Üha enam tootmisettevõtteid, tootearendajaid ja insenere on mõistnud 3D-printimise murrangulist potentsiaali. Isegi 2020. aastal, kui tootmine seiskus tarneahelate katkestuste tõttu, kasvas 3D-printimine 7,5% (Wohlers Report 2020). Kui 2020. aastat mitte arvestada, siis on 3D-printimise keskmine aastane kasv olnud viimase kümne aasta jooksul 27%. Üks on kindel: 3D-printimisest on saanud tootmise lahutamatu osa.
3D-printimise lubadus seisneb eelkõige innovatsiooni võimaldamises. Maailmas on juba täna lugematul hulgal näiteid sellest, kuidas 3D-printimine toetab läbinisti uuenduslikke lahendusi – lennundus- ja kosmosetööstusest meditsiinitehnoloogiani. Need läbimurded ei oleks olnud võimalikud ilma vastava tehnoloogia ja tohutu hulga tööstuslike materjalideta, mida nüüd 3D-printimiseks pakutakse.
Artiklis kirjeldan täpsemalt, kuidas 3D-printimist on võimalik kasutada toote elutsükli eri etappides mõtteloomest tootmiseni ja kuidas see mõjutab seda tehnoloogiat kasutavate ettevõtete tulemusi.
3D-printimine kiirendab tootearendust
Ettevõtete jaoks on uute toodete väljatöötamise ja turuletoomise protsess vältimatult vajalik, kuid see võib kujuneda aeganõudvaks, kulukaks ja mõnel juhul lausa frustreerivaks kogemuseks. Teadus- ja arendustegevuse kulud ning uue toote väljatöötamiseks kuluv aeg tähendavad sageli seda, et ettevõte suudab aastas turule tuua vaid üks-kaks uut toodet. See asjaolu mitte üksnes ei pikenda tootesarjade laiendamisele kuluvat aega, vaid muudab keerulisemaks konkurentsis püsimise.
Õnneks muutub tootearendus tänu 3D-printimise laialdasemale kasutuselevõtule kiiresti. 3D-printimise abil saavad igas suuruses ettevõtted tooteid väga kiiresti disainida, prototüüpida ja arendada. Lisaks võivad tehnoloogia kuluga seotud ja ajalised eelised kanduda edasi tegelikku tootmisse.
Hea näide sellest on Taani idufirma FarmDroid. Ettevõte arendab programmeeritavaid põllumajandustöödeks kasutatavaid roboteid. Tänu Markforged 3D-lauaprinteritele on ettevõte suutnud lühendada tootearenduseks kuluvat aega. Kui toote turuletoomise aeg hakkas kätte jõudma, said nad oma printereid kasutada ka lõppkasutaja osade 3D-printimiseks.
3D-printimine võib vähendada sinu järgmise toote väljatöötamisele ja selle turuletoomisele kuluvat aega ja raha. Üha enam ettevõtteid mõistab sellega kaasnevat kasu. PLM Groupi 2020. aasta uuringus The State of 3D Printing in Nordics & Baltics (3D-printimise olukord Põhjamaades ja Balti riikides) väitis 94% küsitlusele vastanutest, et nad kasutavad 3D-printimist prototüüpimiseks. See on kõrgeim tulemus alates 2018. aastast, mil alustasime 3D-printimise kasutamise mõõtmist.
3D-printimise tehnoloogia vast kõige olulisem ja muljetavaldavam eelis tootearenduses on selle võime drastiliselt vähendada prototüüpimise kulusid. Sageli saab prototüüpe, mille valmistamiseks kuluks muidu sadu tuhandeid dollareid, valmistada vaid murdosa eest sellest summast – see võimaldab isegi piiratud eelarvega ettevõtetel tegeleda tootearendusega järjepidevalt.
LAE ALLA MEIE BUYER’S GUIDE TO INDUSTRIAL 3D PRINTING
3D-printimine lisab funktsionaalsust
Paljud asjad, mida me igapäevaselt kasutame, on koostud. Mõelge näiteks automootorile, mis kujutab endast arvukaid omavahel ühendatud metall- ja plastosi. 3D-printimine võimaldab printida ühes tükis osi, mis varem tuli kokku liimida, neetida või keevitada.
Koostude monteerimise aja- ja rahakulust saab täielikult vabaneda, kui 3D-prindite paljudest detailidest üheks komponendiks koondatud osa. Paljudel juhtudel võib osa kokkupanek olla väga aeganõudev ja vajada sageli käsitsitööd. Kui osi tuleb keevitada, vajate sageli keevitusrakiseid, mille valmistamine on kulukas, muidugi välja arvatud juhul, kui te need 3D-prindite.
Osade ühendamine mitte ainult ei vähenda nende arvu, vaid võib parandada ka toote tehnilisi omadusi. Hea näide sellest on GE Aviationi kütusepihusti, mida kasutatakse GE uues LEAP-reaktiivmootoris. Varem koosnes pihusti 20 komponendist, mis keevitati kokku. 3D-printimine võimaldas GE-l pihusti printida ühes tükis. See mitte ainult ei säästnud tohutult tööd ja aega, vaid vähendas ka kütusepihusti massi 25% ja muutis selle umbes viis korda tugevamaks.
