3D-tulostussovellukset Yrityksille

2023 Kirjoittaja: Susan Creighton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-08-25 03:47

Valmistus on tärkeä rooli monien yrittäjien ja pienyritysten omistajien elämässä. Teknologian kehittyessä jatkuvasti uusia valmistusmenetelmiä syntyy edelleen. Näihin suhteellisen uusiin menetelmiin kuuluu 3D-tulostus, ja sen laaja käyttö valmistuksessa on kasvanut viime vuosina.

Vain siksi, että 3D-tulostaminen on jännittävä tapa valmistaa, ei tarkoita, että sillä olisi järkeä yrityksellesi. Hintaan ja nopeuteen liittyy edelleen ongelmia. Haittapuitteiden lisäksi huhut ilmestyvät jatkuvasti keskustelemaan "seuraavasta suuresta asiasta" 3D-tulostuksessa. Nopea Google-haku tuottaa clickbait-otsikoita, joissa kerrotaan 3D-tulostuksen tuottamista uusista parhaista keksinnöistä, mutta monet niistä ovat vuosien päässä tosiasiallisesta tulosta markkinoille.

Koska 3D-tulostuksen tulevaisuutta ympäröi paljon vääriä tietoja, käännyimme asiantuntijoiden puolelle selkeämmän kuvan saamiseksi siitä, kuinka 3D-tulostus voi auttaa yritystäsi ja määrittää, mitä 3D-tulostuksen tulevaisuus omistaa.

3D-tulostus

Ensinnäkin, mitä on 3D-tulostus? Se on prosessi, jolla kolmiulotteiset digitaaliset mallit tehdään fyysisiksi esineiksi 3D-tulostimen avulla. Yhdessä tietokoneohjelmistojen kanssa 3D-tulostin lukee digitaalisen STS-tiedoston tietokoneella ja käyttää sitten hehkulankaa tai hartsia tuottamaan digitaalisen esityksen konkreettisessa materiaalissa kerros kerrokselta.

3D-tulostimet käyttävät erilaisia materiaaleja, mukaan lukien muovit ja polymeerit, teräs, titaani, kulta ja keramiikka. Tämä monipuolisuus tarkoittaa, että 3D-painettuja malleja voidaan käyttää kaikkeen taiteellisiin veistoksiin lentokoneiden komponentteihin. Jotkut 3D-tulostimet voivat jopa tulostaa proteiineja ja kemikaaleja, jolloin laitteet voivat luoda ruokia ja lääkkeitä.

"En usko, että on olemassa tänään valmistettua komponenttia, jota 3D-tulostus ei koske millään tavalla tai toisella, suoraan tai epäsuorasti", sanoi Mark Cola, 3D-tulostuksen ja laadunvarmistusyrityksen Sigma Labs toimitusjohtaja.

Lisäkehitystä teollisuudessa esiintyy edelleen, mutta 3D-tulostusta käytetään pääosin muutamaan projektiin.

3D-tulostimien sovellukset

prototyyppien

Yksi 3D-tulostimien vanhimmista käyttökohteista on nopea ja tehokas prototyyppien luominen. Koska tulostimet keksittiin vuonna 1983, yritykset ovat käyttäneet 3D-tulostusta luodakseen toimivan mallin halutusta lopputuotteestaan joko testataksesi konseptia tai esitelläkseen sen tuleville sijoittajille.

"Ennen kuin kutsuimme sitä 3D-tulostukseksi, sitä kutsuttiin pikaprototyyppiksi", Greg Paulsen, kolmannen osapuolen valmistajan Xometry sovelluskehitysjohtaja. "Sitä pidettiin tapana päästä riittävän lähelle toiminnallista mallia."

Nyt se muuttuu. Yrittäjät käyttävät yhä mielellään 3D-tulostusta prototyyppien laatimiseen, mutta tekniikasta on tullut helpommin saatavissa ja mukautettavissa, mikä johtaa uusiin sovelluksiin.

