5 tips om uw bedrijf te helpen slagen met additieve productie

Heeft u additive manufacturing voor productie aangenomen of wilt u dit binnenkort doen? We delen 5 tips om jou te helpen slagen.

Additive manufacturing is een belangrijke productiemethode voor productie geworden. Volgens een recent onderzoek van Jabil gebruikt meer dan 55% van de bedrijven 3D-printtechnologieën om ten minste 25% van hun functionele onderdelen of onderdelen voor eindgebruik te produceren.

Maar hoe kunt u het beste uit de technologie halen en ervoor zorgen dat uw additieve productie schaalbaar is?

Voordat we ingaan op wat bedrijven die AM gebruiken, moeten overwegen tijdens hun additieve productiereis, laten we eerst onderzoeken wat AM in de eerste plaats aantrekkelijk maakt voor productie.

Waarom industrieel 3D-printen gebruiken?

De groei van 3D-printtechnologieën in verschillende sectoren laat zien dat bedrijven, zowel kleine als grote, op meerdere manieren kunnen profiteren van 3D-printen.

On-demand productie 

Voor bedrijven die flexibelere productie willen omarmen, biedt additive manufacturing een kosteneffectieve oplossing voor on-demand productie. De technologie kan worden gebruikt om gereedschap en reserveonderdelen te maken op het moment dat ze nodig zijn, waardoor de noodzaak om een ​​overtollige voorraad aan te houden, wordt verminderd.

Lees ook: Waarom zouden bedrijven gedistribueerde productie van additieven moeten omarmen?

Ontwerpinnovatie 

Bovendien, voor bedrijven die nieuwe ontwerpbenaderingen verkennen, breidt 3D-printen de ontwerpmogelijkheden uit. Complexe geometrieën, zoals roosterstructuren, kunnen in 3D worden geprint om componenten te creëren die met andere technologieën onmogelijk te produceren zijn.

Massa-aanpassing 

Bovendien maakt 3D-printen massa-aanpassing haalbaar. Met traditionele productie waar massaproductie in grote hoeveelheden standaard is, zijn de kosten om op maat gemaakte producten in kleine batches te produceren onbetaalbaar. 3D-printen stelt fabrikanten in staat om hoge gereedschapskosten te omzeilen, waardoor op maat gemaakte onderdelen sneller en kosteneffectiever worden geproduceerd.

Lees ook: 3D-printen en massaaanpassing:waar staan ​​we vandaag?

Veel bedrijven blijven aarzelen 

Ondanks de voordelen blijven veel bedrijven terughoudend met het omarmen van additive manufacturing. Dit is met name het geval voor kleine en middelgrote ondernemingen, waar de middelen beperkt kunnen zijn en het vooruitzicht van investeringen ontmoedigend.

Gelukkig hoeft het starten van de reis naar additive manufacturing niet meteen een grote investering in de technologie of een heruitvinding van uw huidige bedrijfsmodellen te betekenen. Een succesvolle AM-reis begint met het onderzoeken van AM-mogelijkheden en geleidelijke overgang naar de integratie van de technologie in de bestaande processen.

Hieronder delen we 5 bruikbare tips om u te helpen slagen met de reis en ervoor te zorgen dat uw AM-activiteiten kunnen schalen.

5 manieren om te slagen met additieve productie 

#1 Ontwikkel AM-expertise op meerdere fronten 

Gezien alle uitdagingen waarmee bedrijven worden geconfronteerd bij het implementeren van AM, is het nuttig om op meerdere fronten na te denken over AM-adoptie.

Volgens Steven Taylor van 3DGBIRE, AM-service- en trainingsaanbieder, hebben bedrijven een reeks vaardigheden nodig voor succesvol gebruik van industrieel 3D-printen, waaronder: 

• De kennis van AM-technologieën
• Computer-Aided Design-vaardigheden (CAD)
• Ontwerp voor Additive Manufacturing (DfAM)
• Materiaalwetenschap
• Nabewerking
• Reverse-engineering
• Zachte vaardigheden

Focussen op slechts één gebied, bijvoorbeeld machines, is waarschijnlijk niet genoeg om u met AM te brengen waar u moet zijn.

