Может ли аддитивное производство решить проблемы цепочки поставок?

За последние несколько лет компании по всему миру столкнулись с проблемами в цепочках поставок, что свидетельствует о том, что глобальная пандемия имеет последствия для больших и малых предприятий. Помимо всплеска потребительского спроса, возникла нехватка транспортных контейнеров и докеров, снижение пропускной способности авиаперевозок и нехватка водителей грузовиков, что привело к перегруженности портов. Корабли простояли у берега в течение нескольких дней или даже недель, и проблема не исчезла. В конце 2021 г. и начале 2022 г. контейнеровозы находились в американских портах в среднем по семь дней.

Эти сбои в цепочке поставок также вызвали задержки производства. Во всех отраслях в октябре 2021 года были рекордно длинные сроки поставки сырья, и ситуация не сильно улучшилась. Например, производители микросхем должны ждать 18 месяцев для критически важного оборудования, такого как электронные модули, линзы, клапаны и насосы.

Аддитивное производство может предложить столь необходимое решение проблем цепочки поставок. Он может обеспечить несколько преимуществ, когда речь идет о мелкосерийном производстве, контроле качества и стоимости материалов, что делает его жизнеспособной альтернативой традиционной цепочке поставок и более предсказуемым активом в неспокойные времена.

Почему аддитивное производство?

Аддитивное производство, широко известное как 3D-печать, включает изготовление или печать детали непосредственно слой за слоем, в отличие от субтрактивных методов, таких как механическая обработка. Это точный, высокоцифровой процесс, который требует гораздо меньшего количества инструментов и настроек, устраняя необходимость в литейных формах, формах и специализированных режущих инструментах.

По сравнению с традиционными методами производства технология аддитивного производства имеет ряд преимуществ, в том числе:

Более короткие сроки

Аддитивное производство позволяет ускорить создание прототипов и мелкосерийное производство, помогая компаниям ускорить итерацию проектирования и процессы проверки продукта, чтобы быстрее вывести свою продукцию на рынок. Например, в ответ на COVID-19 мы разработали лицевой щиток, который сначала производился с использованием аддитивного производства, но — в ответ на возросший спрос — позже был переведен на литье под давлением, чтобы масштабировать производство.

Кроме того, поскольку нет необходимости в инструментах, вы можете печатать детали для конечного использования в течение нескольких часов или дней вместо того, чтобы тратить недели или месяцы на настройку, связанную с проектированием и изготовлением инструментов, таких как пресс-формы, как при литье под давлением. По сути, вы можете начать производственный цикл, как только будет завершен окончательный дизайн и доступен принтер.

Повышенная гибкость и динамичность

3D-принтеры позволяют компаниям печатать детали по запросу, предлагая невероятную гибкость и маневренность. С помощью технологии 3D-печати компании могут не только быстро и дешево создавать индивидуальные продукты, но и легко производить большее или меньшее количество продукта по мере изменения спроса.

При наращивании производства с помощью литья под давлением изменение конструкции после выпуска может означать ожидание создания нового инструмента в течение недель или месяцев. С устранением инструментов 3D-печать позволяет компаниям быстро переключать передачи. Например, на ранних стадиях пандемии HP напечатала более 2,3 млн медицинских компонентов, включая тампоны из носа, средства индивидуальной защиты и детали для вентиляторов, когда спрос на них динамично рос. Если бы они использовали литье под давлением, им пришлось бы разработать и изготовить пресс-форму, что могло занять месяцы.

Децентрализованное производство

Использование технологии 3D-печати также позволит компаниям децентрализовать производство. Вместо того, чтобы производить товары в одном месте и отправлять их по всему миру, компании могут производить товары рядом или в месте их использования. Распределенное производство может значительно сократить цепочку поставок, устранить многие потенциальные узкие места и ускорить вывод продукта на рынок, поэтому неудивительно, что 52 % компаний рассматривали возможность локализации производства в 2021 году.

Производя продукцию ближе к месту ее конечного назначения, компании могут обойти многие традиционные проблемы, связанные с импортируемой продукцией, от задержек, вызванных засорением портов, блокировок из-за COVID-19 до быстрого роста цен и тарифов из-за торговых войн. Переход на аддитивные технологии и децентрализованную систему производства также может помочь компаниям быстрее доставлять товары потребителям, избегать расходов на дальние перевозки и сокращать выбросы парниковых газов, связанные с транспортировкой.