"Tärkein kehitykseni, jonka tiivistäisin, on siirtyminen ensisijaisesti prototyyppilaitteesta, tällä hetkellä 3D-tulostuksen tappajasta [sovellus], osatuotannon lopettamiseen", kertoi 3DHubsin markkinointijohtaja Filemon Schoffer. "Tämä tapahtuu jo, mutta kiihtyy edelleen."

Matalan volyymin valmistus

Vaikka 3D-tulostimet voivat liikkua hitaasti, ne kykenevät tyydyttämään pienen tuotantotarpeen. Aivan kuten prototyyppien valmistuksessa, jos yrittäjä on valmis lanseeraamaan uuden tuotteen eikä ole varma kysynnästä, hän voi tulostaa pienen määrän vesien testaamiseksi. Pienet tuotantomäärät ovat yleisiä myös esimerkiksi lääkinnällisissä laitteissa, kun valmistajat luovat, testaavat ja suunnittelevat tuotteitaan optimointia varten.

Vaikka pienen volyymin valmistus sopii 3D-tulostuksen ominaisuuksiin, tekniikan kehitys tekee 3D-tulostuksesta myös toteuttamiskelpoisen vaihtoehdon myös suuremman volyymin tuotantoon. Pienyritysten tulisi harkita 3D-tulostuksen potentiaalista arvoa tavaroiden massamuokkauksissa.

"Tällä hetkellä 3D-tulostusta käytetään enimmäkseen teollisuudessa ja sovelluksissa, joissa on alhaiset volyymit, korkeat yksikkökustannukset ja räätälöintitarpeet, joissa 3D-tulostuksen kustannukset ovat suuremmat kuin hyödyt", sanoi Scott Schiller, asiakas- ja markkinointijohtaja. HP Inc.:n 3D-tulostukselle. "[Teknologinen] parannus on kuitenkin ajautunut teknologian rajoituksiin ja vapauttanut sen käytön massatuotannon sovelluksissa. Seuraavan viiden vuoden aikana näemme, että osien suunnittelusta tulee toiminto- ja volyymikeskeisempiä, ja 3D-tulostus alkaa sopia tuotantojärjestelmiin eri toimialoilla."

Mekaaniset osat

Toinen 3D-tulostimien hyödyllinen käyttö on mekaanisten osien luominen, joko myytäväksi suurilla teollisuudenaloilla tai henkilökohtaisiin korjauksiin. Monia 3D-tulostuksen tuotteita ei myydä suoraan kuluttajille, vaan yritykset (tai ulkopuoliset urakoitsijat) ovat niiden luomia komponentteja suuressa projektissa. Yksi esimerkki on GE Aviationin 3D-painettu polttoainesuutin. Yhtiö tuotti äskettäin 30.000. suuttimensa tuotannon aloittamisen jälkeen vuonna 2015.

Pienet konekaupat tai kodinkorjausta tekevät henkilöt voivat myös käyttää samoja tekniikoita projekteihinsa. 3D-tulostaminen on helpottanut sellaisten koneiden osien jäljentämistä, jotka eivät ehkä ole enää tuotannossa tai joiden saapuminen vie liian kauan.

biolääketieteen

Yksi 3D-tulostuksen erityisen jännittävä näkökohta on kyky tulostaa erityisesti yksilöille räätälöityjä lääketieteellisiä laitteita. Esimerkiksi jotkut yritykset kehittävät 3D-painettuja, räätälöityjä proteesit amputeille; nämä proteesit on suunniteltu olemaan käyttäjälle paljon mukavammat.

"[Biolääketieteelliset insinöörit ovat] 3D-tulostuskomponentteja ihmisille, jotka vastaavat paremmin heidän ominaisuuksiaan kuin hyllyllä olevat komponentit", Cola sanoi. "Uskon, että näet tämän tekniikan menevän enemmän kohti liiketoiminnan suorituskykyä ja urheilullista puolta, jossa sinulla on urheilijoita palauttamaan suorituskykynsä täysin vammojen jälkeen tai ehkä jopa parantamaan suorituskykyään 3D-komponenteilla, jotka on räätälöity heidän tarpeisiinsa."

