Is additieve fabricage geschikt voor uw bedrijf? Een praktische beslissingsgids

Additieve fabricage, ook wel 3D-printen genoemd, is uitgegroeid van een futuristische noveltijd tot een breed beschikbare technologie. Hoewel additieve fabricage al bestaat sinds de middelste jaren 80, is de groei in gebruik en commercialisering van de technologie de laatste vijf jaar geëxplodeerd. Printers zijn sneller, goedkoper en compacter geworden, niet te spreken over de steeds groeiende selectie van plastic en metalen materialen.

Additieve fabricage breekt de grenzen van traditionele methodes door de manier te veranderen waarop productieonderdelen worden gecreëerd en ondersteund. Wanneer toegepast op de juiste situaties, kan additieve fabricage producten leveren met grotere efficiëntie en verbeterde prestaties. De voordelen gaan niet voorbij; er is een schat aan financiële voordelen bij 3D-printen, variërend van verminderd productafval tot lagere kosten voor complexe onderdelen tot inkomstenkansen op kleine series productie.

Deze uitgebreide gids dekt een diepgang aan informatie over additieve fabricage, de voordelen, wat te overwegen bij het starten, en meer!

Snelle links

• Wat is additieve fabricage?
• 6 voordelen van additieve fabricage in uw productiefaciliteit benutten
• Is additieve fabricage geschikt voor uw bedrijf? 5 overwegingen voordat u deze productietechnologie implementeert
• Maximaliseer uw investering in additieve fabricage met CMTC!

Wat is additieve fabricage?

Additieve fabricage, of 3D-printen, is een proces dat een tastbaar object creëert vanuit een digitaal ontwerp. Terwijl een traditionele 2D-printer een computer gebruikt om een bestand te lezen en een plat, tweedimensionaal replica op stof of papier af te drukken, creëert 3D-printen een fysiek object vanuit een digitaal bestand, door laag na laag materiaal te gebruiken, totdat het een voltooide driedimensionale object vormt.

Additieve fabricagetechnologieën bouwen driedimensionale objecten één fijn laagje per keer. Elke volgende laag hecht aan de voorgaande laag van deels gesmolten materiaal. Met andere woorden, in plaats van materiaal te verwijderen tijdens het productieproces om onderdeelkenmerken zoals gaten te maken, zou het onderdeel geconstrueerd worden met additieve fabricagemethoden met het gat al gevormd in het eindproduct.

Het laagmateriaal kan bijna elk type stof zijn, variërend van metalen poeder, keramiek, thermoplasten, glas - zelfs chocolade! Als resultaat zijn 3D-printers niet one-size-fits-all; er zijn diverse opties voor 3D-printen, dus het type printer varieert voor verschillende toepassingen.

Additieve fabricage is gebruikt om fysieke modellen, prototypes, toolingcomponenten en productieonderdelen te bouwen in diverse media, waaronder metaal, plastic en composietmaterialen. Bijna elke vorm kan gerepliceerd worden op een 3D-printer, en onderdelen kunnen in diverse kleuren en zelfs met meer dan één materiaal geproduceerd worden.

6 voordelen van additieve fabricage in uw productiefaciliteit benutten

3D-printen wordt geroemd om zijn innovatieve industriële productiemogelijkheden. Er zijn diverse voordelen die deze productietechnologie een waardevol activum maken dat door bedrijven over de hele wereld geïmpliceerd wordt, waaronder:

Verminderde ontwikkelingskosten

Deze geavanceerde productietechnologie heeft het stereotype van enigszins prijzig te zijn, vanwege de initiële kosten. Echter, de lange-termijn verminderde ontwikkelingskosten leveren geldbesparende voordelen op.

Wat machine-exploitatiekosten betreft, hangt het af van de grootte van de 3D-printer. Meeste desktop 3D-printers gebruiken evenveel stroom als een laptop, terwijl sommige grote industriële 3D-printers significant meer gebruiken. Toch resulteert hun vermogen om complexe objecten in één stap te produceren in grotere efficiëntie en productiviteit.

Een van de belangrijkste voordelen van 3D-printen is de verminderde arbeidskosten. Behalve post-processing, zijn de meeste printers zelfvoorzienend en hebben nauwelijks hulp van een operator nodig. De arbeidskosten voor een 3D-printer zijn essentieel nihil, vergeleken met traditionele productie waar hooggeschoolde operators meestal noodzakelijk zijn.

Bovendien is additieve fabricage bij lage volumes concurrerend in kosten vergeleken met traditionele productie. Het is significant goedkoper om prototypes te 3D-printen dan met andere productiemethodes, zoals injectiegieten, traditionele matrices, mallenen, frezen en bewerken.

Minder productafval

Door ontwerpen in een computerprogramma te maken en ze vervolgens te laten printen, wordt de tijd om nieuwe ontwerpen te creëren en produceren drastisch verkort met minder afval. Dit digitaal-naar-digitaal proces verwijdert de additionele intermediaire stappen van traditioneel prototypen.

