Nếu bạn là một nhà sản xuất quy mô vừa và nhỏ, bạn chắc hẳn đã nghe nói đến in 3D, còn được gọi là sản xuất phụ gia (AM). Sản xuất phụ gia đã được ca ngợi là cuộc cách mạng công nghệ mới nhất trong sản xuất, có khả năng chế tạo mọi thứ từ ghế ngồi xe đạp đến động cơ đẩy tên lửa, và hứa hẹn làm cho tất cả các loại phụ tùng và sản phẩm nhanh hơn, rẻ hơn, nhẹ hơn và bền vững hơn. In 3D cho phép các hình dạng và thiết kế bộ phận không thể thực hiện được với bất kỳ công nghệ nào khác và sử dụng các vật liệu khác nhau, từ kim loại và nhựa hàng ngày đến vật liệu tổng hợp polyme độc đáo và thậm chí cả mô người.
Có thể bạn đã biết sự kỳ diệu của sản xuất phụ gia và muốn thử nó để mang lại những phát triển mới cho doanh nghiệp của mình, vì vậy câu hỏi của bạn là: làm thế nào để bạn bắt đầu với sản xuất phụ gia?
Dựa trên các trường hợp và lời khuyên được chia sẻ bởi một số nhà lãnh đạo tư tưởng trong ngành sản xuất 3D và các nhà sản xuất máy in 3D, cách tiếp cận để bổ sung công nghệ in 3D vào các hoạt động sản xuất hiện có được chia thành năm bước sau.
Bước 1: Tìm "Nhà vô địch" Sản xuất Phụ gia
Một trong những rào cản lớn mà những người ủng hộ AM sẽ phải vượt qua là thuyết phục ban lãnh đạo thay thế các quy trình kinh doanh hàng ngày của công ty, có thể đã tồn tại hàng thập kỷ, bằng một thứ gì đó mới. Cách tốt nhất để làm điều này là thuê các kỹ sư hoặc kỹ thuật viên trẻ mới, những người chưa hoàn toàn hòa nhập vào quy trình kinh doanh hàng ngày của công ty và cởi mở hơn với các giải pháp mới. Đối với các công ty sẵn sàng thúc đẩy sự phát triển của một dự án sản xuất phụ gia bởi một người chưa quan tâm đến sản xuất phụ gia, bạn có thể muốn thuê một kỹ sư có kinh nghiệm sản xuất phụ gia. Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành đồng ý rằng mục tiêu không phải là đặt các nhà quản lý phụ trách sản xuất phụ gia mà là tạo ra sự quan tâm nhiều hơn đến in 3D.
Sau đó, thu hút ngày càng nhiều người tham gia vào in 3D thông qua đào tạo và giáo dục, cảm nhận sức hấp dẫn của in 3D và tham gia vào sản xuất phụ gia thông qua đọc, lướt Internet và tham gia vào các sự kiện sản xuất phụ gia như Rapid TCT và Formnext. Nói chuyện với trường đại học nơi bạn làm việc và liên hệ với OEM máy in 3D để nhận được những tiến bộ mới nhất trong sản xuất phụ gia đều là những cách hiệu quả. Khi những người ủng hộ sản xuất phụ gia mang những gì họ đã học được đến phần còn lại của công ty để truyền cảm hứng cho tất cả mọi người từ thợ máy đến lãnh đạo cấp cao cùng tham gia, điều đó có thể dẫn đến việc xóa bỏ định kiến về sản xuất phụ gia. Cách nhanh nhất và hiệu quả nhất để áp dụng sản xuất phụ gia là các công ty hoặc cá nhân phải nắm bắt đầy đủ tiềm năng của công nghệ và nhận ra tất cả các vấn đề mà nó có thể giải quyết.