Evenzo benadrukt John Barnes van The Global Barnes Advisors, AM engineering consultancy, hoe belangrijk het is om AM-adoptie door verschillende lenzen te bekijken:"Bij TBGA gebruiken we een 4-lensbenadering om een ​​plan te maken om AM te implementeren, inclusief machines, materialen , Digitaal en Mensen. In deze alomvattende aanpak kunnen we ervoor zorgen dat er niets wordt weggelaten, zoals de digitale workflow en de noodzaak om mensen bij te scholen en op te leiden.”

Voordat bedrijven echter beginnen met training en een digitale workflow, moeten bedrijven zeker weten wat ze precies willen produceren met AM, wat ons bij het volgende punt brengt:begrijpen waar de overstap naar additive manufacturing zinvol is.

#2 Identificeer apps die kunnen profiteren van AM 

Heeft u oude onderdelen die baat kunnen hebben bij een redesign? Of heeft u momenteel onderdelen met weinig vraag op voorraad die in plaats daarvan on-demand kunnen worden geproduceerd? Dit zijn slechts twee redenen om AM te beschouwen in plaats van traditionele productiemethoden.

BRC Automotive deed precies dat. In samenwerking met AM-specialist, 3T RPD, gebruikte het auto-ontwerpbedrijf additieve fabricage om een ​​aangepast inlaatspruitstuk te produceren voor zijn VW VR6 12v-motor.

Deze en andere complexe onderdelen met een klein volume zouden normaal gesproken worden gespuitgiet of gegoten, wat hoge kosten met zich meebrengt. Bovendien konden ontwerpers ontwerpkenmerken opnemen die niet mogelijk waren met andere productiemethoden.

Zoals deze casestudy aantoont, is het onderzoeken van uw productportfolio een belangrijke stap bij het bepalen van de potentiële toepassingen van uw bedrijf voor de technologie.

Andere manieren om AM te benutten zijn onder meer fabricage-onderdelen die doorgaans in lage volumes worden geproduceerd, of componenten die een hoog niveau van maatwerk vereisen dat economisch niet haalbaar is met traditionele productie.

Natuurlijk zullen niet alle onderdelen profiteren van additive manufacturing - daarom is het identificeren van potentiële toepassingen van cruciaal belang. Als uw ontwerp onbetaalbaar is, of anderszins te complex om te vervaardigen, kan AM de juiste keuze zijn. Daarentegen, waar grote volumes nodig zijn, is het waarschijnlijk het beste om spuitgieten te overwegen.

Maar hoe kun je het proces van het identificeren van producten die goed zijn voor AM het beste combineren met het proces van het ontwikkelen van andere essentiële AM-vaardigheden?

Hier komt een centre of excellence in beeld.

Lees ook:Industriële toepassingen van 3D-printen:de ultieme gids

#3 Zet je eigen kenniscentrum op

Het opzetten van een Centre of Excellence (CoE) is een geweldige manier om de acceptatie en integratie van additive manufacturing door uw bedrijf te beheren.

Een CoE kan worden gedefinieerd als een team of faciliteit die is opgezet om bedrijfsdoelstellingen te ondersteunen en de expertise van uw bedrijf op een bepaald gebied te stimuleren - in dit geval additief. Uw CoE is de sleutel tot het vinden van de beste gebruiksscenario's en praktijken - en deze te verspreiden binnen uw organisatie.

Om zo'n team op te zetten, is input nodig van de belangrijkste belanghebbenden, waaronder productiepersoneel en ingenieurs. Dit is natuurlijk niet zonder uitdagingen, niet in de laatste plaats omdat AM aanzienlijk verschilt van conventionele productietechnieken. Het betekent een heroverweging van conventionele benaderingen van ontwerp, productie en supply chain management.

Dit betekent dat uw CoE zich ook moet richten op het bevorderen van een nieuwe organisatorische mentaliteit die zal helpen om de nieuwe productie- en bedrijfsmodellen van AM te omarmen.

Swagelok is een bedrijf dat het belang heeft geïdentificeerd van een culturele verschuiving naast procesveranderingen bij het succesvol integreren van AM. Het Amerikaanse bedrijf produceert componenten voor gas- en vloeistofsystemen in grote volumes, met uitgebreide mogelijkheden op het gebied van subtractieve productiemethoden.

