Будущее 3D-печати: пять прогнозов от компании Jabil. Часть 1.
Сергей Шихов, директор по управлению проектами «А‑КОНТРАКТ»:
Аддитивные технологии, включая 3D-печать, стремительно переходят из категории «игрушки для техногиков» в область реальных производственных процессов. И несмотря на сравнительно высокую стоимость оборудования и материалов, данные технологии будут развиваться во всех отраслях промышленности.
То, что можно сделать с помощью 3D-печати, больше не является теоретическими изысканиями — теперь это настоятельная производственная необходимость.
Буквально несколько лет назад преимущества аддитивного производства были очень дискуссионными. Много споров велось о том, - есть ли финансовые или технологические основания для перехода от традиционных крупносерийных процессов к аддитивным. Сегодня же 3D-печать позиционируется как основная производственная технология во многих сферах, где она позволяет существенно повысить эффективность производства, сократив временные затраты, необходимые для проектирования и изготовления продукции.
Аддитивное производство набирает обороты и становится опорой для развития, а будущее 3D-печати видится весьма перспективным.
Многие отрасли, включая здравоохранение, аэрокосмическую и оборонную индустрии, находятся в процессе трансформации, которая вызвана развитием цифровизации бизнеса, активной разработкой и внедрением в производство новых материалов и изменениями в цепочках поставок, а также в большой степени расширением сфер применения технологий аддитивного производства.
Так, в аэрокосмической отрасли изготовление внутренних частей летательных аппаратов — в частности, воздуховодов, вентиляционных отверстий и аэродинамического оборудования — с использованием аддитивного производства позволяет конструкторам сокращать вес и количество компонентов в узлах, что дает возможность максимально эффективно размещать все оснащение в тесном пространстве кабины. Кроме того, при проектировании деталей 3D-печать предоставляет разработчикам свободу экспериментировать, подбирать наиболее оптимальную форму изделий, снижать количество потенциальных точек отказа и улучшать их функциональные свойства.
На фоне сокращения циклов создания нового продукта, возможности аддитивного производства дают производителям недоступный ранее уровень гибкости в процессе проектирования, изготовления и поставок продукции.
В ходе третьего исследования «Тенденции 3D-печати», которое проводит компания Jabil раз в два года, выяснилось, что за последние пару лет области применения аддитивного производства заметно расширились. Сегодня компании чаще всего прибегают к технологии 3D-печати на этапах исследований и проектирования новой продукции, в то время как ранее наибольшее распространение 3D-печать получала в процессе прототипирования. Исследование показало, что существенный рост применения 3D-печати произошел в области создания технологического оснащения (37% в 2019 против 57% в 2021 году), изготовления мостов (с 39 до 56%) и производства деталей (рис. 1).
При этом более половины респондентов считают 3D-печать реальной «стратегической возможностью» для своей компании, что свидетельствует о хороших перспективах развития аддитивных технологий.
Проведя исследование, аналитики компании Jabil задумались о том, как повлияет рост применения аддитивного производства на другие отрасли и аспекты производства, и что именно ждет 3D-печать в будущем. Ниже представлено пять прогнозов, сделанных в Jabil.
1. От быстрого прототипирования к массовому производству
Аддитивное производство дает преимущества на каждом этапе разработки продукта, позволяя более эффективно управлять его жизненным циклом и быстро масштабировать процессы при переходе от прототипов к массовым сериям. А в этом и заключается суть промышленного производства.
Когда объемы выпуска изделий сравнительно невысоки (например, если планируется напечатать 100 деталей для разностороннего тестирования их характеристик или для запуска пилотных продаж на региональных рынках), аддитивное производство дает возможность производителям изготавливать небольшие партии с высокой степенью повторяемости продукции. Более того, если требуется увеличить объем даже в 3 или 4 раза, 3D-печать позволяет сделать это без дополнительных затрат на переналадку оборудования.
Аддитивное производство также становится оптимальным решением для предприятий, выпускающих мелкие и средние объемы партий, но имеющих необходимость делать большие вложения в наладку производственных линий, что, естественно, осложняет вывод продукта на рынок. В такой ситуации продукция на начальных этапах изготавливается при помощи 3D-печати, а в дальнейшем переводится на стандартное заводское оборудование для крупносерийного производства. При правильном планировании технологических процессов, начиная с этапов создания проекта и разработки материалов, этот переход осуществляется легко, без каких-либо нестыковок.
Аддитивные технологии также помогают производственным компаниям сократить свои складские запасы и тем самым существенно экономить денежные ресурсы, затрачиваемые на хранение деталей. Теперь предприятию не нужно каждый раз обращаться к поставщику, когда появляется необходимость в той или иной детали, достаточно просто напечатать ее на 3D-принтере. Это особенно актуально для автомобилестроительной отрасли, где за счет 3D-печати складские запасы деталей могут быть снижены на 90%.
Перевод производства некоторых деталей с традиционного способа на аддитивные технологии доказал свою эффективность и в судостроении. Так, по данным исследования Гдыньского морского университета в Польше, изготовление металлической детали по стандартным технологиям занимает в среднем 12 недель и стоит около $20 000, а при использовании 3D-печати сроки изготовления такой же детали сокращается до 72 ч, а ее стоимость не превышает $1250.
Обсуждая аддитивные технологии сегодня, производители переходят от вопроса возможностей к разговору о мощностях.
В скором будущем 3D-печать станет неотъемлемой частью на всех этапах ввода в производство нового продукта (new product introduction, NPI), что позволит предприятиям достигать целевой стоимости продукции на начальных этапах выхода товара на рынок.
Это, в свою очередь, снизит риски, связанные с новым продуктом, и позволит компаниям отложить масштабирование объемов производства до наиболее благоприятного момента.
