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

Будь то солнцезащитные очки, цвет смартфона или дизайн обуви, люди хотят покупать товары, которые кажутся персонализированными. Фактически, согласно отчету Deloitte Consumer Review, более 50 процентов потребителей проявили интерес к приобретению индивидуальных продуктов или услуг.

Поскольку потребители все больше ожидают продуктов и услуг, которые кажутся им адаптированными, массовая настройка становится центральной тенденцией. Технологии цифрового производства, такие как 3D-печать, играют решающую роль в его продвижении.

Сегодняшний блог посвящен роли 3D-печати в обеспечении массовой настройки, недавним примерам массовой индивидуализированной 3D-печатной продукции и задачам для более широкого внедрения.

Рост массовой настройки

Промышленная революция ознаменовала рост товаров массового потребления и массового потребительства, вызванного глобализацией потребительских брендов и экономией на масштабе производства.

Однако во второй половине дня ситуация начала меняться. половина 20 века, когда мир начал вступать в цифровую эпоху.

Цифровой мир открыл прямую линию связи между компаниями и клиентами, которой раньше не было. Это привело к появлению новой бизнес-модели массовой настройки.

Термин «массовая настройка» обычно относится к приложениям, которые позволяют пользователям адаптировать свой продукт на основе набора предопределенных функций.

Для клиентов массовая настройка означает уникальные продукты и услуги, в то время как для производителей это означает добавленную стоимость продукта и возможность установить прочные отношения со своими клиентами.

Как 3D-печать вписывается в бизнес-модель массовой настройки?

Массовая настройка - сложная тенденция, к которой производители должны адаптироваться, в основном из-за проблем с производством и цепочкой поставок.

Традиционные методы производства ограничены в возможности создавать индивидуальные продукты. Например, производство индивидуального продукта с использованием литья под давлением потребует от производителя создания новой формы для каждого продукта. Это приводит к увеличению затрат на переналадку инструментов и приспособлений, а также к увеличению сроков.

Чтобы перейти от массового производства к массовой настройке, компании необходимо инвестировать в правильные технологические возможности.

Одним из решений может быть использование цифрового производственного процесса, такого как 3D-печать. Аддитивное производство (AM) открывает новые настраиваемые возможности, поскольку не требует дорогостоящих изменений инструментов на основе индивидуальных спецификаций.

При 3D-печати проектные данные передаются на 3D-принтер без использования каких-либо инструментов, поэтому единственный инструмент, который использует производитель, - это сама машина.

Это также означает, что сложность настройки не требует дополнительных затрат. 3D-принтеру требуется не больше времени, энергии или материала для изготовления сложной формы, чем для изготовления простой, а отсутствие инструментов означает, что для печати разнообразных дизайнов не требуется дополнительных производственных затрат.

3D-печать и массовая настройка на практике

Благодаря преимуществам 3D-печати, которые заключаются в производстве без инструментов и исключительной гибкости, в нескольких отраслях промышленности начали экспериментировать с этой технологией для массовой настройки.

Промышленность потребительских товаров

В индустрии потребительских товаров 3D-печать используется для создания обуви, адаптированной к ногам пользователя.

Для создания индивидуальной пары обуви компании обычно используют 3D-сканирование, чтобы получить индивидуальные измерения стопы клиента.

На основе сканированных изображений дизайнеры создают дизайн компонентов обуви, таких как межподошва или стелька, в соответствии с особенностями клиента. Затем дизайн отправляется на 3D-принтер для непосредственного изготовления.

Одним из примеров такого подхода на практике являются специальные 3D-печатные вставки для обуви доктора Шолля.

Благодаря партнерству с технологической компанией Wiivv, доктор Шоллс предлагает приложение для настройки, которое позволяет точно сканировать ноги клиента. Чтобы сканирование прошло успешно, клиенты должны сделать несколько снимков своих ног под разными углами.

Затем технология сканирования в приложении создаст индивидуальные стельки на основе 400 точек сопоставления каждой ступни. . Благодаря этому процессу, который занимает менее 5 минут, можно разработать вкладыши, которые подойдут индивидуально для каждого клиента.

