Аддитивное производство: решение современных проблем цепочек поставок

За последние годы компании по всему миру столкнулись с проблемами цепочек поставок, показывая, что глобальная пандемия имела последствия для бизнеса любого масштаба. На волне роста потребительского спроса наступил дефицит контейнеров и докеров, спад грузоподъемности авиаперевозок и нехватка водителей грузовиков, приведший к заторам в портах. Корабли простаивали у берегов днями, даже неделями — и проблема продолжается. В конце 2021 – начале 2022 контейнеровозы проводили в американских портах в среднем семь дней.

Эти сбои также вызвали производственные задержки. Все отрасли переживали рекордные сроки поставки сырья в октябре 2021 года, и ситуация не улучшилась. Например, производителям чипов приходится ждать 18 месяцев критичного оборудования: электронных модулей, линз, клапанов, насосов.

Аддитивное производство может дать необходимое облегчение проблемам цепочек поставок. Оно дает преимущества при малых объемах, контроле качества и стоимости материалов, делая его жизнеспособной альтернативой традиционной цепочке поставок и более предсказуемым активом в турбулентные времена.

Почему аддитивное производство?

Аддитивное производство, известное как 3D-печать, подразумевает изготовление детали слой за слоем напрямую, в отличие от вычитающих методов вроде обработки. Это точный, высокоцифровизированный процесс, требующий гораздо меньше оснастки и настройки, исключающий необходимость в формах, матрицах и специальных режущих инструментах.

По сравнению с традиционными методами, аддитивное производство дает несколько преимуществ:

Более короткие сроки выполнения

Аддитивное производство ускоряет прототипирование и малосерийное производство, помогая компаниям ускорить итерации проектирования и валидацию продукта для быстрего выхода на рынок. Например, в ответ на COVID-19 мы разработали защитный экран, сначала произведенный аддитивным способом, но позже перенесенный на литье под давлением для масштабирования.

К тому же, без необходимости оснастки можно печатать готовые детали за несколько часов или дней вместо недель или месяцев на настройку, проектирование и изготовление оснастки, как формы для литья под давлением. По сути, можно начать производственный запуск сразу после завершения окончательного дизайна и доступности принтера.

Повышенная гибкость и ловкость

3D-принтеры позволяют компаниям печатать детали по запросу, обеспечивая невероятную гибкость и ловкость. Не только можно быстро и дешево создавать кастомные изделия, но и легко производить больше или меньше продукта по мере изменения спроса.

При увеличении производства литьем под давлением изменения дизайна после релиза могут означать недели или месяцы ожидания новой оснастки. С устранением оснастки 3D-печать позволяет быстро менять курс. Например, на ранних стадиях пандемии HP напечатала более 2,3 млн медкомпонентов: назальные тампоны, СИЗ, детали вентиляторов при динамично растущем спросе. При литье под давлением им пришлось бы проектировать и изготавливать форму, что заняло бы месяцы.

Децентрализованное производство

Технология 3D-печати также позволяет децентрализовать производство. Вместо изготовления товаров в одной точке и их всемирной доставки компании могут производить товары близко к или в точке использования. Распределенное производство может резко сократить цепочку поставок, устраняя многие потенциальные узкие места и ускоряя выход продукта на рынок, поэтому неудивительно, что 52% компаний рассматривали локализованное производство в 2021 году.

Производя продукты ближе к конечному пункту, компании обходят многие традиционные проблемы импорта: задержки из-за забитых портов, локдауны COVID-19, быстро растущие цены и пошлины из-за торговых войн. Переход к аддитивным технологиям и децентрализованной системе также помогает быстрее доставлять товары потребителям, избегать затрат на дальнюю доставку и сокращать парниковые выбросы от транспорта.

Снижение складских затрат

3D-принтеры позволяют производить товары по запросу, то есть можно изготовить точное количество деталей и отправить их напрямую клиентам, идеально согласовывая предложение и спрос. Вместо покупки или аренды склада можно полагаться на цифровые запасы и производить детали при каждом заказе клиента.

Поскольку вакантность складов всего 3,6%, а спрос, вероятно, только возрастет по мере решоринга производства и диверсификации цепочек поставок, печать по запросу и переход к цифровому складу вместо физических запасов могут сэкономить значительный капитал.

Может ли интеграция аддитивного производства в производственные циклы избежать будущих сбоев?

Хотя большинство компаний считают, что пора действовать для предотвращения будущих сбоев цепочек поставок, сложно определить, какие меры принять. Те, кто сменил тактику, часто полагаются на краткосрочные меры. Фактически, менее половины из 3000 генеральных директоров, опрошенных AlixPartners, приняли меры для устранения сбоев в долгосрочной перспективе.

Интеграция аддитивного производства в производственный цикл может помочь компаниям митигировать или избежать будущих сбоев. Аддитивное производство поддерживает децентрализованное изготовление и позволяет более простую цепочку поставок и повышенную гибкость и ловкость. Компании могут производить продукты ближе к месту назначения, потенциально избегая узких мест вроде тяжелых заторов в портах. Аддитивное производство позволяет выпускать точное необходимое количество, сокращая лишние поставки на склады перед распределением клиентам.

Каковы риски замены традиционной цепочки поставок на аддитивную?

Учитывая преимущества аддитивного производства, неудивительно, что глобальный рынок 3D-печати был около $12,6 млрд в 2020 году и продолжит расти, пока больше компаний перестраивают более короткие или гибкие аддитивные цепочки поставок. Однако люди, потратившие карьеру на проектирование для литья под давлением или ЧПУ-обработки, могут испытывать трудности при переходе к этим более новым 파괴тельным процессам.

Частые проблемы при 3D-печати: варпинг, трещины, плохое межслойное сцепление, отказы деталей. К счастью, технологические достижения в оборудовании и материалах, а также работа инженеров по всему циклу от проектирования к производству сделали эти проблемы меньше и реже. Например, в методе FDM (моделирование методом наплавления) возможны смещение слоев, нити, недовыдача и перевыдача, но опытные инженеры и техники постоянно развивают решения для улучшения качества. Аналогичные процессные достижения в других аддитивных технологиях (SLA, SLS и др.) сделаны для расширения применений. Однако эти достижения требуют партнера по 3D-печати с знаниями и экспертизой для разработки и внедрения новых процессов.

Работая с Fast Radius, наши опытные инженеры смогут рецензировать и уточнить ваш дизайн, помогая производить детали быстро и экономично без сложных компромиссов по качеству. Наши внутренние заводы и распределенные производственные возможности помогут избежать задержек и головной боли зарубежной логистики, а наш набор цифровых инструментов автоматически обнаруживает проблемы дизайна до запуска детали в производство. Вы также можете изучить различные материалы и методы производства перед запросом котировки. Чтобы узнать, как аддитивные возможности Fast Radius могут решить ваши проблемы цепочек поставок, ускорить производство и обеспечить максимальную стоимостную эффективность, создайте аккаунт или свяжитесь с нами сегодня.