Druk 3D w dobie Industry 4.0

0

Druk 3D jest obecnie jednym z najgorętszych tematów w świecie nowych technologii, wymienianych jako te, które zmienią świat. Właściwie to już stał się integralną częścią Przemysłu 4.0. Śmiało i bez przesady można powiedzieć, że stanowi jedno z podstawowych ramion wykonawczych czwartej rewolucji przemysłowej, która staje się faktem na naszych oczach. Przypomnijmy może – pierwsza rewolucja przemysłowa związana była z zastosowaniem napędu parowego i wodnego, druga to efekt wprowadzenia elektryczności, trzecia – innowacji z zakresu mikroelektroniki i IT wspomagających automatyzację, a czwarta w obliczu której stoimy, wiąże się z cyfryzacją produkcji.

Przedsiębiorcy spodziewają się, że dzięki wdrożeniu innowacyjnych rozwiązań technologicznych przede wszystkim poprawi się jakość ich produktów i usług. Oczekują także zwiększenia wydajności pracy i obniżki kosztów. Wychodząc naprzeciw potrzebom zmniejszenia liczby awarii i przestojów w procesach wytwarzania, a także w produkcji nietypowych części zamiennych, zwłaszcza w sytuacjach gdy nie są już one dostępne, koszt ich zakupu jest zbyt wysoki lub czas oczekiwania na części do maszyn wykorzystywanych na linii produkcyjnej jest zbyt długi, kalifornijski gigant – HP, wprowadził autorską technologię druku 3D – Multi Jet Fusion. Od momentu wprowadzenia na rynek pierwszych urządzeń z tej serii, zainteresowanie drukarkami 3D, które coraz częściej stanowią element prewencyjnej strategii utrzymania ruchu, sukcesywnie wzrasta.

Nowe cele przedsiębiorstw produkcyjnych

Krakowskie Centrum Druku jako dystrybutor tej technologii w Polsce, chce wspólnie z HP, pomóc firmom działającym na rodzimym rynku, przygotować się do nadchodzącej ery produkcji cyfrowej.

Według prezesa i dyrektora generalnego firmy HP Inc. – Diona Weislera – „żadna inna gałąź światowej gospodarki nie przechodzi tak dynamicznej transformacji, jak obecnie sektor produkcyjny”, dlatego HP chce inwestować w zastosowania przemysłowe, gdzie druk 3D będzie odgrywał ważną rolę w fundamentalnie zmieniających się procesach wytwarzania. Wysoka efektywność, niskie koszty, zapewnianie odpowiedniej jakości, a także różnorodność asortymentu i łatwość zmiany profilu produkcyjnego – to główne cele większości przedsiębiorstw produkcyjnych.

Urządzenia 3D od HP są zoptymalizowane pod kątem realizacji zamówień w ciągu jednego dnia roboczego – i to przy założeniu, że realizowano by projekty składające się z kilkuset, a nawet kilku tysięcy detali. Kluczem do osiągnięcia tego celu ma być nie tylko przyspieszenie samego procesu druku 3D, lecz także chłodzenia wydruków oraz optymalizacji post-processingu. Firmy inwestujące w reinżynierię cyfrową są zatem w stanie wyprzedzić swoich konkurentów, podobnie jak kiedyś pierwsza rewolucja przemysłowa, związana z zastosowaniem napędu parowego i wodnego, wykluczyła z rynku podmioty produkujące towary na zasadzie chałupniczej.

Zmiany modelu biznesowego

Obecnie cyfrowe technologie zmieniają sposób prowadzenia produkcji w oparciu o generowanie, transfer i przetwarzanie danych wraz z analityką dużych zbiorów. Zdaniem brytyjskiego tygodnika „The Economist„, symbolem czwartej rewolucji przemysłowej jest produkcja addytywna. Swoją tezę ilustruje „drukując” młotek, który gdyby chcąc wyprodukować metodami konwencjonalnymi, byłby droższy. Producent musiałby przygotować formę, odlać obuch, obrobić go i przymocować do niego drewniany trzonek. To sporo pracy jak na jeden przedmiot. Produkując ich tysiące, zyskujemy dzięki korzyściom skali. Na tej zasadzie działa produkcja masowa.

Pojawienie się technologii drukowania przestrzennego oznacza, że korzyści skali tracą znaczenie, a zyskują inne kwestie, na przykład różnorodność asortymentu i łatwość zmiany profilu produkcyjnego, dużo się również mówi o ogromnej szansie, jaka oferuje druk 3D w pełnym kolorze. Obecnie to paradygmat indywidualnych potrzeb konsumenckich, a nie kosztów i zysków, stanowi o przewadze konkurencyjnej w biznesie. Zdecydowana większość ekspertów prognozuje, że do 2025 roku już ok. 5 proc. produktów konsumenckich będzie powstawać drogą druku trójwymiarowego. Przedsiębiorcy stają zatem przed dużym wyzwaniem, choć według nich samych – wdrożenie technologii przyrostowej w organizacji jest zdecydowanie jedną z najłatwiejszych w implementacji. Pisałam już jak to w praktyce wygląda i sami przyznacie, że nie jest to przedsięwzięcie nie do udźwignięcia.

