Se hai utilizzato gli stessi metodi di produzione per anni, o forse anche per decenni, può essere scoraggiante dover affrontare una tecnologia diversa .
Ma qualunque sia il pezzo o il prodotto che stai realizzando, questo potrebbe essere l’anno in cui scoprirai come la produzione additiva può aiutarti a ottimizzare i processi, a localizzare la produzione, a ridurre i costi e a integrare la sostenibilità nella tua produzione. Ecco i nostri principali motivi per abbracciare la rivoluzione della stampa 3D.
Interruzione della catena di approvvigionamento
La produzione additiva sta avendo un impatto significativo sulle catene di fornitura di , in quanto un numero sempre maggiore di aziende si allontana, almeno in parte, dai metodi di produzione tradizionali di .
Uno dei grandi vantaggi dell’AM è che i pezzi possono essere stampati su richiesta – prodotti in modo economico e rapido, quando e come richiesto, e spediti in pochi giorni anziché in settimane.
La stampa 3D può anche ridurre i rischi delle operazioni, invece di affidarsi a un unico fornitore per una parte critica, e rendere un prodotto a prova di futuro, in quanto i pezzi di ricambio possono essere prodotti facilmente a partire dai dati digitali, invece di dover tenere in magazzino un’ampia e costosa scorta che potrebbe non essere mai utilizzata. Qui a Ricoh 3D, lavoriamo con clienti come Groupe SEB, che produce macchine da caffè KRUPPS, per assicurarci che siano in grado di rispettare la loro promessa di riparazione decennale per quanto riguarda la fornitura di parti di ricambio e di ricambio.
L’AM non riguarda solo la produzione di prototipi e di parti per l’uso finale. Sempre più spesso vengono progettate e create maschere e attrezzature su misura, senza bisogno di costosi utensili, per migliorare significativamente l’efficienza della linea di produzione.
Libertà di progettazione
La stampa 3D offre una libertà di progettazione che nessun’altra tecnica di produzione può offrire. Questo, insieme al sofisticato software di ottimizzazione disponibile con l’AM, crea forme organiche e geometrie complesse che sarebbero state impossibili in precedenza. Ci sono pochissimi vincoli: quasi tutto ciò che può essere immaginato in CAD può essere stampato.
Si tratta di un enorme cambiamento rispetto alla metodologia Design for Manufacture (DFM) che ha incoraggiato i progettisti a eliminare le difficoltà di produzione e a minimizzare i costi. La prossima generazione di ingegneri sta praticando il DfAM (Design for AM) e utilizza il software di progettazione generativa come standard, il che contribuirà a far sì che l’AM venga adottata a livello generale.
Con DfAM, i pezzi possono essere radicalmente riprogettati per consolidare gli assemblaggi e ridurre i costi, mantenendo o migliorando le prestazioni dei pezzi.
Personalizzazione
Oggi più che mai il consumatore richiede un approccio personalizzato e l’AM è perfettamente in grado di offrire ai produttori una strada percorribile per raggiungere questo obiettivo. Il settore automobilistico sta già guidando questa tendenza, con Volkswagen che sta introducendo la personalizzazione di massa su 100.000 componenti del veicolo come le manopole del cambio all’anno. I nostri ingegneri hanno lavorato anche su applicazioni di personalizzazione avanzate, come i prototipi di sedili per auto di fascia alta progettati specificamente in base alla forma e alla fisiologia del conducente. La flessibilità dell’AM la rende l’unico mezzo economico e diretto per la personalizzazione su scala di massa.
Produzione di piccoli lotti/bassi volumi e prototipazione
La stampa 3D è stata per lungo tempo etichettata come uno strumento di prototipazione, grazie alla sua capacità di produrre iterazioni multiple di design in modo economico, in giorni anziché in mesi. Questo è dovuto in gran parte al fatto che la tecnologia è in grado di produrre parti senza la necessità di utensili rigidi, costosi e con tempi lunghi. La tecnologia è in grado di produrre qualsiasi cosa con la semplice pressione di un pulsante. In nessun altro momento della storia questo aspetto è stato più rilevante, con la possibilità di modificare la produzione da un giorno all’altro, in un modo che nessun altro settore avrebbe potuto fare, quando le forniture di DPI erano urgentemente necessarie per fronteggiare l’epidemia di Covid-19.
Con l’AM, i prezzi dei pezzi sono abbastanza costanti indipendentemente dalla complessità e dalla quantità . Questo lo rende il metodo di produzione più conveniente quando sono richiesti bassi volumi di produzione e prototipi. In tutti i progetti c’è un punto di volume in cui i pezzi ripetibili diventano più convenienti da produrre con i metodi tradizionali, ma con gli sviluppi dei materiali e i miglioramenti tecnologici pubblicati ogni settimana la stampa 3D è sempre più considerata un vero e proprio strumento di produzione.
Ambientale
La stampa 3D è l’unica tecnologia che utilizza esclusivamente il materiale necessario per la produzione del pezzo. La stampa su richiesta e il riciclo dei materiali contribuiscono sempre più al movimento verso un’economia circolare . La capacità unica della stampa 3D di consolidare le parti in un numero minore di componenti, spesso singoli, significa meno assemblaggi, meno elementi di fissaggio e un percorso più semplice per il riciclaggio.