Het bedrijf heeft echter gebieden geïdentificeerd waar additieve fabricage kan worden gebruikt om de beperkingen van deze traditionele methoden te overwinnen, bijvoorbeeld bij de productie van zijn kogelkraan met stoomtracing. Tijdens een conferentie gehouden door het MKB, concentreerde de presentatie van Swagelok zich op het belang van het veranderen van de bedrijfscultuur en haar inzet voor het creëren van een 'veelzijdige additive manufacturing-strategie'.

Het ontwikkelen van uw personeelsbestand zal een ander onderdeel van uw centre of excellence zijn. Aangezien de overgrote meerderheid van fabrikanten een gebrek aan kennis als een belangrijke belemmering voor hun adoptie van AM noemt, wordt het intern ontwikkelen van een talentenpool steeds belangrijker.

“We hebben de neiging om te vergeten dat mensen de belangrijkste hulpbron zijn in AM, niet de apparatuur. Vaak is training een onderdeel van succes in AM .”

John Barnes

En het ontwikkelen van een kenniscentrum is ook niet voorbehouden aan grote bedrijven. Kmo's kunnen ook profiteren van deze aanpak, met name bij het opzetten van een AM-strategie. Het gebruik van educatieve programma's kan bijvoorbeeld een goed startpunt zijn.

Purdue University en The Barnes Global Advisors (TBGA) hebben bijvoorbeeld twee AM-certificaatprogramma's ontwikkeld om deelnemers fundamentele kennis van AM-vaardigheden te bieden.

Ondanks de uitdagingen zal het opzetten van een CoE de kansen aanzienlijk vergroten dat u uw kennis en expertise in AM met succes verbetert, terwijl u best practices ontwikkelt voor het gebruik van de technologie.

#4 Partner met universiteiten en onderzoeksinstellingen

Het aangaan van samenwerkingsrelaties met universiteiten en onderzoeksinstellingen is een andere manier om AM-adoptie binnen uw organisatie te bevorderen.

Zo'n partnerschap heeft wederzijdse voordelen. Enerzijds kunnen bedrijven meer toegang krijgen tot grensverleggend onderzoek en wetenschappelijk talent. Aan de andere kant kunnen universiteiten toegang krijgen tot financiële steun en partners in onderzoek.

Een voorbeeld is Proto Precision Manufacturing Solutions, een Amerikaans bedrijf dat gespecialiseerd is in metaalbewerking. Toen het bedrijf de vooruitgang in de 3D-printtechnologie voor metaal zag, besloot het zijn potentieel te benutten.

Voor een relatief klein bedrijf als Proto Precision was het kopen van een metalen 3D-print echter geen haalbare optie.

Om deze reden tekende het bedrijf in 2018 een samenwerking met het Center for Design and Manufacturing Excellence (CDME) van de Ohio State University. Het doel van het partnerschap is om Proto Precision te helpen bij het ontwikkelen van zijn 3D-printmogelijkheden voor metaal.

CDME biedt onderdak aan een reeks metalen 3D-printtechnologieën binnen één universitair laboratorium, van binderjetting tot poederbedfusie. Met deze toegang tot hoogwaardige 3D-printers en CDME's expertise op het gebied van AM, was Proto Precision in staat om snel metaal 3D-printtechnologie te integreren in hun activiteiten om te voldoen aan de behoeften van zijn groeiende klantenbestand.

Dit is slechts één voorbeeld van hoe de gecombineerde kracht van de industrie en de academische wereld innovatie kan versnellen.

Daarnaast kunnen bedrijven die AM in de productie willen opnemen, maar niet over de nodige vaardigheden beschikken, zich tot universiteiten wenden voor de ontwikkeling van hun personeel.

In het licht van de bestaande kloof in AM-vaardigheden is het opbouwen van sterkere relaties met universiteiten – vooral die welke AM-onderwijsprogramma's of -trainingen verzorgen – een gunstig model dat geweldige resultaten kan opleveren.

#5 Focus op herhaalbaarheid en minimalisering van procescomplexiteit 

Ten slotte, als u begint met het intern ontwikkelen van AM-productiemogelijkheden, is een ander cruciaal ding om te overwegen hoe u herhaalbaarheid bereikt.

