Jak wykorzystać druk 3D w Lean Manufacturing?

W ciągu ostatnich miesięcy firmy produkcyjne zostały zmuszone do transformacji w bezprecedensowym tempie. Ich celem było nie tylko znalezienie sposobów na innowacje, ale przede wszystkim optymalizację energochłonnych procesów. Na popularności zyskała koncepcja Lean Manufacturing, często powiązywana z technologią druku 3D.

Efektywny łańcuch dostaw jest nieodłącznym elementem sukcesu każdej firmy – odpowiednie zarządzanie przyspiesza dostawy produktów, obniża koszty i zapobiega opóźnieniom, które mogą być kosztowne zarówno dla wyników finansowych firmy, jak i jej reputacji. W jaki sposób technologia druku 3D oraz koncepcja lean manufacturing mogą na stałe wpisać się z zarządzanie produkcją?

Czym jest Lean Manufacturing?

Lean Manufacturing jest to system zarządzania produkcją które pochodzi z Japonii, a konkretniej fabryki Toyoty. Lean Manufacturing to model zarządzania produkcją, który przede wszystkim ma na celu ograniczanie marnotrawstwa, eliminację niepotrzebnych operacji i procedur w procesie produkcji. Co ważne, priorytetem pozostają produkty i usługi o jak najwyższej jakości przy zachowaniu niskich kosztów produkcji i wykorzystaniu relatywnie niskiej ilość surowców.

Połączenie technologii druku 3D i Lean Manufacturing

Jeszcze przed COVID-19, wiele firm wykorzystywało technologię druku 3D do produkcji części zamiennych. Należą do nich głównie firmy produkcyjne w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, kolejowym, branży medycznej, spożywczej, architektury… ale nie tylko – produkcja prototypów i elementów finalnych eliminuje konieczność stosowania kosztownego oprzyrządowania, pozwala generować do 90% oszczędności czasu oraz 80% redukcji kosztów w stosunku do tradycyjnych metod takich jak wtrysk czy frezowanie.

Przykłady zastosowania druku 3D i Lean Manufacturing w praktyce

Teraz gdy wiemy jakie korzyści daje druk 3D i znamy założenia koncepcji Lean zajmijmy się konkretnymi przykładami.

Toyota

W zniszczonej wojną gospodarce Japonii brakowało pieniędzy na duże maszyny, które gwarantowały obniżenie kosztów produkcji za pomocą skali. Rozwiązaniem produkcyjnym Toyoty było wykorzystanie niewielkich maszyn ogólnego przeznaczenia, które mogły produkować części niskoseryjne, ale jedynym warunkiem koniecznym była możliwość szybkiej rekonfiguracji, aby móc wytwarzać właściwe części. Dzięki produkcji niskoseryjnej japońska marka mogła dużo szybciej wyłapywać błędy, a w efekcie znacznie obniżyć koszty produkcji. Co ważne rosła nie tylko jakość wytwarzanych produktów, ale także ich zróżnicowanie.

Toyota w tamtych czasach nie posiadała jeszcze drukarki 3D, ale możemy sobie jedynie wyobrazić jak wyglądałby ich produkcja z możliwością szybkiego prototypowania.

Metris 3D

Firma na zlecenie klienta z branży kolejowej miała do wykonania funkcjonalny prototyp fotela w skali 1:1. Najlepszym rozwiązaniem okazał się druk 3D i wydrukowanie w pierwszej kolejności najbardziej wrażliwych części fotela, aby możliwie najszybciej wyłapać błędy projektowe i nie narażać firmy na dodatkowe koszty.

Dzięki wykorzystaniu technologii druku 3D nasz klient zaoszczędził 370 000 EUR i ponad 13 tygodni procesu przygotowania modelu do produkcji.
Podsumowując, dzięki wykorzystaniu druku 3D udało się: skrócić czas realizacji, zużyć mniej materiałów oraz środków pieniężnych, zapobiec nadprodukcji, skupić się w pełni na potrzebach klienta.

Francuska firma produkcyjna korzystająca z drukarki 3D Factory 2.0, aby przyspieszyć proces produkcyjny

Produkcja urządzeń, które składają się z wielu elementów i muszą być transportowane pomiędzy halami produkcyjnymi narażała delikatne elementy elektroniki na uszkodzenie, a ponadto cały proces jest czasochłonny.

Aby zoptymalizować ten proces zaprojektowano blister, który musiał być:

• idealnie dopasowany do komponentów oraz do infrastruktury firmy, aby zapewnić bezpieczeństwo w trakcie transportu
• musiał być zaprojektowany w taki sposób, aby umożliwić nakładanie jeden na drugi w celu maksymalnego wykorzystania przestrzeni magazynowej.

Podsumowując, w tym przypadku firma dzięki zastosowaniu druku 3D znacząco przyspieszyła transport komponentów wewnątrz fabryki i dzięki odpowiedniemu zabezpieczeniu zmniejszyła straty zapasów, zaoszczędzając dodatkowo przestrzeń magazynową.

Jak widać na powyższych przykładach druk 3D jest bardzo uniwersalną technologią, którą można wykorzystać w wielu branżach i na wiele sposobów. Przede wszystkim świetnie sprawdzi się w firmach produkcyjnych ale również w biurach projektowych. Dzięki niej można podnieść jakość zarządzania firmą, dlatego każdy menedżer, który chce wprowadzać wartości lean manufacturing w firmie powinien rozważyć wdrożenie tej technologii.

Druk 3D zmniejsza również barierę wejścia na rynek dla małych firm. Dzięki tej technologii można obniżyć koszt stworzenia pierwszych iteracji nowego produktu do kilkuset złoty. Dlatego druk3D jest wskazany dla wszystkich firm technologicznych, a w szczególności startupów, dla których koszty stworzenia kilku prototypów klasycznymi metodami może być zabójczy.