5 советов, которые помогут вашей компании добиться успеха в аддитивном производстве

Вы внедрили аддитивное производство в производство или планируете это сделать в ближайшее время? Мы делимся 5 советами, которые помогут вам добиться успеха.

Аддитивное производство стало ключевым методом производства. Согласно недавнему опросу Jabil, более 55% компаний используют технологии 3D-печати для производства как минимум 25% своих функциональных или конечных деталей.

Но как извлечь максимальную пользу из технологий и обеспечить масштабирование аддитивного производства?

Прежде чем мы углубимся в то, что компании, внедряющие AM, должны учитывать на своем пути к аддитивному производству, давайте сначала исследуем, что делает AM привлекательными для производства в первую очередь.

Зачем нужна промышленная 3D-печать?

Рост технологий 3D-печати в различных отраслях показывает, что компании, как малые, так и крупные, могут извлечь выгоду из 3D-печати по-разному.

Производство по запросу

Для компаний, стремящихся к более гибкому производству, аддитивное производство представляет собой экономичное решение для производства по запросу. Эту технологию можно использовать для изготовления инструментов и запасных частей по мере необходимости, что снижает потребность в поддержании избыточных запасов.

Читайте также: Почему компаниям следует использовать распределенное аддитивное производство?

Инновационный дизайн

Кроме того, для компаний, изучающих новые подходы к дизайну, 3D-печать расширяет возможности дизайна. Сложные геометрические формы, такие как решетчатые структуры, можно напечатать на 3D-принтере для создания компонентов, которые невозможно изготовить с помощью других технологий.

Массовая настройка

Кроме того, 3D-печать делает возможной массовую настройку. При традиционном производстве, где массовое производство является стандартом, затраты на производство продукции по индивидуальному заказу небольшими партиями непомерно высоки. 3D-печать позволяет производителям обходить высокие затраты на инструменты, тем самым производя индивидуальные детали быстрее и с меньшими затратами.

Читайте также: 3D-печать и массовая настройка:где мы сегодня?

Многие компании по-прежнему колеблются

Несмотря на преимущества, многие компании не решаются переходить на аддитивное производство. Это особенно характерно для малых и средних компаний, где ресурсы могут быть ограничены, а перспективы инвестиций устрашающи.

К счастью, начало пути к аддитивному производству не обязательно означает большие инвестиции в технологию или немедленное переосмысление ваших текущих бизнес-моделей. Успешный путь AM начинается с изучения возможностей AM и постепенного перехода к интеграции технологии в существующие процессы.

Ниже мы делимся 5 действенными советами, которые помогут вам добиться успеха и обеспечить масштабирование ваших операций AM.

5 способов добиться успеха в аддитивном производстве

# 1 Развивайте опыт AM по нескольким направлениям

Учитывая все проблемы, с которыми компании сталкиваются при внедрении AM, полезно подумать о внедрении AM по нескольким направлениям.

По словам Стивена Тейлора из 3DGBIRE, поставщика услуг и обучения AM, компаниям требуется набор навыков для успешного использования промышленной 3D-печати, в том числе:

• Знание технологий AM
• Навыки автоматизированного проектирования (САПР)
• Дизайн для аддитивного производства (DfAM)
• Материаловедение
• Постобработка
• Обратный инжиниринг
• Мягкие навыки

Сосредоточения внимания только на одной области, например, на машинах, скорее всего, недостаточно, чтобы добраться туда, где вам нужно, с AM.

Точно так же Джон Барнс из The Global Barnes Advisors, инженерного консалтингового агентства AM, подчеркивает важность рассмотрения внедрения AM через несколько точек зрения:«В TBGA мы используем подход с четырьмя линзами для разработки плана внедрения AM, который включает в себя машины и материалы. , Цифровые и Люди. При таком комплексном подходе мы можем гарантировать, что ничего не упущено, например, цифровой рабочий процесс и необходимость повышать квалификацию и обучать людей ».

Однако, прежде чем приступить к обучению и цифровому рабочему процессу, компании должны быть уверены в том, что именно они хотят производить с помощью AM, что подводит нас к следующему пункту:пониманию того, где имеет смысл переход на аддитивное производство.

# 2 Определите приложения, которые могут извлечь выгоду из AM

У вас есть старые детали, которые можно было бы модернизировать? Или вы в настоящее время запасаетесь запчастями с низким спросом, которые можно было бы производить по запросу? Это всего лишь две причины, по которым следует рассматривать AM вместо традиционных методов производства.

