Аддитивное производство: как 3D-печать снижает производственные затраты и повышает эффективность

Обзор

За последние пять лет 3D-печать драматично эволюционировала. Сегодня принтеры широко доступны, стоимостью эффективны, и бизнес-команды все более свободно владеют технологией. Она завоевала место как bona fide производственная дисциплина и продолжает делать заголовки.

Первый 3D-напечатанный дом вышел на продажу в этом году, и помимо множества потребительских товаров, 3D-напечатанные изделия теперь интегральны для секторов от возобновляемой энергетики до здравоохранения. В то время как волнение часто центрируется на конечных применениях, истинная ценность часто лежит прямо на вашем производственном полу — оптимизация инструментов и процессов для снижения затрат.

Думайте мало, экономьте много

Аддитивное производство сияет в сложном конечном производстве, однако самые быстрые выигрыши часто приходят от уточнения существующих производственных шагов. Хорошо спроектированный 3D-напечатанный компонент может разблокировать экономию затрат и эффективность без необходимости перепроектировать весь продукт.

Для команд, укоренившихся в сложных традиционных линиях, это предлагает удивительное, но приветственное облегчение. Линии часто содержат десятки тысяч захватников, кронштейнов и других компонентов — каждый потенциальный кандидат для аддитивной оптимизации. AM не нацелен на замену конвенционального производства, а на его улучшение, снижая затраты на литье под давлением, сборку и розливные операции, доставляя дополнительные выгоды.

Небольшие изменения в вашем производстве, как этот перепроектированный вакуумный захватник, могут создавать значительное позитивное воздействие.

Затраты вдвое меньше для скромной приспособки в Volvo (плюс добавленные выгоды)

Возьмем Volvo Car Gent, например. Половина годового выпуска Volvo производится здесь, с примерно 57 автомобилями, покидающими линию каждый час. Скорость критична, но точность равно важна, особенно когда три разных диапазона — и множество моделей внутри каждого — делят одну линию.

Каждый автомобиль требует уникальную маркировку — логотип, номер модели и другие маркировки — наносимую быстро и без повреждения покраски. Исторически это достигалось с разными громоздкими клеевыми приспособками: тяжелыми, хрупкими и дорогими. Более того, новая приспособка могла занять шесть недель на доставку, если одна ломалась.

Такие производственные инструменты — главные кандидаты для аддитивных решений. Ключ в том, что приспособка не должна быть полностью 3D-напечатана; гибридный подход часто доставляет лучшую стоимостную производительность.

Эта приспособка имеет 3D-напечатанные компоненты и стоит на 48% дешевле традиционной приспособки.

Команда Materialise пересмотрела приспособку и обнаружила, что она может быть построена из смеси готовых и 3D-напечатанных частей. Они начали со стандартной карбоновой трубки для рамы — легкой, долговечной и легко доступной — затем добавили 3D-напечатанные точки соединения, подушки и буферы. Каждый элемент был изготовлен из наиболее подходящего материала, в результате приспособка стала на 48% дешевле в целом.

Но экономия затрат приходит во многих обликах

Пока гибридная приспособка улучшила скорость и точность Volvo, выгоды вышли за рамки первоначального снижения затрат. Новая приспособка была почти на две трети легче, повышая безопасность оператора и снижая вероятность ошибок. Сокращенные сроки поставки снизили риск простоя и уменьшили необходимость держать запасные приспособки на месте. Таким образом, более дешевый инструмент доставил экономию по качеству, безопасности и цепочке поставок.

Более долгосрочные выгоды

Приспособка Volvo демонстрирует прямое улучшение затрат, но аддитивное производство может также давать длительную ценность. В 2017 году Signify (тогда Philips Lighting) обратилась к Materialise исследовать, может ли 3D-печать снизить частоту отказов компонентов на их сборочной линии. Сотрудничество дало перепроектированную державку лампы и вакуумный захватник, работавшие непрерывно четыре года без единого поломки, экономя около €89 000 ежегодно.

Этот пример иллюстрирует, как истинный драйвер затрат — не цена детали, а устраняемое обслуживание. За четыре года Signify сэкономила более €250 000, всё от пары маленьких, ладонных компонентов.

Снижение затрат через инновации

Проталкивание границ 3D-печати для конечных продуктов необходимо, но самые немедленные возможности часто лежат в улучшении существующих производственных линий по всему миру. Эти линии полны скромных деталей, которые могут быть перепроектированы сегодня для снижения затрат и футиджера.

Опыт Volvo Car Gent показывает, что даже один компонент — такой как легче, дешевле приспособка — может трансформировать весь производственный ум, движ экономію и способствуя культуре непрерывного улучшения изнутри наружу.