Ma la sostenibilità intrinseca dell’AM va ben oltre il processo di stampa: eliminare la necessità di immagazzinare centinaia di pezzi e di spendere l’energia, il tempo e le risorse associate allo stoccaggio può avere un impatto ecologico e finanziario significativo. In genere, i pezzi AM vengono prodotti anche a livello locale e quindi non devono essere spediti per migliaia di chilometri in tutto il mondo, contribuendo a un enormerisparmio di CO2 .
Sviluppi materiali
Le prime stampanti 3D erano limitate a materiali prototipali con applicazioni funzionali limitate, ma con l’ingresso nel mercato di attori chiave come BASF il numero di materiali orientati alle applicazioni finali è in continuo aumento. Questo permette agli ingegneri di accedere a una vasta scelta di materiali: dai materiali per la produzione di tipo ingegneristico come il polipropilene, ai polimeri ad alte prestazioni come il PEEK, dalla stampa 3D in metallo fino ai compositi. Oggi l’industria dispone di una vasta gamma di materiali che si adattano a tutte le applicazioni e aumentano la scalabilità dell’AM.
Velocità
La capacità di produrre pezzi rapidamente è sempre stata uno dei principi della stampa 3D. Eliminando la dipendenza da attrezzature costose e con tempi di consegna lunghi, oggi è possibile avere pezzi in poche ore. Grazie agli uffici di assistenza specializzati che offrono una gamma di tecnologie e sistemi multipli, la produzione può essere avviata in un attimo.
Questa rapidità accorcia il ciclo di sviluppo del prodotto e incoraggia un processo di progettazione iterativa, riducendo notevolmente gli inefficienti tempi di attesa durante la produzione e liberando più rapidamente il capitale circolante.
L’impatto del time to market non può essere sottovalutato: con il 79% dei nuovi prodotti che non raggiunge la data di lancio (indagine CGT/Sopheon), le aziende hanno un’enorme opportunità di utilizzare la stampa 3D per aumentare le vendite e la redditività. Per le piccole tirature e la prototipazione, la stampa 3D sarà sempre l’opzione più rapida, libera da vincoli di ordini minimi o lotti.
Accessibilità
Quando la tecnologia 3D è stata introdotta per la prima volta negli anni ’80, era specializzata e spesso considerata un processo di prototipazione “ad alto budget”. Da allora abbiamo assistito allo sviluppo di macchine e materiali, che hanno portato a una moltitudine di processi diversi che rendono la tecnologia più conveniente. Man mano che un numero maggiore di aziende diversificava la propria offerta e investiva in queste tecnologie, con l’emergere di uffici di servizio che ne sostenevano l’adozione tradizionale, l’AM è diventata la tecnologia preferita per i prototipi singoli fino alla produzione su piccola scala.
La stampa 3D ha anche attirato grandi gruppi di hobbisti e fanatici domestici come nessun’altra tecnologia. I gruppi di utenti creati con questi appassionati, come i 3D Hubs, sono esplosi negli ultimi anni; collegano i designer a individui e aziende che offrono servizi di stampa a costi contenuti e aprono il mercato della stampa desktop.
La tecnologia permette a tutti gli utenti, anche a quelli che hanno un’esperienza limitata o nulla di CAD, di accedere ai file su siti di download come Thingyverse, il che significa che un determinato progetto può essere prodotto da chiunque e ora in un’ampia gamma di materiali .
Economicamente vantaggioso
La stampa 3D è unica per la sua capacità di offrire prezzi convenienti da un singolo pezzo fino alla produzione di piccoli lotti. Spesso il prezzo una tantum è significativamente più conveniente rispetto ad altre tecnologie tradizionali come lo stampaggio a iniezione, grazie all’assenza di investimenti in utensili e di costi di avviamento. Questo significa che il costo orario della manodopera si riduce drasticamente e i prezzi dei materiali sono più bassi perché il pezzo viene costruito da zero. Le tecniche di produzione tradizionali diventano più redditizie con l’aumento dei volumi e gli alti costi di avviamento sono giustificati dai grandi volumi di produzione.
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Innovazione
La crescente conoscenza della manifattura additiva significa che la domanda del mercato e dei clienti di forme organiche e di soluzioni innovative e personalizzate è in aumento. La possibilità di ripensare il processo di progettazione non solo incoraggia l’innovazione del prodotto, ma ha il potenziale di sconvolgere il modo in cui vengono gestite le parti e le relative catene di fornitura. Solo le aziende che si impegnano attivamente nella tecnologia otterranno un vantaggio competitivo e soddisferanno le esigenze dei loro clienti. La velocità di commercializzazione, la possibilità di personalizzazione e l’accessibilità alla produzione a prezzi accessibili stanno dando vita a progetti mai visti prima e stanno cambiando le dinamiche di produzione e fornitura, che si tratti di organi stampati in 3D o di infrastrutture su Marte!