Zwiększenie efektywności produkcji dzięki drukarkom 3D

Produkcja przemysłowa od lat mierzy się z marnotrawieniem surowców, czasu pracy i pieniędzy utopionych choćby w częściach zamiennych.

Jednym z rozwiązań jest koncepcja lean manufacturing, która pomaga odchudzić cały proces produkcyjny i zadbać o koszty. Współczesną odpowiedzią na wyzwania, które stawia przed fabrykami i firmami lean managment, może stać się druk 3D.

Zacznijmy od tego, z czym mierzy się branża produkcyjna. Na pierwszym miejscu można postawić straty wynikające z magazynowania surowców i części zamiennych. Proces wytwarzania wymaga stałego dostępu do materiałów oraz do elementów zamiennych maszyn i całych linii produkcyjnych. Ponieważ firmy nie mogą pozwolić sobie na przestoje w produkcji, zazwyczaj przechowują więcej, niż są w stanie w danym momencie wykorzystać, co oznacza zamrożenie środków oraz dodatkowe koszty związane z wynajęciem powierzchni magazynowej.

Tradycyjny proces produkcji wiąże się także z gromadzeniem odpadów poprodukcyjnych, które bardzo trudno przetworzyć lub zastosować powtórnie. A to jeszcze nie wszystko.

Personalizacja i prototypowanie

Potrzeby klientów rosną, a firmy z coraz większym zaangażowaniem starają się im sprostać. W przypadku tradycyjnych procesów produkcyjnych nie jest to jednak łatwe zadanie. Zmodyfikowanie linii, nowe ustawienie maszyn jest czaso- i zasobochłonne. Innymi słowy – po prostu się nie opłaca. Produkcja, którą znamy, opiera się na wytwarzaniu masowym, ale ono – choć wciąż stoi u podstaw funkcjonowania przemysłu – nie jest w stanie sprostać wymaganiom klienta XXI wieku.

Niełatwe jest też wprowadzanie nowości. Każda praca nad nową wersją produktu wymaga czasem kilkukrotnych prób stworzenia prototypu, przeplatanych poprawkami, modyfikacjami, dostosowywaniem do wymagań, przeprojektowywaniem linii produkcyjnej i w związku z tym często przestojami w codziennej pracy wytwórczej. Trudno jest więc przygotować kilka propozycji nowych produktów, z których można wybrać najbardziej funkcjonalny lub najlepiej trafiający w oczekiwania konsumentów.

Lean manufacturing pomocny

Na część tych bolączek miał odpowiedzieć lean manufacturing. To koncepcja, która zakłada zerwanie z marnotrawieniem surowców, czasu czy pieniędzy. Wprowadzono ją po raz pierwszy po drugiej wojnie światowej w fabryce Toyoty w Japonii. Szybko przyniosła spektakularne rezultaty. Szczupła produkcja w dużym skrócie zakłada wytworzenie nowego produktu szybciej, przy wykorzystaniu mniejszej liczby narzędzi, mniejszej przestrzeni i mniejszej pracy rąk ludzkich.

Wprowadzenie idei lean manufacturingu wymaga dokładnego przyjrzenia się procesom zachodzącym w fabryce, przepływom surowców, realizacji zamówień itd. Na tej podstawie można podjąć kroki zmierzające do wyeliminowania marnotrawstwa. Zazwyczaj w tym zadaniu pomagają nowe technologie, przede wszystkim różne rozwiązania informatyczne. Branża zyskała jednak nowego sprzymierzeńca w walce z nadmiarem i stratami w procesach wytwórczych – druk 3D.

Wsparcie technologii druku 3D

W jaki sposób druk 3D może wesprzeć ‘odchudzanie’ produkcji? Przede wszystkim pozwala na ominięcie konieczności magazynowania, głównie części zamiennych, których już nie trzeba gromadzić na zapas. Można je po prostu wydrukować w momencie, w którym okażą się potrzebne. Przyspiesza i upraszcza także pracę nad nowymi produktami. Ponieważ proces druku 3D jest nawet kilkukrotnie szybszy niż tradycyjny proces produkcyjny, znacznie szybciej i – co najważniejsze – taniej można drukować prototypy i na bieżąco niemal wprowadzać do nich konieczne poprawki. Można też zaproponować kilka różnych projektów i wybrać z nich ten, który spełnia najwięcej wymagań producenta i jego klientów.

Druk 3D pozwala także na tworzenie małych serii produktów, a nawet na zaprojektowanie i wykonanie produktu pod indywidualne potrzeby konkretnego odbiorcy. A to oznacza, że wprowadza przemysł w erę 4.0. Technologia druku przestrzennego jest ekologiczna i nie generuje aż tylu odpadów w procesie produkcji. Co więcej, przy metodzie SLS niespieczone proszki mogą zostać ponownie wykorzystane do drukowania, a na świecie już powstają pierwsze projekty, w których z niepotrzebnych tworzyw sztucznych produkuje się filamenty do drukarek. 

Jak to działa w praktyce?

Pure Power Sources to firma wytwarzająca matryce z tworzyw sztucznych i stali oraz detale z elastomerów. Są one stosowane przede wszystkim jako elementy linii produkcyjnych.

Przed zakupem drukarki 3D 3DGence firma mierzyła się z kilkoma wyzwaniami. W przypadku matryc miała bardzo dużą konkurencję korzystającą z podobnych technologii, więc proponującą produkty o zbliżonych cenach. Natomiast prototypy detali z elastomerów powstawały na frezarkach, co było kosztowne i zajmowało maszyny, które powinny wykonywać inne zlecenia. Koszty nie pozwalały na wytwarzanie małych serii produktów.

Wszystko zmieniło się, gdy spółka Pure Power Sources zainwestowała w technologię druku 3D. Dziś drukuje wytrzymałe i odporne na uszkodzenia matryce o właściwie dowolnej geometrii. Drukuje też prototypy detali, co jest tanie, obniża koszty produkcji i przyspiesza jej proces. Dzięki temu opłacalne stały się nawet zlecenia na pojedyncze sztuki. To wszystko przełożyło się na liczbę zamówień oraz wzrost konkurencyjności firmy, która oferuje teraz produkty niedostępne w portfolio innych przedsiębiorstw o podobnym profilu działalności. 

Druk 3D zmienia branżę produkcyjną i wspiera koncepcję lean manufacturingu. Dzięki zastosowaniu technologii wytwarzania przyrostowego firmy oszczędzają czas, pieniądze i zasoby ludzkie. Produkują więc szybciej, taniej i z wykorzystaniem mniejszej ilości surowców. Wszystko zgodnie z zasadami szczupłej produkcji, która zyskała w druku 3D nowego sojusznika w walce z marnotrawstwem w przedsiębiorstwach.

Źródło: 3DGence