Muita 3D-tulostuksen merkittäviä käyttötarkoituksia terveydenhuollon tilassa ovat jatkuvat pyrkimykset kehittää painettavia elimiä siirrosta tarvitseville potilaille sekä kemikaalien ja proteiinien painatus uusien lääkkeiden kehittämiseksi.

Design

Suunnitellessaan tuotetta insinöörien on pidettävä mielessä tuotantoprosessin rajoitukset. 3D-tulostimet voivat luoda osia, joita aiemmin pidettiin saavuttamattomina perinteisiä valmistustekniikoita käyttämällä. Tämä avaa suunnitteluvaiheessa aivan uuden maailman, mikä voi johtaa parempien, tehokkaampien tuotteiden ja komponenttien tuottamiseen. Monet näistä 3D-painotuotteista tuovat lisäarvoa tärkeille tuotteille, kun taas toiset ovat suorastaan epätavallisia.

"Se avaa mielesi kaikelle, mitä voit tehdä sen kanssa", Paulsen sanoi. "Haluaisin todella poistaa tämän tekniikan jalustalta ja sanoa:" Tämä on normaali valmistusprosessi ", kuten mikä tahansa muu."

Tekijänoikeudet ja 3D-tulostus

3D-tulostimien lisääntyessä samoin kuin suojattujen immateriaalioikeuksien uusintavälineet ovat myös helppoja. Copyright Clearance Centerin liiketoiminnan kehittämis- ja hallitussuhteiden toimitusjohtaja Roy Kaufman on tekijänoikeuksien ja patenttiasiamies kouluttamalla, ja hän varoitti, että valmistusteollisuus voi lähestyä "Napster-hetkeä". Sillä hän tarkoitti viihdeteollisuuden kokemusta, kun musiikkia ja elokuvia voitiin toistaa nopeasti ja laittomasti Internetissä.

"Luulen, että näemme, kuten näemme melkein jokaisella tekniikalla, tapahtuu kaksi asiaa: Asiat muuttuvat halvemmaksi ja paranevat", Kaufman sanoi. "Kun tulostimien laatu paranee, käytettävissä olevat materiaalit paranevat, ja kun kustannukset vähenevät, pääset siihen hetkeen - 'Napster-hetkeen'. [Silloin] kun jäljentämiskeinot ovat nyt niin hajanaisia, kyky lisääntyä alhaisin kustannuksin oli ollut niin levinnyt, että et voi enää oikeudellisesti valvoa oikeuksiasi täysin tehokkaasti nykyisillä immateriaalioikeuksia koskevilla laeilla."

Tuo hetki voisi olla tulossa nopeasti, Kaufman sanoi, tai sitä ei ehkä tule ollenkaan. Pelkkä tosiasia, että 3D-tulostimet ovat yleistymässä, tekee siitä kuitenkin uskottavan skenaarion, joka vaatii asianmukaista strategista suunnittelua. Kaufman ehdotti yrityksesi eristämistä takaamalla toimitusketjun ja siihen liittyvän tuotteen laadun.

"[Kuluttaja] saattaa maksaa palkkion toimitusketjun vakuutuksista", hän sanoi, "mutta he haluavat tietää, että kyse ei ole vain siitä, miltä [tuote] näyttää, vaan että se on oikein. Testaus ja sertifiointi tullut tärkeämmäksi."

Näissä merkittävissä kehityksissä on myös mahdollisuus. 3D-tulostus antaa valmistajille lisensoida mallioikeudet, jotka voidaan ladata 3D-tulostuksen lisenssinsaajalle. Teknologia voisi myös saattaa tuotantotasot paremmin kysynnän mukaisiksi, mikä säästää tuotanto-, lähetys- ja varastointikustannuksia.