Herhaalbare kwaliteit wordt niet gemakkelijk bereikt in AM.

De meeste AM-technologieën vereisen een uitgebreide build-setup om ervoor te zorgen dat het onderdeel het printproces voltooit en nabewerking kan ondergaan. Zoals de meeste AM-gebruikers weten, is dit soms makkelijker gezegd dan gedaan, omdat het niet ongebruikelijk is om variaties en inconsistenties tussen onderdelen en machines onder ogen te zien.

Een manier om vooruit te komen is om zoveel mogelijk data te verzamelen, die inzicht kan geven in het 3D-printproces, en deze data te gebruiken om het proces te optimaliseren.

Het opzetten van een gesloten regelsysteem wordt beschouwd als de meest efficiënte manier om de herhaalbaarheid in AM te vergroten.

Een gesloten regelsysteem omvat drie stappen:de eerste is de planning van de bouw door middel van simulatie; de tweede is de machine- en procesbewaking; en tot slot het gebruik van de verzamelde gegevens om het printproces te analyseren en het systeem aan te passen om bouwfouten te voorkomen en reproduceerbaarheid te garanderen.

Het opzetten van een dergelijk systeem vereist een hoog niveau van connectiviteit tussen machines en het vermogen om deze processen te coördineren.

Dit is waar je moet gaan nadenken over de digitale kant van de dingen. Het installeren van een digitaal systeem dat het efficiënt verzamelen en verwerken van gegevens ondersteunt en transparantie en verantwoording bevordert, is wat nodig is voor het 3D-printen van onderdelen met betrouwbare, consistente resultaten.

Zo is Bowman Additive Production gespecialiseerd in de productie van lagers met AM. Aangezien de AM-specialist dagelijks meerdere projecten afhandelt, zou het met tools als Excel een uitdaging zijn om een ​​duidelijk overzicht te behouden van de onderdelen en productievereisten in de aanvraag-, productie- en nabewerkingsfasen.

Het gebruik van gespecialiseerde AM-software heeft het bedrijf in staat gesteld om ordergegevens voor 3D-printen te verzamelen, onderdelen door de productie en nabewerking te volgen en alle stappen digitaal te coördineren. Als resultaat heeft Bowman AP de gegevens gecentraliseerd en een gestroomlijnd proces opgezet dat de herhaalbaarheid ondersteunt.

Dus de conclusie hier is dat u al vroeg moet nadenken over hoe u uw AM-productie gaat beheren. Zonder gespecialiseerde oplossingen die voor AM zijn ontwikkeld, zoals additieve MES en machine-integratie, loopt u het risico de procescomplexiteit te vergroten. Dit maakt het bereiken van een hoog niveau van herhaalbaarheid een uitdaging en heeft invloed op het algehele schaalvermogen.

Denk groot, begin klein, schaal snel 

Het adopteren van een nieuwe technologie kan ontmoedigend zijn en is niet zonder risico. De voordelen van additieve fabricage op de lange termijn wegen echter ruimschoots op tegen de initiële tijd en investeringen die nodig zijn.

Zoals Brian Alexander van Solvay, de toonaangevende leverancier van hoogwaardige AM-ready materialen, heeft samengevat:"Als je realistisch bent over het gebruik van AM als een levensvatbaar productieproces, moet je materiaal, printer/proces en ontwerp combineren om succesvol te zijn, anders de prestaties, kwaliteit en consistentie van uw onderdeel zullen ver onder die van traditionele productie liggen.”

Zoek dus de gebieden waar AM waarde toevoegt. Verken de beschikbare technologieën en geef prioriteit aan de technologieën die het beste bij uw behoeften passen. Profiteer van de opleidings- en opleidingsmogelijkheden van onderzoeksinstellingen en adviesbureaus.

Begin ten slotte met het ontwikkelen van een implementatiestrategie, waarbij u uw expertisecentrum als middelpunt gebruikt.

Deze stappen helpen u geleidelijk uw weg te vinden naar het opbouwen van uw eigen expertise op het gebied van het gebruik van geavanceerde additieve productie.