После создания 3D-дизайна индивидуальные стельки печатаются на 3D-принтере и доставляются заказчику. до порога в течение 14 дней за 99 долларов. Кроме того, потребители могут использовать приложение для добавления различных дизайнов, которые соответствуют их личным предпочтениям, к стельке, напечатанной на 3D-принтере.

Помимо обуви, некоторые компании также предлагают индивидуальные очки и украшения, напечатанные на 3D-принтере.

Тем не менее, использование 3D-печати для индивидуализированных потребительских товаров остается нишей, а не нормой.

Отрасль здравоохранения

Пациенты жаждут индивидуального обслуживания и лечения. Вот почему отрасль здравоохранения внедряет 3D-печать для создания индивидуальных протезов, имплантатов и хирургических инструментов.

Но являются ли эти продукты массовыми?

При использовании 3D-печати для изготовления медицинского устройства по индивидуальному заказу идея состоит в том, чтобы персонализировать его, что означает создание уникального конечного продукта на основе уникального дизайна. Это отличается от простого предоставления клиентам вариантов продукта, что является основой массовой настройки.

В отличие от массовой настройки, персонализация уже применяется в медицинской отрасли, например, слуховые аппараты, напечатанные на 3D-принтере.

Производитель слуховых аппаратов Sonova, лидер на рынке слуховых аппаратов, использует технологию 3D-печати для производства внутриушных слуховых аппаратов для конкретных пациентов с 2001 года. Сегодня компания 3D печатает сотни тысяч уникальных изделий ежегодно.

Используя 3D-печать, Sonova производит корпуса для внутриушных слуховых аппаратов, которые адаптируются к индивидуальным потребностям каждого пользователя. Компания считает, что такой уровень персонализации возможен только с помощью 3D-печати. ​​

Автомобильная промышленность

Одним из сегментов автомобильной промышленности, который уже внедрил 3D-печать для массовой настройки, является сегмент роскоши. В этом сегменте, где производственные партии небольшие, технология используется для настройки и производства деталей для использования в окончательной сборке.

Некоторые производители роскошных автомобилей уже используют AM для создания дизайна, адаптированного к требованиям клиентов.

Например, MINI, британская автомобильная марка BMW, в 2018 году запустила для своих клиентов услугу настройки 3D-печати MINI Yours Customized.

Благодаря этой услуге клиенты можно выбрать из списка различных узоров и отделки, добавить текст или выбрать из небольшого набора городских пейзажей для индивидуализации деталей автомобиля, таких как дверные ручки или части боковой панели.

Индивидуальный дизайн Затем компоненты MINI по запросу печатают на 3D-принтере, а также могут окрашивать их в белый, красный, черный и серебристый цвета. После отправки требуемого дизайна детали по индивидуальному заказу будут готовы в течение 4 недель.

В другом случае Porsche использует 3D-печать для изготовления центральной части автокресла, настроенной по 3 уровням жесткости:жесткий, средний и мягкий.

Porsche планирует напечатать на 3D-принтере 40 прототипов сидений для использования на европейских гоночных трассах уже в мае 2020 года, а отзывы клиентов будут использованы для разработки окончательных моделей уличного движения к середине 2021 года.

, Porsche хочет расширить возможности персонализации сиденья за пределы жесткости и цвета, персонализируя сиденье в соответствии с конкретным контуром тела клиента.

Проблемы 3D-печати для массовой настройки

Несмотря на свой потенциал, внедрение 3D-печати в производство все еще довольно низкое, не говоря уже о том, чтобы ее использовать для массовой настройки. Как мы видели выше, пока существует лишь несколько примеров массовой индивидуализированной 3D-печатной продукции.

Хотя 3D-печать - фантастическая технология для производства нестандартных товаров, она по-прежнему испытывает трудности, когда дело доходит до производства в более крупных масштабах. Ограничения в скорости печати и возможностях производства делают 3D-печать недоступной для многих продуктов, которые могут выиграть от индивидуальной настройки.

Но что, если бы производители могли объединить преимущества 3D-печати для настройки с технологиями массового производства?

Включение массовой настройки с помощью косвенной 3D-печати

При использовании традиционных методов массового производства, таких как формование и литье, изготовление деталей по индивидуальному заказу может оказаться сложной задачей с учетом сроков изготовления и затрат, связанных с производством таких инструментов, как пресс-формы.

