serviciu pe care îl numește Additive Launch pentru a ajuta clienții să folosească cele mai recente tehnologii de imprimare 3D și instrumente de proiectare pentru a accelera dezvoltarea produsului.

„Am lucrat cu companii precum Rawlings, Steelcase și Aptiv pentru a aduce pe piață produse noi care sunt posibile numai prin fabricarea aditivă”, spune Rassey. Potrivit lui Rawlings, noua mănușă de baseball REV1X Rawlings are căptușeală internă imprimată 3D la degetul mare și la nivelul micului, care reduce semnificativ greutatea mănușii fără a sacrifica protecția sau durabilitatea.

Volvo a apelat recent la Materialise pentru a eficientiza producția de instrumente de producție mai ușoare și accesorii pentru fabricile sale. La Bell Helicopter Textron, inginerii s-au orientat către aripa de producție la cerere a producătorului de imprimante 3D Stratasys, numită Stratasys Direct, pentru a imprima 3D componente certificate de zbor care reduc greutatea cu 13% și timpul de producție cu 75%, spune compania.

Dincolo de expertiza în imprimarea 3D, un alt vânt din coadă care conduce la creșterea acestor producători la cerere este progresele în software-ul de fabricație aditivă și în imprimantele 3D în sine. Acestea, precum și alte tehnologii de producție inteligente de astăzi, sunt mai mature, mai fiabile și mai accesibile, spune Rassey. Acest lucru face posibil ca companii precum Fast Radius și altele să stabilească modele de afaceri profitabile în jurul acestor instrumente. 

„Odată cu lansarea Industriei 4.0, ne aflăm în pragul unei oportunități semnificative de creștere”, spune Martin. „Cicurile de viață ale produselor sunt mult mai scurte decât erau chiar acum cinci ani, iar companiile au nevoie de un partener de producție avansat la cerere, care să se poată mișca rapid și să își satisfacă toate cerințele fără a sacrifica calitatea.”

Dacă numărul tot mai mare de furnizori de servicii este o dovadă, mai multe companii par să se trezească la ideea platformelor de producție digitală agile și a beneficiilor tranziției producției lor de la producția tradițională la cea digitală printr-un furnizor de servicii la cerere de încredere.