BRC Automotive сделала именно это. Работая вместе со специалистом по AM, 3T RPD, автомобильная дизайнерская компания использовала аддитивное производство для производства индивидуального впускного коллектора для своего двигателя VW VR6 12v.

Эти и другие мелкие сложные детали обычно отливаются под давлением или отливаются, что приводит к высоким затратам. Кроме того, дизайнеры смогли добавить конструктивные особенности, невозможные при использовании других методов производства.

Как демонстрирует это тематическое исследование, изучение вашего портфеля продуктов является ключевым шагом при определении потенциальных приложений вашей компании для этой технологии.

Другие способы использования AM включают изготовление деталей, которые обычно производятся в небольших объемах, или компонентов, требующих высокого уровня настройки, что экономически невыгодно при традиционном производстве.

Конечно, не все детали выиграют от аддитивного производства - поэтому определение потенциальных областей применения является ключевым моментом. Если ваш дизайн чрезмерно дорог или слишком сложен для производства, AM может быть правильным выбором. Напротив, там, где требуются большие объемы, лучше всего рассмотреть возможность литья под давлением.

Но как лучше всего совместить процесс определения продуктов, которые будут полезны для AM, с процессом развития других важных навыков AM?

Вот тут-то и проявляется центр передового опыта.

Читайте также:Промышленное применение 3D-печати:полное руководство

№3 Создайте собственный центр передового опыта

Создание центра передового опыта (CoE) - отличный способ управлять внедрением и интеграцией аддитивного производства в вашей компании.

CoE можно определить как команду или объект, созданный для поддержки бизнес-целей и повышения квалификации вашей компании в определенной области - в данном случае - дополнительной. Ваш CoE будет ключом к поиску лучших примеров использования и практик - и их распространения по всей вашей организации.

Создание такой команды потребует участия ключевых заинтересованных сторон, включая производственный персонал и инженеров. Конечно, здесь есть свои проблемы, не в последнюю очередь потому, что AM значительно отличается от традиционных технологий производства. Это означает переосмысление традиционных подходов к проектированию, производству и управлению цепочками поставок.

Это означает, что вашему CoE также следует сосредоточиться на формировании нового организационного мышления, которое поможет принять новые производственные и бизнес-модели, предлагаемые AM.

Swagelok - одна из компаний, которая осознала важность культурного сдвига в дополнение к изменениям процессов для успешной интеграции AM. Американская компания производит компоненты для газовых и жидкостных систем в больших объемах, обладая обширными возможностями в области субтрактивных методов производства.

Однако компания определила области, в которых аддитивное производство может быть использовано для преодоления ограничений этих традиционных методов, например, при производстве шаровых кранов с паровым обогревом. На конференции, проведенной SME, презентация Swagelok была сосредоточена на важности изменения корпоративной культуры и ее стремлении создать «многогранную стратегию аддитивного производства».

Развитие вашей рабочей силы станет еще одним направлением вашего центра передового опыта. Поскольку подавляющее большинство производителей называют недостаток знаний основным препятствием на пути внедрения AM, создание кадрового резерва внутри компании становится все более важным.

« Мы склонны забывать, что ключевым ресурсом в AM являются люди, а не оборудование. Часто обучение - это составляющая успеха в AM . »

Джон Барнс

И развитие центра передового опыта также не ограничивается крупными корпорациями. МСП могут в равной степени воспользоваться этим подходом, особенно при внедрении стратегии AM. Например, использование образовательных программ может стать отличной отправной точкой.

Например, Университет Пердью и The Barnes Global Advisors (TBGA) разработали две программы сертификации AM, призванные предоставить участникам фундаментальные знания навыков AM.

Несмотря на проблемы, создание CoE значительно увеличит шансы на успешное совершенствование ваших знаний и опыта в области AM при одновременном разработке передовых методов использования этой технологии.

№4. Сотрудничайте с университетами и исследовательскими институтами

Установление отношений сотрудничества с университетами и исследовательскими учреждениями - еще один способ способствовать внедрению AM в вашей организации.

В таком партнерстве есть взаимная выгода. С одной стороны, компании могут получить больший доступ к передовым исследованиям и научным талантам. С другой стороны, университеты имеют доступ к финансовой поддержке и партнерам в исследованиях.

Одним из примеров является Proto Precision Manufacturing Solutions, американская компания, специализирующаяся на производстве металлов. Увидев достижения в технологии 3D-печати металлом, компания решила раскрыть свой потенциал.

Однако для такой относительно небольшой компании, как Proto Precision, покупка металлической 3D-печати не была жизнеспособным вариантом.

