6 способов снижения производственных затрат с помощью 3D-печати

Развитие 3D-печати показало, что технология становится все быстрее, процессы более автоматизированы, а объемы производства увеличиваются. В настоящее время 3D-печать достигла точки, в которой она предлагает компаниям значительную производственную ценность. Одним из аспектов этой ценности является возможность значительно снизить производственные затраты во всех сферах производства, от проектирования до разработки и производства продукции. Поскольку 3D-печать демонстрирует свою ценность на всех этапах производства, мы расскажем о шести способах, которыми эта технология может помочь компаниям снизить производственные затраты.

1. Разработка продукта

Разработка продукта или, точнее, быстрое прототипирование остается одним из основных вариантов использования 3D-печати, и не зря. Использование 3D-печати для создания прототипов может помочь компаниям значительно снизить затраты на разработку новых продуктов. Поскольку 3D-печать основана на цифровых данных САПР, создание итераций прототипа просто требует изменения конструкции. Это означает, что предприятия могут производить несколько итераций продукта намного быстрее и с гораздо меньшими затратами, чем при использовании традиционных методов производства. Более быстрые итерации дизайна, в свою очередь, означают ускоренную фазу разработки продукта, поскольку недостатки продукта могут быть исправлены и улучшения сделаны на ранней стадии проектирования, что сводит к минимуму вероятность дорогостоящих ошибок.

Еще один способ снижения затрат с помощью 3D-печати. связанных с разработкой продукта, сводится к минимуму трудозатрат, необходимых для производства моделей, инструментов и прототипов деталей. Это особенно верно для изготовления металлических прототипов, которое часто может быть очень трудоемким и дорогостоящим. Однако такие компании, как Desktop Metal и Markforged, предлагают экономичные решения для 3D-печати для функционального прототипирования металла.

2. Снижение материальных затрат

Снижение затрат на сырье - еще одна причина рассматривать 3D-печать как жизнеспособную производственную альтернативу. Поскольку сырье в 3D-печати добавляется слой за слоем и только там, где это необходимо, процесс печати значительно сокращает отходы материала. В отличие от субтрактивных методов производства, которые обычно производят больше отходов, 3D-печать является ресурсоэффективной, особенно когда используются дорогостоящие материалы.

3D-печать также позволяет сократить количество материала, необходимого для изготовления детали. Облегчение металла - отличный тому пример. Облегчение металла - это практика облегчения металлических деталей с помощью технологий 3D-печати. В таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и автоспорт, где сэкономленный даже один килограмм может привести к значительной экономии средств, 3D-печать является одним из немногих способов рентабельного производства легких металлических деталей.

При субтрактивном производстве удаление материала с детали для уменьшения ее веса делает ее более дорогой. Резка, сверление и механическая обработка требуют дополнительных работ и, следовательно, дополнительных затрат. Благодаря 3D-печати сложность изготовления легких конструкций не требует дополнительных затрат. На самом деле все наоборот:чем легче деталь, тем дешевле и быстрее производственный процесс.

3. Новые возможности дизайна

3D-печать позволяет дизайнерам и инженерам продукции экспериментировать со сложными конструкциями и геометрическими формами, которые невозможно получить с помощью любого другого метода производства. Для дальновидных компаний это еще один способ добиться экономии средств при сохранении инновационных продуктов.

Один из примеров этого - в области консолидации деталей, где проектирование для аддитивного производства может обеспечить реальную экономию затрат. В то время как при традиционном производстве требуется производство нескольких компонентов и их последующая сборка для создания конечной детали, 3D-печать предлагает другой подход. Используя эту технологию, деталь, состоящая из нескольких отдельных компонентов, может быть напечатана как единая интегрированная деталь. Использование методов консолидации деталей таким образом позволяет производителям добиться значительной экономии затрат, включая затраты на рабочую силу, связанные со сборочными работами, снижение затрат на инвентаризацию (поскольку необходимо закупать и хранить меньше дополнительных компонентов или даже их отсутствие) и более низкие затраты на техническое обслуживание, поскольку производительность детали улучшена.

На сегодняшний день один из самых успешных примеров использования 3D-печати для сокращения количества деталей принадлежит GE. Компания использовала 3D-печать, чтобы сократить количество компонентов в своем новом турбовинтовом двигателе General Electric Catalyst с 845 до всего 11. Согласно GE, новый подход к конструкции не только снижает общую стоимость, но и снижает расход топлива на 20% и снижает общий вес двигателя. За счет объединения деталей в двигателе уменьшается количество деталей, которые необходимо проектировать, сертифицировать, проверять и производить.

4. Мелкосерийное производство

Во многих случаях объемы производства не оправдывают инвестиций в дорогостоящее производственное оборудование. По этой причине традиционные методы производства, такие как литье под давлением, обычно не подходят для мелкосерийного производства. Однако по мере того, как 3D-печать превращается в технологию производства, это открывает новые возможности для более экономичного способа изготовления продукции небольшими партиями. Благодаря нулевым затратам на инструменты и настройку 3D-печать становится идеальным решением для доставки деталей в небольших количествах.

В то время как мелкосерийное производство является убедительным вариантом использования 3D-печати, несколько компаний ищут способы продвинуть эту технологию для еще большей производительности. Например, Betatype, британский специалист в области аддитивного производства, недавно попал в заголовки газет благодаря своим автомобильным деталям, напечатанным на 3D-принтере. Компания смогла оптимизировать два металлических 3D-принтера, чтобы доставить 384 металлических детали за одну сборку всего за 34 часа. Для сравнения:изготовление такого количества деталей на неоптимизированном 3D-принтере заняло 400 часов. Стоимость детали также была снижена с 40 долларов до менее чем 4 долларов. Компания утверждает, что «при установке 7 машин, на которых выполняется этот оптимизированный процесс, объемы могут достигать 1 миллиона деталей в год - деталей, которые являются более функциональными и более экономичными».

5. Снижение затрат на инструмент

Затраты на производство можно существенно снизить за счет использования вспомогательных средств для 3D-печати, таких как приспособления и приспособления. Приспособления и приспособления часто передаются сторонним поставщикам, где они обрабатываются на станках с ЧПУ или вручную свариваются и собираются. Тем не менее, изготовление приспособлений и приспособлений для 3D-печати собственными силами может оказаться гораздо более быстрой и дешевой альтернативой.

Volkswagen Autoeuropa уже несколько лет печатает нестандартные инструменты с помощью 3D-принтеров Ultimaker. Эта технология позволяет компании создавать легкие приспособления и приспособления, обеспечивающие лучшую эргономику и улучшенные характеристики. Что наиболее впечатляюще, внутренняя 3D-печать помогает Volkswagen Autoeuropa сократить расходы более чем на 90% по сравнению с закупкой инструментов извне.

6. Запчасти для 3D-печати

Во многих отраслях промышленности имеется запас запасных частей, которые редко используются и пользуются низким спросом, и это может оказаться дорогостоящим расходом. С 3D-печатью вообще нет необходимости вести инвентарь для таких запчастей. Используя эту технологию, производители могут производить запасные части по запросу, уменьшая количество хранимых деталей и тем самым снижая затраты на складские запасы.

С появлением распределенного производства производители комплектного оборудования и поставщики запасных частей также предпринимают шаги по созданию локализованных производственных мощностей AM для 3D-печати запасных частей ближе к клиентам. Это приводит к более быстрой и простой доставке, снижению логистических затрат и упрощению цепочки поставок.