Bước 2: Điều chỉnh mục tiêu sản xuất phụ gia với mục tiêu của công ty
Khi bạn có một người ủng hộ sản xuất phụ gia trong tổ chức của bạn dẫn đầu, bạn có thể bắt đầu khám phá công nghệ sản xuất phụ gia của mình và lập chiến lược để áp dụng nó vào các dự án hàng đầu của công ty bạn. Debbra Rogers, giám đốc doanh thu của nhà sản xuất máy in 3D Carbon, cho biết đây là một bước quan trọng. "Các chủ sở hữu hoặc nhà lãnh đạo sáng kiến bằng cách nào đó phải sắp xếp việc sản xuất phụ gia với các mục tiêu tổng thể của công ty. Chúng tôi nhận thấy rằng khi sản xuất phụ gia trở thành một dự án phụ đặc biệt hoặc tách biệt khỏi chiến lược tổng thể của công ty, các nhà lãnh đạo không thể nhận được sự hỗ trợ, nó sẽ không làm được gì cả." In 3D là một yếu tố quan trọng cho nhiều mục tiêu của công ty, đặc biệt là giữa các nhà sản xuất vừa và nhỏ.
Các mục tiêu khác của công ty đạt được bằng cách sử dụng in 3D bao gồm:
● Đưa sản phẩm mới ra thị trường nhanh hơn với quá trình tạo mẫu nhanh
● Giảm khủng hoảng chuỗi cung ứng bằng cách sản xuất các bộ phận tại địa phương
● Sản xuất các bộ phận nhanh hơn và rẻ hơn ở nước ngoài
● Loại bỏ tồn kho các bộ phận với khả năng in 3D theo yêu cầu
● Tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm bằng cách kết hợp các bộ phận lớn thành ít bộ phận hơn
Bước 3: Xác định các phần bạn muốn in 3D
Sai lầm tồi tệ nhất mà một nhà sản xuất có thể mắc phải khi áp dụng chế tạo phụ gia là sử dụng nó để tạo ra sản phẩm giống hệt như họ hiện đang sản xuất.
Jonah Myerberg, đồng sáng lập và CTO của hãng sản xuất máy in 3D Desktop Metal, cho biết: "Đừng chỉ nhìn vào các bộ phận bạn đang làm trong một cửa hàng máy móc hoặc xưởng đúc và hỏi 'Tôi có thể in chúng không?' Bạn cần phải xem ứng dụng bộ phận và sau đó hỏi 'Tôi nên in 3D bộ phận này hay tôi nên cải thiện bộ phận này?'
Sản xuất phụ gia cho phép các nhà sản xuất thiết kế lại các bộ phận và sản phẩm nhẹ hơn, mạnh hơn và tốt hơn. Nhiều bộ phận có thể được kết hợp thành một bộ phận in 3D, loại bỏ lao động lắp ráp và tăng hiệu quả. Về cốt lõi, sản xuất phụ gia là một quá trình kỹ thuật số bắt đầu với thiết kế kỹ thuật số của một bộ phận. Các kỹ sư phải tìm ra cách họ sẽ tạo ra các bộ phận trước khi bắt đầu thiết kế, và trong khi sản xuất phụ gia là một quy trình sản xuất mới và không phải là thứ mà tất cả chúng ta đều học ở trường, học nó không khác gì học bất kỳ quy trình sản xuất nào khác.
Một khi một công ty hiểu ứng dụng của in 3D và nhận thấy rằng sản xuất phụ gia có ý nghĩa, họ có thể chuyển thiết kế của mình sang sản xuất phụ gia và nếu họ thấy rằng phương pháp sản xuất truyền thống phù hợp hơn, họ có thể chọn không tham gia sản xuất phụ gia. Không dễ dàng gì khi nhìn vào những gì một công ty đang làm và phân biệt xem liệu nó có thể được thiết kế lại và in 3D tốt hơn hay không. Thực hiện bước này có thể cần nhiều kiến thức hơn những gì mà những người ủng hộ sản xuất phụ gia của bạn có. Đó là lý do tại sao các nhà tư vấn trong ngành, kỹ sư ứng dụng và nhà cung cấp dịch vụ in 3D luôn sẵn sàng trợ giúp.
Các sản phẩm in 3D trưởng thành bao gồm:
● Các bộ phận, công cụ và sản phẩm độc nhất vô nhị
● Các bộ phận yêu cầu tùy chỉnh cụ thể để đáp ứng yêu cầu của từng khách hàng
● Phụ tùng thay thế đơn lẻ hoặc lô nhỏ
● Nguyên mẫu một phần hoặc sản phẩm và nguyên mẫu chức năng để thử nghiệm
Bước 4: Gia công sản xuất phụ gia
Tìm kiếm các tổ chức dịch vụ có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất phụ gia và kỹ năng cấp cao trong việc thiết kế các quy trình này. Một số sẽ cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế như một dịch vụ trả phí và mặc dù điều này có nghĩa là chi phí trả trước nhiều hơn, nhưng giá trị thực sự nằm ở trải nghiệm và thời gian thực hiện tổng thể ngắn hơn của sản phẩm cuối cùng. Cách tiếp cận này có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ sản xuất truyền thống sang sản xuất phụ gia.