Kolorowe wydruki – dojrzała faza druku 3D

Rozwój druku przestrzennego będzie miał zatem wpływ na dobra szybko zbywalne. Prognozuje się, że około 20% firm ze światowej listy Top 100 Gartnera, wytwarzając dobra w latach 2019 – 2021 wykorzysta drukowanie 3D do tworzenia niestandardowych produktów. Już niedługo buty będą nie tylko szyte, ale i drukowane na miarę. Przykładem są wirtualne sklepy Adidasa i Nike, w których klienci mogą personalizować nabyte produkty.

Inny producent obuwia, firma Brooks poszła o krok dalej, pozwalając nie tylko projektować wygląd własnego modelu, ale także dopasować go do anatomii stopy kupującego. Są to idealni nabywcy najnowszych urządzeń addytywnych z serii HP Multi Jet Fusion, drukujących w pełnym kolorze. Wraz z wprowadzeniem ich na rynek HP potwierdza swoje zaangażowanie w zwiększanie dostępności drukowania 3D, szczególnie dla mikroprzedsiębiorstw, które koncentrują się na pojedynczych, często niszowych produktach udostępnianych w swojej ofercie.

Wykorzystanie technologii druku 3D pozwala również na stosowanie spersonalizowanych rozwiązań względem oczekiwań poszczególnych klientów. Małe i średnie zespoły opracowujące produkty oraz firmy projektowe, przedsiębiorcy, uniwersytety i instytucje badawcze mają wreszcie narzędzia, które pozwolą im tworzyć innowacyjne rozwiązania.

Kiedyś nikt nie wierzył, że możliwy jest masowy druk cyfrowy 2D, a teraz HP dominuje właśnie na tym rynku. Na bazie swoich poprzednich doświadczeń koncern chce pójść krok dalej niż pozostali producenci urządzeń druku addytywnego, poprzez obniżenie kosztów materiałów eksploatacyjnych, co stanowi klucz do tego, aby drukowanie 3D naprawdę było alternatywą dla formowania wtryskowego.

Dla kogo druk 3D w kolorze

Choć kolorowy druk 3D jest bardziej pożądany dla produktów konsumenckich, to może również odgrywać ważną rolę w projektowaniu przyrządów, prowadnic i innych narzędzi, używanych do masowej produkcji, jest przydatny do znakowania i identyfikacji. Może być nawet wykorzystany do tworzenia wskaźników zużycia, zmniejszając koszty konserwacji i przestojów. Pełny kolor otwiera zatem wiele możliwości – w całym procesie rozwoju produktu – od prototypowania do produkcji.

Rozwijający się trend personalizacji wyrobów może w niedługim czasie osiągnąć jeszcze wyższy poziom, a produkcja oparta na drukarkach 3D, dla których zmiana designu i kształtów dla każdego modelu będzie możliwa i łatwo adaptowalna w szybko zmieniających się realiach produkcyjnych, stanie się zupełnie powszechna. Już teraz nowoczesne fabryki są w stanie realizować zamówienia dla większości branż, a nie koncentrować się na jednej, ze względu właśnie na dobór maszyn pozwalających dopasować produkcję do wymogów rynku.

Eksperci przewidują, że produkcja tradycyjna i masowa przez wiele lat będzie egzystować równolegle z nowymi technologiami, zwłaszcza w dużych firmach, wytwarzających olbrzymie partie towarów. Wiele małych i średnich firm zwróci się natomiast ku nowym możliwościom produkcji złożonych przedmiotów w krótkich seriach przy niższym koszcie. Pojawią się setki przedsiębiorców, którzy pracując w małych warsztatach, domach i garażach będą produkować przedmioty pozostające do tej pory poza zasięgiem ich możliwości .

Wśród licznych projektów dotyczących upowszechnienia technologii przyrostowych w Polsce, warto zwrócić uwagę na Warsztaty 3D, organizowane przez serwis HP3D.pl, które wszystkim zainteresowanym tematem druku 3D, przybliżają tajniki technologii addytywnych oraz jak faktycznie przebiega jej implementacja w zróżnicowanym środowisku pracy. Sami zobaczcie jak to się zaczyna.

Udostępnij.

O autorze

Patrycja Blechinger

Patrycja Blechinger – redaktor, entuzjastka nowych technologii, szczególnie SI i inteligentnych urządzeń, o których najbardziej lubi pisać. Z wykształcenia kulturoznawca, zainteresowana nowymi formami sztuki w ponowoczesnej rzeczywistości.