Bovendien heeft 3D-printen een verhoogde doorlooptijd. Met de mogelijkheid om snelle iteraties te creëren, identificeert 3D-printen technische en ontwerpkwesties die weken, zo niet maanden, hebben gekost om te ontdekken in traditionele productie.

Additieve fabricage maakt het creëren van complexe ontwerpen mogelijk die normaal te moeilijk of te duur zijn om te bouwen. Procesontwikkeling kan in minder tijd worden bereikt met geld besteed aan het ontwerpen en bouwen van prototypes met traditionele methodes, zoals mallenen en matrices. Er is ook minder productafval door de noodzaak om mallenen voor onderdelen en kenmerken die in prototype-iteraties zijn gewijzigd, te schrotten.

Beslissingen over eindontwerpen van onderdelen sneller bereikt worden omdat de tijd die nodig is voor effectief ontwerp en creatie wordt verminderd. Over het genomen biedt additieve fabricage een effectiever en efficiënter ontwerpproces met minder afval en verminderde uitgaven.

Verbeterde productkwaliteit

De voordelen van 3D-printen strekken zich uit tot het leveren van betere productontwerp- en procesontwikkelingskwaliteit. Additieve fabricage stelt fabrikanten in staat superieure producten te creëren omdat ontwerpkwesties, zoals slechte ergonomie, vroeg geïdentificeerd en snel opgelost kunnen worden. Als resultaat kan de kwaliteit van de onderdelen verbeterd worden met een betere eindontwerp door 3D-printen.

Bovendien stelt deze technologische vooruitgang ingenieurs in staat om complexe en ingewikkelde onderdelen te bouwen die niet kosteneffectief of zelfs mogelijk zijn met typische productiemethodes. Ingenieurs zijn niet langer beperkt tot de beperkingen van traditionele apparatuur; sommige onderdelen die als assemblages ontworpen waren die verbinding, bevestiging of lassen vereisten, kunnen als één enkel onderdeel geprint worden. Dit vermindert afval terwijl het vaak grotere kracht en duurzaamheid aan het product toevoegt en potentiële breukpunten vermindert.

3D-printen kan ook onderdelen creëren uit diverse stoffen, zoals thermoplasten. Sommige van deze materialen kunnen het gewicht aanzienlijk verminderen terwijl kracht en integriteit behouden blijven. Dit is uitzonderlijk nuttig wanneer ingenieurs kracht willen behouden maar gewicht willen verminderen.

Additieve fabricage kan een waardevolle technologie zijn om duurzame producten te creëren die continu gebruik kunnen door hun verbeterde kwaliteit.

Echt snelle prototyping

Herinnert u zich toen "snelle" prototyping een levertijd van weken of maanden betekende om te ontwerpen en produceren? Dit was primair vanwege de noodzaak om een prototype-gereedschap of -fixture te produceren en waarschijnlijk een deel van dit werk uit te besteden, aangezien veel fabrikanten zich richtten op productie, maar hun waardevolle tijd niet wilden binden om een enkel prototype-onderdeel te produceren.

Met additieve fabricage kunt u een prototype op een 3D-printer in uren ontwerpen en produceren - niet weken! In plaats van ontwerpen voor productie, kunt u nu produceren voor ontwerp. Bovendien kunnen onderdelen geproduceerd worden om specifiek aan complexe klantspecificaties te voldoen. Dit is een game-changer voor prototyping.

Wat betekent dit voor uw bedrijf? Met een relatief kleine investering in een 3D-printer en expertise, kunt u nu snel mock-ups van een nieuw product produceren en het in handen van de klant hebben in een paar dagen. Bovendien kunt u een onderdeel produceren om een zeer specifieke marktnis te bedienen, wat kan leiden tot de productie van hoge-marge producten.

Een middel om talent, expertise en enthousiasme aan uw bedrijf te trekken

In het tweede artikel in onze blogreeks over het aantrekken van millennials, "Hoe millennials aan te trekken en de toekomst van de productie te bewaren", bespraken we de incorporatie van additieve fabricage en andere nieuwe technologieën in uw werkplek om geschoolde werknemers uit deze populatie aan te trekken. Zoals in dat artikel vermeld, kunt u additieve fabricage-apparatuur gebruiken om jonge, geschoolde werknemers aan uw faciliteit te trekken.

Is additieve fabricage geschikt voor uw bedrijf? 5 overwegingen voordat u deze productietechnologie implementeert

Zoals bij de implementatie van elke substantiële verandering in uw productieproces, zijn er diverse factoren om te overwegen en te verkennen voordat u nieuwe technologie in uw bedrijf brengt.

Herken de mindset-verandering geassocieerd met additieve fabricage

Terwijl additieve fabricage een krachtig hulpmiddel is voor fabrikanten, vereist het effectieve gebruik van additieve fabricage een verandering in mindset voor ontwerpingenieurs en bedrijfsmanagers. Additieve fabricage gaat tegen veel van de principes in die de meeste ontwerp-, mechanische en industriële ingenieurs op school leren.