"Jos tarkastelet esimerkiksi tyypillistä apteekkia, heillä on kaikki nämä lääkkeet myyntipäivämäärällä ja he toivovat, että joku tulee sisään ja tarvitsee reseptiä ennen kuin heidät tulee heittää pois", Kaufman sanoi. "He maksavat varastoidakseen, maksamaan säästääkseen ja ehkä joutuvat jopa pitämään sen keskusvarastossa.

"Mutta kuvittele, että paikallinen CVS voi tulostaa kaiken lisenssillä, hankkia kemikaalit lääkeyritykseltä ja ehkä jopa koneen. Yrityksen ei tarvitse tehdä asioita, joita ei ehkä koskaan oteta, ei koskaan tarvitse lähettää niitä eikä koskaan täytyy varastoida ne. Kaikki voidaan valmistaa tarpeen mukaan."

Teollisuuden tulevaisuus

Fab Lab Hubin perustajan Sarah Boisvertin mukaan 3D-tulostuksen "olemme päässeet hype-vaiheen ohi". Huhut siitä, että pystyt 3D-tulostamaan kaiken auringon alla, ovat kuollut, ja ihmiset ovat alkaneet ymmärtää 3D-tulostuksen käytännön näkökohtia. Tämä ei tarkoita, että toimialalla ei ole edessään haasteita.

Boisvert mainitsi ammattitaitoisten valmistustyöntekijöiden tarpeen. Hän ei ole yksin huolenaiheissaan, koska National valmistajien liitto (NAM) on edelleen harppaa vaikeuksissa, joita valmistusyritykset kohtaavat päteviä työntekijöitä etsiessään. Itse asiassa äskettäisessä NAM-tutkimuksessa todettiin, että lähes 50 prosenttia tutkituista pienistä ja keskisuurista valmistajista pitää laadukkaiden työntekijöiden löytämistä vakavaksi ongelmaksi.

3D-tulostuksesta on tulossa yhä käyttökelpoisempi integroituminen toimitusketjuun valmistajien keskuudessa. On kriittistä, että valmistajilla on työntekijät, joilla on taitot työskennellä tulostimia oikein ja tehokkaasti. Lisäksi 3D-tulostuksen nykyinen hinta ja nopeus voivat olla ongelma toimitusketjun integroinnissa, Boisvert sanoi. Päivän lopussa päätös käyttää 3D-tulostusta miettii, onko sillä todella järkeä yrityksellesi ja onko kustannukset hyödyllisen arvoisia.

"Käytämme kaikkea", Boisvert kertoi valmistusprosessistaan Potomac Photonicsille, joka on toinen yritys, jonka kanssa hän on mukana ja auttanut löydettäessä. "Käytämme 3D-tulostusta, laserleikkausta … Mielestäni se integroi 3D-tulostamisen tuotantoprosessiin ja toimitusketjuun. Riippumatta siitä, mikä työkalu sinulla on, kyse on oikean työkalun valitsemisesta työhön."

Mitä tämä tarkoittaa pienyritykselle

On tärkeää huomata, että 3D-tulostus kehittyy jatkuvasti. Vuosia sitten huhut levisivät 3D-tulostimien mahdollisuudesta olla jo jokaisessa kodissa. Vaikka ajatus osoittautui kunnianhimoiseksi, 3D-tulostuksesta on käytännöllisiä vaikutuksia, joista voi olla hyötyä pienyrityksellesi.

Prototyyppien suunnittelusta suunnitteluun ja massamuokkaamiseen 3D-tulostus näyttää jatkuvasti sen arvon. Teollisuuden kehittyessä tuotteita valmistavien pienyritysten omistajien tulisi pitää muutoksia mukana ja käyttää 3D-tulostusta, kun se osoittautuu kustannustehokkaaksi ja ajallisesti tehokkaammaksi heidän yritykselleen.