Vana kütusepihusti disaini muutmine võimaldas GE Aviationil lisaks koosteprotsessi optimeerimisele parandada pihusti funktsionaalsust. Reaktiivmootor on nüüd tänu uuele kütusepihustile varasemate mootoritüüpidega võrreldes 15% kütusesäästlikum. GE Aviation alustas nende pihustite tootmist 2015. aastal. 2018. aastal 3D-printisid nad oma aruande kohaselt 30 000 kütusepihustit.
Funktsionaalsuse parandamiseks võib lugeda ka massi vähenemist. Rootsi tootedisainiettevõte Yovinn kasutab 3D-printereid selliste osade printimiseks, mis asendavad klientide tavaliselt alumiiniumist valmistatud osad. Yovinn suudab osade massi sageli vähendada kuni 30%. See on eriti kasulik auto- ning kosmose- ja lennundustööstuses.
3D-printimine muudab ärimudeleid
3D-printimisega masstootmine tundub esmapilgul loogigavastane. Tavaloogika ütleb, et seda tuleks kasutada keerukate osade ja väikeses koguses seeriate tootmiseks. Kuidas siis ikkagi kasutada 3D-printimist masstootmises?
Masstootmises 3D-printimisest leidub mitmeid näiteid. Üks sellistest on olukord, kus iga osa on ainulaadse kujuga, kuid toota on neid vaja suuremas koguses. Suurepärane näide on siin kuuldeaparaadid. Praeguseks on üle 90% maailmas müüdavatest kuuldeaparaatidest 3D-prinditud. 3D-printimine on siinkohal väga otstarbekas, kuna iga kuuldeaparaadi korpus luuakse konkreetse patsiendi jaoks. Teine näide on puusaliigese asendamisel kasutatavad titaanist kapslid, mida toodetakse samuti massiliselt 3D-printimise abil. Kuigi neid ei valmistata iga patsiendi jaoks eraldi, on 3D-printimine ainus tootmistehnoloogia, millega saab moodustada mikropoorse struktuuri, mis võimaldab pärast kapsli paigaldamist luu optimaalset kasvamist. See suurendab märgatavalt seda tüüpi operatsioonide edukust.
Nagu eeltoodud näidetest näha, tasub 3D-printimise osakaalu suurendada, kui on vaja toota suures koguses individuaalseid osi (nagu kuuldeaparaadid) või näiteks spordijalatsite individuaalseid vahetaldu. Sellest on kasu ka siis, kui osadel peab olema omadusi, mida pole võimalik muude tootmismeetoditega (nt CNC-freesimine või survevalu) saavutada.
Veel üks perspektiivikas valdkond on varuosade 3D-printimine. Varuosi toodetakse juba täna nõudmisel ja sageli ka kohapeal, kas siis ettevõttes endas või lähedalasuvas teeninduses. Varuosade 3D-printimine on veel üsna algjärgus, kuid juba leidub näiteid varuosade 3D-printimisest autotööstuses, tööriistade valmistamisel ning kosmose- ja lennundustööstuses.
Varuosade tootmine, ladustamine ja tarnimine on nende tootjatele äärmiselt kulukas. Mõningaid varuosi võidakse tellida üsna vähe, kuid vahel on ettevõtted kohustatud neid laos hoidma. Ladustamine suurendab üldkulusid, lisaks on üle maailma transportimine kulukas ja kasvatab kasvuhoonegaaside heitkoguseid.
Digitaalne ladustamine (s.t võimalus varuosi digitaalselt säilitada) võib vähendada varuosade ladustamise kulusid. Kui ettevõtted saavad lisaks varuosi kohapeal, ettevõttesiseselt või välise teenusepakkuja juures 3D-printida, võimaldab see lisaks kokku hoida transpordikuludelt. Täiendava eelisena vähenevad süsihappegaasi heitkogused.
Lõpptarbija jaoks tähendab see laiemat varuosade valikut. Paljud ettevõtted lõpetavad harva tellitavate varuosade pakkumise ja tarbijal tuleb sel juhul pöörduda kolmandast poolest tootjate poole, olles vahel sunnitud ostma ebakvaliteetseid komponente. Kui aga kõiki varuosi säilitatakse digitaalselt ning 3D-prinditakse nõudmisel, on tarbija käsutuses kogu tootevalik sõltumata üksiktoodete populaarsusest.
Rootsi logistikaettevõte PostNord on 3D-prinditud varuosade valdkonnas teerajaja. Ettevõte palub klientidele pilveportaalil põhinevat lahendust varuosade digitaalseks säilitamiseks ja nende tellimiseks (loomulikult 3D-prindituna), millal iganes neid vajatakse. Selle mõju tarneahelale on tohutu.
Teame PLM Groupis hästi, et 3D-printimise tehnoloogia areneb hämmastava kiirusega, kuid meil on vajalikud partnersuhted, teadmised ja organisatsioon, et aidata sul leida parimat 3D-printimislahendust.