Bijvoorbeeld, traditioneel zijn metalen bladen gebruikt als grondstof voor een metalen fabricageproces. Deze bladen worden gelaserd gesneden om een vorm te produceren. De taak van ontwerpingenieurs is geweest om de juiste grootte staalblad te bestellen en het programma te ontwerpen om de nesting van onderdelen binnen dat blad te optimaliseren om schroot te minimaliseren. Hoe minder staal weggesneden wordt, hoe lager de schrootkosten, en hoe hoger de winst.

In het geval van additieve fabricage, in plaats van te focussen op het verminderen van de hoeveelheid materiaal die uit een proces verwijderd wordt, bouwt u een product op, door materiaal toe te voegen waar nodig of het in de ontwervase weg te nemen om een onderdeel te produceren. Dus in plaats van een vorm uit een staalblad te snijden, bouwt u hetzelfde onderdeel op met een 3D-printer. Als u de vorm of kenmerken niet leuk vindt, wijzigt u simpelweg het model en print u er een ander! Eenmaal een ontwerp dat u leuk vindt, kunt u zoveel kopieën afdrukken als u nodig heeft.

Zoals u ziet, wordt de ontwerpmindset op zijn kop gezet wanneer additieve fabricage betrokken is. De overwegingen verschuiven van het verminderen van weggesneden materiaal naar het optimaliseren van het onderdeelontwerp en het bouwen van een onderdeel, één voor één.

Hier zijn enkele eenvoudige en relatief goedkope manieren om uw ontwerpingenieurs te heropleiden om met 3D-printtechnologieën te werken:

Leren

Veel universiteiten en community colleges hebben additieve fabricageprogramma's ontwikkeld. Deze kunnen variëren van specialisaties en certificeringsprogramma's tot additieve fabricage-workshops en seminars. Additieve fabricage-evenementen bieden ook kansen voor ingenieurs en bedrijfsmanagers om meer over de technologie te leren, wat cruciaal is voor elke significante procesverandering.

Lezen

Tijdschriften, zoals Make Magazine, worden gepubliceerd om voorbeelden van 3D-materialen te tonen en vergelijkingen tussen printermodellen te bieden, zodat u de juiste voor uw bedrijf kunt selecteren. Het internet bevat ook een schat aan data over additieve fabricage en 3D-printen. Onze website heeft een heel gedeelte gewijd aan additieve fabricage-informatie en -bronnen.

Netwerken

Vraag omheen en verbind met lokale fabrikanten die 3D-printen gebruiken. Leer hoe ze de functies benutten en de mogelijkheden optimaliseren. Fabrikanten-netwerken, de lokale kamer van koophandel, en evenementen zijn plaatsen waar u anderen kunt vinden die de technologie gebruiken.

Experimenteren

De kosten van persoonlijke en desktop 3D-printers zijn dramatisch gedaald naarmate meer modellen geïntroduceerd worden en de concurrentie in deze markt toeneemt. Een desktop mini-printer kan voor slechts $500 gekocht worden. Als u overweegt additieve fabricage in uw operaties te incorporeren, koopt u er een of een paar en geeft u ze aan uw ingenieurs, zoals Ford Motor Company doet. Er is geen betere manier om de technologie te leren en de mindset te veranderen dan door de ontwerpers en ingenieurs met de technologie te laten "spelen". Eenmaal de mogelijkheden van Additieve fabricage beter begrepen worden door uw ontwerpers en ingenieurs, zal het identificeren van de juiste industriële Additieve fabricagetechnologie voor uw bedrijfsbehoeftes veel makkelijker zijn.

Nieuwe technologieën kunnen eng zijn, maar ze kunnen ook opwindend zijn! De belofte van additieve fabricage in de komende vijf jaar is opwindend, van de productie van custom, functionerende protheses tot het gebruik van 3D-printen in de meerderheid van basisschoolklassen en huizen.

Maximaliseer uw investering in additieve fabricage met CMTC!

Wat als u niet weet hoe u een 3D-printer gebruikt? Toen additieve fabricage voor het eerst op de markt kwam, waren er maar weinig bronnen om fabrikanten te helpen de technologie te gebruiken, en die die bestonden waren erg duur. Er zijn andere gratis of goedkope manieren om uw bedrijf bekend te maken met additieve technologie en mogelijke toepassingen op uw situatie. CMTC sponsort additieve fabricage-webinars, die presentaties van experts en bronnen op het veld van additieve fabricage omvatten.

Naarmate de vraag naar gecustomiseerde onderdelen blijft stijgen, zullen additieve fabricageprocessen steeds relevanter worden in de toekomst. AM-apparatenfabrikanten voorspellen dat naarmate meer bedrijven deze technologieën gaan adopteren, het slechts een kwestie van tijd is voordat de toekomst van de productie volledig getransformeerd is.

CMTC herkent het belang van deze weg vooruit en is hier om u te helpen uw productiebedrijf te transformeren met additieve fabricage. Neem contact met ons op om meer te leren!