Vai trò của các nhà cung cấp dịch vụ in 3D trong việc thúc đẩy việc áp dụng sản xuất phụ gia là rất quan trọng, họ là những chuyên gia và những người sử dụng thành thạo, nhưng cho dù bạn sử dụng nhà cung cấp dịch vụ hay mang nó đến nhà thì đều phải thực hiện mục tiêu cuối cùng của bạn: bạn có thiết kế Sản xuất phụ gia và tiêu thụ nó, hoặc thực sự nắm lấy nó và chuyển nó về phía trước như một phần của công việc kinh doanh của bạn.
Nếu hoạt động kinh doanh cốt lõi của công ty bạn không liên quan đến sản xuất các bộ phận hoặc sản phẩm, thì việc thuê ngoài in 3D có thể mang lại ý nghĩa kinh doanh tốt nhất. Một nhà máy sản xuất bánh kẹo là một ví dụ điển hình có các kỹ năng kỹ thuật để thiết kế dụng cụ tùy chỉnh hoặc đồ gá cần thiết trên sàn nhà máy, nhưng việc sản xuất các bộ phận đó có thể phù hợp hơn với dịch vụ, điều này sẽ thay đổi khi số lượng bộ phận tăng lên
Bước 5: Cải thiện kỹ năng sản xuất phụ gia của bạn
Ngay cả khi có sự hướng dẫn của những người ủng hộ sản xuất phụ gia, nhà tư vấn và nhà sản xuất máy in, việc chuyển đổi (hoặc thêm) các công nghệ sản xuất mới vào doanh nghiệp của bạn cuối cùng sẽ yêu cầu chuyên môn về thiết kế, kỹ thuật và sản xuất nội bộ. Nhân viên của bạn sẽ cần vận hành máy in 3D cũng như thiết bị xử lý hậu kỳ và đảm bảo chất lượng. Họ cần phải hiểu các vật liệu cụ thể để sản xuất phụ gia và làm chủ các công nghệ phát triển nhanh chóng và máy in mới trên thị trường. Các nhà sản xuất máy in 3D cung cấp một loạt các khóa đào tạo cho các công ty và đào tạo chung và đang triển khai các chương trình cấp chứng chỉ cho máy in cá nhân. Các đại lý thiết bị cung cấp chương trình đào tạo và nhiều trường đại học hơn cung cấp các chương trình và chứng chỉ cấp bằng thạc sĩ sản xuất phụ gia.
Đó là ở thời điểm này trong sản xuất - nơi công nghệ sản xuất phụ gia đã đủ trưởng thành để có tác động đáng kể trên nhiều ngành công nghiệp, nhưng vẫn còn một số không chắc chắn về số lượng lớn các doanh nghiệp có thể hưởng lợi nhiều nhất từ nó - Biden nói. Chính phủ đã hợp tác với các nhà lãnh đạo ngành sản xuất phụ gia để khởi động chương trình AM Forward ở Mỹ. AM Forward nhằm mục đích tiến hành một cuộc điều tra ban đầu về việc các nhà sản xuất quy mô vừa và nhỏ áp dụng sản xuất phụ gia. Điều này chắc chắn cung cấp một động lực khác để ban lãnh đạo đầu tư vào sản xuất phụ gia, cho phép các kỹ sư nghiên cứu sâu hơn và sẽ mang lại nhiều cơ hội hơn cho công ty.
Thuyết phục ngành sản xuất rằng in 3D là một giải pháp khả thi, đã được chứng minh và giảm bớt một số áp lực của việc áp dụng công nghệ mới và thiết kế lại kế hoạch kinh doanh. Hỗ trợ kỹ thuật nâng cao với máy in 3D sẽ đến từ Cơ sở Trình diễn Sản xuất của Bộ Năng lượng tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, nơi các nhà sản xuất có thể thử nghiệm các kỹ thuật sản xuất phụ gia mới.