Снижение складских расходов

3D-принтеры позволяют компаниям производить товары по запросу, а это означает, что вы можете производить точное количество необходимых вам деталей, а затем отправлять их напрямую своим клиентам, более точно сопоставляя спрос и предложение. Вместо того, чтобы покупать или арендовать склад, вы можете полагаться на цифровые запасы и производить детали всякий раз, когда клиент отправляет заказ.

Поскольку свободные склады составляют всего 3,6 %, а спрос, скорее всего, будет только расти по мере того, как все больше компаний переводят производство на новый уровень и диверсифицируют свои цепочки поставок, печать по требованию и переход на цифровой склад, а не на хранение физических запасов, могут помочь сэкономить значительную сумму капитала.

Может ли включение аддитивного производства в производственные циклы избежать сбоев в будущем?

Хотя большинство компаний считают, что пришло время принять меры, чтобы избежать сбоев в цепочке поставок в будущем, может быть трудно определить, какие меры следует предпринять. Те, кто изменил тактику, полагаются на краткосрочные меры. На самом деле, менее половины из 3000 руководителей, опрошенных AlixPartners, предприняли меры для устранения сбоев в цепочке поставок в долгосрочной перспективе.

Встраивание аддитивного производства в производственный цикл может помочь компаниям смягчить или избежать сбоев в цепочке поставок в будущем. В конце концов, аддитивное производство поддерживает децентрализованное производство и позволяет упростить цепочку поставок и повысить гибкость и оперативность. Компании могут производить продукцию ближе к месту назначения, потенциально избегая узких мест в цепочке поставок, таких как перегруженность портов. Добавка позволяет компаниям производить точно необходимое количество, сокращая избыточные поставки на склады перед отправкой клиентам.

Каковы риски замены традиционной цепочки поставок цепочкой поставок аддитивного производства?

Учитывая множество преимуществ аддитивного производства, неудивительно, что мировой рынок продуктов и услуг для 3D-печати в 2020 году составил около 12,6 млрд долларов и будет продолжать расти в ближайшие годы по мере того, как все больше компаний перестраивают более короткие или более гибкие цепочки поставок аддитивов. Тем не менее, люди, которые посвятили свою карьеру проектированию или работе с литьем под давлением или обработкой с ЧПУ, могут столкнуться с трудностями при переходе на эти новые революционные процессы.

Общие проблемы, с которыми люди сталкиваются при 3D-печати, включают деформацию, трещины, плохую адгезию между слоями и отказы деталей. К счастью, технологические достижения в мире производственного оборудования и материалов сделали эти проблемы меньше и реже, а инженеры работают на протяжении всего жизненного цикла от проектирования до производства. Например, при моделировании наплавленным методом (FDM) возможно смещение слоев, натяжение, недостаточное и чрезмерное выдавливание, но опытные инженеры и технологи постоянно разрабатывают решения для улучшения качества деталей. Аналогичные технологические усовершенствования в других аддитивных технологиях (SLA, SLS и т. д.) были сделаны, чтобы расширить возможности применения. Однако для этих достижений требуется партнер по 3D-печати, обладающий знаниями и опытом для разработки и применения этих новых процессов.

Если вы работаете с Fast Radius, наши опытные инженеры смогут просмотреть и уточнить вашу конструкцию, помогая вам производить детали быстро и с минимальными затратами, не жертвуя при этом качеством. Наши внутренние фабрики и распределенные производственные возможности помогут вам избежать задержек и головной боли, связанных с зарубежной логистикой, а наш набор цифровых инструментов может автоматически обнаруживать проблемы с дизайном до того, как ваша деталь или продукт поступит в производство. Вы также можете изучить различные материалы и методы производства, прежде чем предлагать цену. Чтобы узнать больше о том, как аддитивные возможности Fast Radius могут помочь решить проблемы с вашей цепочкой поставок, ускорить производство и обеспечить максимальную эффективность затрат на единицу продукции, создайте учетную запись или свяжитесь с нами сегодня.