По этой причине в 2018 году компания подписала соглашение о партнерстве с Центром передового опыта в области дизайна и производства (CDME) Государственного университета Огайо. Цель партнерства - помочь Proto Precision развить возможности 3D-печати на металле.

CDME предлагает широкий спектр технологий 3D-печати металлами в одной университетской лаборатории, от струйной обработки связующего до плавления в порошковой среде. Благодаря доступу к высококачественным 3D-принтерам и опыту CDME в области AM, Proto Precision смогла быстро интегрировать технологию 3D-печати металлом в свои операции, чтобы удовлетворить потребности своей растущей клиентской базы.

Это всего лишь один пример того, как объединенная мощь промышленности и академических кругов может ускорить инновации.

Кроме того, компании, желающие внедрить AM в производство, но не имеющие необходимых навыков, могут обратиться в университеты для повышения квалификации персонала.

В свете существующего дефицита навыков AM построение более тесных отношений с университетами, особенно с теми, которые проводят образовательные программы AM или учебные курсы, - это полезная модель, которая может дать отличные результаты.

# 5 Сосредоточьтесь на повторяемости и минимизации сложности процесса

Наконец, по мере того, как вы начинаете развивать производственные возможности AM внутри компании, еще одна важная вещь, которую следует учитывать, - это то, как добиться повторяемости.

В AM не так легко добиться воспроизводимого качества.

Большинство технологий AM требуют комплексной настройки сборки, чтобы гарантировать, что деталь завершит процесс печати и может пройти постобработку. Как известно большинству пользователей AM, это иногда легче сказать, чем сделать, поскольку нередко встречаются различия и несоответствия между деталями и станками.

Один из способов продвинуться вперед - собрать как можно больше данных, которые могут дать представление о процессе 3D-печати, и использовать эти данные для его оптимизации.

Создание системы управления с обратной связью считается наиболее эффективным способом повышения повторяемости AM.

Система управления с обратной связью включает три этапа:первый - это планирование сборки посредством моделирования; второй - это мониторинг машин и процессов; и, наконец, использование собранных данных для анализа процесса печати и настройки системы для предотвращения сбоев сборки и обеспечения воспроизводимости.

Создание такой системы потребует высокого уровня связи между машинами и способности координировать эти процессы.

Здесь вам нужно начать думать о цифровой стороне вещей. Установка цифровой системы, которая поддерживает эффективный сбор и обработку данных и способствует прозрачности и подотчетности, - это то, что необходимо для 3D-печати деталей с надежными и стабильными результатами.

Например, Bowman Additive Production специализируется на производстве подшипников с использованием AM. Поскольку специалист AM обрабатывает несколько проектов ежедневно, поддержание четкого обзора деталей и производственных требований на этапах запроса, производства и постобработки с такими инструментами, как Excel, было бы сложной задачей.

Использование специализированного программного обеспечения AM позволило компании собирать данные о заказах на 3D-печать, отслеживать детали в процессе производства и постобработки, а также координировать все этапы в цифровом виде. В результате Bowman AP централизовал данные и установил оптимизированный процесс, обеспечивающий повторяемость.

Итак, вывод здесь заключается в том, что вы должны начать думать о том, как вы будете управлять своим производством AM на раннем этапе. Без специализированных решений, разработанных для AM, таких как аддитивная MES и машинная интеграция, вы рискуете усложнить процесс. Это затруднит достижение высокого уровня повторяемости и повлияет на общую возможность масштабирования.

Думайте масштабно, начинайте с малого, быстро масштабируйтесь

Внедрение любой новой технологии может быть сложной задачей и сопряжено с определенным риском. Однако долгосрочные преимущества аддитивного производства намного перевешивают первоначальное время и необходимые инвестиции.

Как резюмировал Брайан Александер из Solvay, ведущего поставщика высококачественных материалов, готовых к работе с AM, «если вы реалистично относитесь к использованию AM в качестве жизнеспособного производственного процесса, вам необходимо объединить материал, принтер / процесс и дизайн, чтобы добиться успеха, в противном случае производительность, качество и стабильность ваших деталей будут намного ниже, чем при традиционном производстве ».

Так что найдите области, в которых AM увеличивает ценность. Изучите доступные технологии, отдавая приоритет тем, которые лучше всего подходят для ваших нужд. Воспользуйтесь возможностями обучения и образования, предоставляемыми исследовательскими институтами и консультационными компаниями.

Наконец, начните разрабатывать стратегию реализации, используя свой центр передового опыта в качестве координационного центра.

Эти шаги помогут вам постепенно продвигаться к наращиванию собственного опыта использования передового аддитивного производства.