3D-print driver vækst i on-demand-produktion

På trods af pandemien, inflationen, manglen på arbejdskraft og chip - og alt det andet, der hæmmer globale forsyningskæder - er optimismen om en produktionsløsning så stærk, at den drev tre virksomheder til offentligheden i 2021: Fathom, Shapeways og Xometry. En fjerde, Fast Radius, skal debutere på Wall Street i februar. 

Denne nye race af on-demand digitale produktionsvirksomheder er stærkt investeret i software og digitalt drevne produktionsteknologier, såsom industriel 3D-print. De lover ikke kun hurtigere og mere effektiv fremstilling af dele lokalt, men digitale løsninger, der muliggør omkostningsbesparende produktinnovationer og hurtigere time to market for næsten enhver type produkt.

"Der er en voksende bevidsthed om, hvordan infrastrukturen til at designe, fremstille og flytte ting i dag ikke opfylder denne tids behov - den er stiv, spild, forældet, og den er heller ikke bæredygtig," siger Lou Rassey, medstifter og CEO for Fast Radius med hovedkontor i Chicago.

Virksomhedens nyeste mikrofabrik på Chicagos Goose Island har industrielle 3D-printere fra Carbon og HP sammen med digitalt integrerede CNC-maskiner, som en del af Fast Radius' Cloud Manufacturing Platform. Mikrofabrikken vil producere komponentdele til virksomheder på tværs af industrier, herunder elektriske køretøjer, medicinsk udstyr og sundhedsudstyr og forbrugsvarer. World Economic Forum udnævnte Fast Radius til en af ​​de ni bedste fabrikker i verden, der implementerer "teknologier fra den fjerde industrielle revolution" eller Industry 4.0.

Digitalt integreret fremstilling

Virksomheder i denne sektor er ofte klumpet sammen under on-demand digital fremstillingsparaply, mens de faktisk tilbyder en række tilgange til 3D-print, industri 4.0 og modernisering af fremstillingsforsyningskæden.

I den ene ende af spektret tilbyder virksomheder som Shapeways og Sculpteo (ejet af kemigiganten BASF) en nem upload-og-print online platform. Denne on-demand 3D-printmodel fokuserer på brugervenlighed; alle kan uploade digitale delefiler, klikke for at vælge materialer og modtage dele og prototyper på timer eller dage. Denne moderne, forbrugerlignende oplevelse har til formål at bringe produktion til masserne ved at lette 3D-print af alt fra produktprototyper til arkitektoniske modeller.

Andre virksomheder, såsom Materialise, der blev børsnoteret i 2014, har en bred kundebase for deres softwareløsninger, der hjælper virksomheder med at 3D-printe deres egne digitale filer internt og køre deres egen flåde af 3D-printere. Softwaren bruges også af andre on-demand 3D-printtjenester til at spore og udskrive kundeordrer. Materialises on-demand-produktion på et af Europas største 3D-printfaciliteter har seks 3D-printteknologier.

Fathom begyndte som en kontraktproducent af lille til mellemvolumen, der tidligt omfavnede nye metoder, herunder 3D-print. De tilbyder stadig traditionel fremstilling, men den er integreret i en ende-til-ende digital produktionsproces.

"Den store differentiering for os og vores platform er, at vi har årtiers erfaring og dybt forankrede kunderelationer," siger Ryan Martin, CEO for Fathom. "Vi fokuserer på at give store virksomhedskunder en unik løsning på deres produktionsudfordringer."

Fast Radius er en kombination af softwaredrevne tjenester, ingeniørekspertise og fabriksgulve af avanceret hardware. De er en af ​​de eneste on-demand producenter, der ejer og driver alle deres egne produktionsfaciliteter, hvilket gør dem i stand til at integrere deres softwareløsninger og automatisere produktionen.

Virksomhedens software kan foreslå forbedringer af en digital fil, guide kunder gennem deres materiale- og teknologimuligheder og give gennemsigtighed i produktionsprocessen. Men on-demand-fremstilling er kun én Fast Radius-løsning, siger Rassey. "Vi tilbyder skræddersyede mikrofabrikker bygget specifikt til unikke kundebehov, tæt på hvor kunden har brug for dele, så de kan bygge fleksible forsyningskæder." Kunder som Satair (et datterselskab af Airbus) bruger Fast Radius Virtual Warehouse til at opbevare deres dele digitalt, klar til at fremstille med et øjebliks varsel, hvilket frigør fysisk lagerplads og eliminerer overlager. 