Но с помощью 3D-печати индивидуальных форм для литья под давлением производители могут решить эти проблемы.

Хороший пример - изготовление украшений с помощью 3D-печати.

Технология используется для создания восковой модели ювелирного изделия для литья по выплавляемым моделям. Затем восковой узор покрывается термостойким материалом, например гипсом, и помещается в печь, где воск плавится, оставляя только затвердевшую гипсовую форму. Затем расплавленный драгоценный металл заливается в форму, заполняя пространство, оставшееся после воска.

Этот метод помогает ювелирам сэкономить время и усилия, связанные с ручной резьбой по моделям, в то же время позволяя им создавать очень сложные конструкции. ювелирные изделия на заказ.

Массовая кастомизация в Vowsmith

Vowsmith - это цифровая компания, которая позволяет парам приобретать обручальные кольца прямо на веб-сайте электронной коммерции и настраивать их по отпечаткам пальцев.

Весь процесс начинается с онлайн-приложения, которое позволяет покупателям выбирать свое кольцо по размеру, форме, типу металла, по желанию - алмаз и гравировка. Заказчику отправляется стартовый комплект для снятия отпечатков пальцев пары чернилами. Заказчик делает снимок чернильных отпечатков и загружает его на веб-сайт Vowsmith.

Затем с помощью программы 3D-моделирования создается цифровая версия кольца с отпечатками пальцев и другими элементами дизайна. На выходе получается файл STL с высоким разрешением, который затем отправляется непосредственно на 3D-принтер, который создает восковую модель.

Согласно Vowsmith, она способна производить от 35 до 40 колец за тираж и планирует продавать от 4 000 до 5 000 колец в год.

Компания заявляет, что 3D-печать открывает безграничные возможности для персонализации ювелирных изделий и помогает им повысить ценность своей продукции, чего они вряд ли достигли бы с помощью обычных технологий.

Потребность в программном обеспечении и правильном рабочем процессе

Еще одна проблема, которая возникнет при производстве деталей по индивидуальному заказу с помощью 3D-печати, - это потребность в специальных программных инструментах и ​​методах рабочего процесса.

Онлайн-конфигуратор - это инструмент, необходимый для использования бизнес-модели массовой настройки. Этот инструмент позволяет клиентам интуитивно, просто и быстро отображать и напрямую заказывать нужный продукт из множества возможных вариантов продукта в соответствии с их индивидуальным выбором.

В дополнение к онлайн-конфигуратору, компания, стремящаяся производить индивидуализированные продукты с 3D-печатью должны устанавливать четкий рабочий процесс для производства, отслеживания и доставки индивидуальных товаров.

Это, однако, может быть сложной задачей:при использовании 3D-печати для производства индивидуальных деталей возникает один вопрос:как определить очень похожие детали, которые были напечатаны в одной сборке.

Есть несколько возможных решений, включая использование печатной этикетки, 3D-сканирование и сравнение с 3D-файлом.

Тем не менее, разные приложения, скорее всего, потребуют разных подходов к идентификации и отслеживанию индивидуальных деталей.

Это свидетельствует о необходимости использования современных цифровых инструментов и автоматизации рабочих процессов для успешного использования 3D-печати для настройки деталей.

Решения включают 3D-сканирование, дополненную реальность, использование QR-кодов и программное обеспечение MES для передачи данных и отслеживания.

На волне массовой настройки с помощью 3D-печати

Массовая настройка играет решающую роль в сегодняшнем потребительском ландшафте. По мере роста числа потребителей, которым требуются персонализированные продукты, передовые технологии, такие как 3D-печать, помогают компаниям не отставать от этой тенденции.

Тем не менее, индивидуализированные приложения для 3D-печати остаются ограниченными и в основном зарезервированы для потребителей более высокого уровня - не только из-за крутой кривой обучения, связанной с 3D-печатью, но и из-за возникающих операционных проблем и проблем цепочки поставок. при переходе на новую бизнес-модель.

Несмотря на трудности, мы верим, что 3D-печать продолжит тенденцию к массовой настройке. Это помогает производить продукты по индивидуальному заказу быстрее и с меньшими затратами, позволяя большему количеству компаний предлагать своим клиентам большее влияние на то, как их продукты будут выглядеть и работать.