Det voksende antal on-demand digitale producenter har gjort det til en udfordring for mange virksomheder at vælge en. Xometry og en anden nystartet virksomhed, Craftcloud, tilbyder onlineportaler, der er markedspladser for disse producenter. Kunder uploader deres digitale fil, og produktionspartnere over hele verden byder på projektet. 

"Ofte leder kunderne efter den hurtigste løsning eller den mest økonomiske løsning til deres 3D-printprojekt," siger Mathias Plica, CEO for Craftcloud. "Vi matcher dem med partnere lokalt, der har ekspertisen til at levere i de materialer og kvalitet, de har brug for."

Uanset forretningsmodel, hvad alle disse virksomheder har til fælles, er anvendelsen af ​​smart fremstillingsteknologi for at muliggøre en stærkt automatiseret fremstillingsproces fra idé til opfyldelse. Dette involverer cloud computing, AI, IoT, machine learning, big data, digital simulering og selvfølgelig 3D-print (også kaldet additiv fremstilling).

Evangelister af additiv fremstilling 

Selvom Fathom, der er baseret i Heartland, Wisconsin, har 90 3D-printere i industriel kvalitet til plast- og metaldele og næsten 450,000 kvadratmeter produktionskapacitet på tværs af 12 amerikanske faciliteter, kan dets mest kraftfulde tilbud være dets personale.

"Virksomheder kommer til os for at forstå, hvordan man bruger additiv fremstilling," siger Martin. ”I nogle tilfælde introducerede vi virksomheder til additiv fremstilling, som er et kæmpe vækstområde for os. En af vores bilkunder kontaktede os i sidste uge for at få vores tekniske ekspertise for at finde ud af, hvordan de kan udvikle flere applikationer til det ud over prototyping." 

Budskabet fra on-demand digitale producenter er, at kunderne ikke behøver at vide meget om 3D-print for at drage fordel af den fleksibilitet, hastighed og omkostningsbesparelser, det kan tilbyde. De behøver heller ikke investere i 3D-printere med sekscifrede prisskilte eller hyre erfarne ingeniører for at få dele, prototyper og værktøjer, der er lettere, stærkere og billigere end dem, der er fremstillet ved traditionelle fremstillingsmetoder.

Store virksomheder kan vælge on-demand 3D-print, fordi det tilbyder en bredere vifte af materialer og teknologier, end det ville være praktisk at have på en onsite-facilitet. Fathom tæller blandt sine kunder, Tesla, 3M, Google og Amazon. Shapeways siger, at det arbejder med Target- og proteseproducenten Fillauer, og Xometry kan prale af ingeniører hos Bosch, NASA og BMW blandt sine kunder.

Fast Radius tilbyder en service, den kalder Additive Launch, for at hjælpe kunder med at udnytte de nyeste 3D-printteknologier og designværktøjer for at accelerere produktudviklingen.

"Vi har arbejdet med virksomheder som Rawlings, Steelcase og Aptiv for at bringe nye produkter på markedet, som kun er mulige med additiv fremstilling," siger Rassey. Den nye REV1X Rawlings baseballhandske har intern 3D-printet polstring i tommelfingeren og pinky, der reducerer handskens vægt væsentligt uden at ofre beskyttelse eller holdbarhed, ifølge Rawlings.

Volvo henvendte sig for nylig til Materialize for at strømline produktionen af ​​lettere produktionsværktøjer og armaturer til sine fabrikker. Hos Bell Helicopter Textron henvendte ingeniører sig til 3D-printerproducenten Stratasys' on-demand-produktionsfløj, kaldet Stratasys Direct, for at 3D-printe fly-certificerede komponenter, der reducerede vægten med 13 % og produktionstiden med 75 %, siger virksomheden.

Ud over ekspertise inden for 3D-printning er en anden medvind, der driver væksten for disse on-demand-producenter, fremskridt inden for additiv fremstillingssoftware og selve 3D-printerne. Disse og andre smarte produktionsteknologier i dag er mere modne, pålidelige og overkommelige, siger Rassey. Dette gør det muligt for virksomheder som Fast Radius og andre at etablere profitable forretningsmodeller omkring disse værktøjer. 

"Med Industry 4.0 i gang, er vi på nippet til en betydelig vækstmulighed," siger Martin. "Produktlivscyklusser er så meget kortere, end de var selv for fem år siden, og virksomheder har brug for en on-demand avanceret produktionspartner, som kan bevæge sig hurtigt og opfylde alle deres krav uden at ofre kvaliteten."

Hvis det voksende antal tjenesteudbydere er noget bevis, ser flere virksomheder ud til at vågne op til ideen om agile digitale produktionsplatforme og fordelene ved at omstille deres produktion fra traditionel til digital fremstilling gennem en betroet on-demand-tjenesteudbyder.