اختصاصی مرکز ساخت و خدمات پرینت سه بعدی اینوفب: استفاده از چاپ سه بعدی که به عنوان تولید افزودنی نیز شناخته می‌شود، پا را فراتر از نمونه‌سازی، ابزارسازی سریع، خرده فروشی و اسباب بازی‌ها گذاشته است. شرکت‌هایی مانند جنرال الکتریک، لاکهید مارتین و بی‌ام‌و برای تولید صنعتی مقیاس‌پذیر به آن روی آورده‌اند. با ادامه گسترش دامنه مواد قابل چاپ، شرکت‌های بیشتری دنباله‌رو این روند خواهند شد. پلاستیک‌های پایه، رزین‌های حساس به نور، سرامیک، سیمان، شیشه، فلزات متعدد، کامپوزیت‌های گرمانرم (برخی از نانولوله‌ها و الیاف کربنی) و حتی سلول‌های بنیادی در دسترس هستند. بعید نیست که با توجه به مزایایی مانند انعطاف‌پذیری بیشتر، مراحل مونتاژ کمتر و سایر صرفه‌جویی‌ها در هزینه و افزایش امکانات طراحی محصول، پرینت و چاپ سه بعدی انقلابی برای تولید خواهد بود.
D’Aveni می‌نویسد که مدیران اکنون باید با پرسش‌های استراتژیک در سه سطح درگیر شوند: فروشندگان محصولات ملموس باید بپرسند که چگونه می‌توان عرضه‌های‌شان را بهبود بخشند، چه توسط خودشان و چه توسط رقبا. شرکت‌های صنعتی باید عملیات خود را مجدداً بررسی کنند تا مشخص کنند چه شبکه‌ای از دارایی‌های زنجیره تامین و چه ترکیبی از فرآیندهای قدیمی و جدید بهینه خواهد بود. و رهبران باید پیامدهای استراتژیک را در نظر بگیرند زیرا کل اکوسیستم‌های تجاری در اطراف واقعیت‌های جدید چاپ سه بعدی شکل می گیرند.
بسیاری از بزرگترین بازیگران در حال حاضر در کسبوکار تولید چاپ سه بعدی در حال رقابت برای توسعه پلتفرم‌هایی هستند که سایر شرکت‌ها بر روی آنها ایجاد و متصل خواهند شد. صاحبان پلت‌فرم قدرتمند خواهند بود زیرا تولید خود احتمالاً در طول زمان کالایی می‌شود. آنهایی که ارتباطات را در اکوسیستم دیجیتال تسهیل می کنند، در وسط حجم عظیمی از تراکنش‌های صنعتی قرار می گیرند و اطلاعات ارزشمندی را جمع آوری و می فروشند.
چاپ سه بعدی صنعتی در نقطه اوج خود قرار دارد و به سرعت در حال تبدیل شدن به یک جریان اصلی است. اکثر مدیران و بسیاری از مهندسان متوجه این موضوع نیستند، اما این فناوری به خوبی فراتر از نمونه‌سازی، ابزارسازی سریع، خرده فروشی ها و اسباب بازی‌ها حرکت کرده است. “چاپ سه بعدی” تولید محصولات بادوام و ایمن برای فروش به مشتریان واقعی در مقادیر متوسط تا زیاد است.
در یک نظر سنجی که سال 2014 و توسط PWC و با مشارکت بیش از 100 شرکت تولیدی انجام شد، مشخص شد که 11 درصد از تولیدات حجمی به چاپ سه بعدی روی آورده‌اند. این در حالی است که به گفته تحلیلگران گارتنر، یک فناوری زمانی «جریان اصلی» است که به سطح پذیرش 20 درصد برسد.
در میان شرکت‌های متعددی که از چاپ سه بعدی برای افزایش تولید استفاده می‌کنند می‌توان به جنرال الکتریک (موتورهای جت، تجهیزات پزشکی و قطعات لوازم خانگی)، لاکهید مارتین و بوئینگ (هوا فضا و دفاع)، آئورا فلایت ساینس (وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین)، اینویسلاین (دندان‌پزشکی)، گوگل (لوازم الکترونیکی مصرفی) و شرکت هلندی لوکس‌سِل (لنزهایی برای دیودهای ساطع نور یا اِل‌ای‌دی). مک کینزی با مشاهده این تحولات اخیرا گزارش داد که چاپ سه بعدی “آماده است تا از وضعیت خاص خود خارج شود و در تعداد روزافزونی از کاربردها به جایگزینی مناسب برای فرآیندهای تولید متعارف تبدیل شود.” در سال 2014، فروش چاپگرهای سه بعدی درجه صنعتی در ایالات متحده یک سوم حجم فروش اتوماسیون صنعتی و رباتیک بود. برخی پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهند که این رقم تا سال 2020 به 42 درصد افزایش می‌یابد.
مزایای چاپ سه بعدی
تصور اینکه این فناوری جایگزین روش‌های استاندارد امروزی برای ساختن وسایل در مقادیر زیاد شود، ممکن است سخت باشد. برای مثال، پرس‌های قالب‌گیری تزریقی سنتی، می‌توانند هزاران ویجت را در ساعت بیرون بیاورند. در مقابل، افرادی که پرینترهای سه‌بعدی را در بازار سرگرمی تماشا کرده‌اند، اغلب تجمع لایه به لایه اشیاء را به طرز خنده‌داری آهسته می‌بینند. اما پیشرفت‌های اخیر در این فناوری در محیط‌های صنعتی به‌طور چشمگیری در حال تغییر است.
برخی ممکن است فراموش کنند که چرا تولید استاندارد با چنین سرعت چشمگیری رخ می‌دهد. این ویجت‌ها به سرعت از بین می‌روند زیرا سرمایه‌گذاری‌های سنگینی برای ایجاد مجموعه پیچیده‌ای از ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز برای تولید آنها انجام شده است. ساخت واحد اول بسیار گران است، اما با دنبال کردن واحدهای یکسان، هزینه نهایی آنها به شدت کاهش می‌یابد.
مقاله پیشنهادی برای مطالعه: پرینت سه بعدی زیره کفش
چاپ سه بعدی چیزی شبیه به اقتصاد مقیاس ارائه نمی‌دهد. با این حال، از جنبه منفی تولید استاندارد جلوگیری می‌کند؛ فقدان انعطاف‌پذیری. از آنجایی که هر واحد به‌طور مستقل ساخته شده است، به راحتی می‌توان آن را برای مطابقت با نیازهای منحصر‌به‌فرد یا به‌طور گسترده‌تر، برای سازگاری با پیشرفت‌ها یا تغییر مد عوض کرد. راه اندازی سیستم تولید در وهله اول بسیار ساده‌تر است، زیرا شامل مراحل بسیار کمتری است. به همین دلیل است که چاپ سه بعدی برای تولید نمونه‌های اولیه مانند نمونه‌های اولیه و قطعات جایگزین کمیاب بسیار ارزشمند بوده است. اما تولید افزودنی به طور فزاینده‌ای حتی در مقیاس بالاتر منطقی است. خریداران می‌توانند از میان ترکیب‌های بی‌پایانی از اشکال، اندازه‌ها و رنگ‌ها انتخاب کنند، و این سفارشی‌سازی اندکی به هزینه تولیدکننده اضافه می‌کند، حتی اگر سفارش‌ها به سطح تولید انبوه می‌رسند.
بخش بزرگی از چاپ سه بعدی این است که قطعاتی که قبلاً به طور جداگانه قالب‌گیری می‌شدند و سپس مونتاژ می‌شدند، اکنون می‌توانند به صورت یک تکه در یک دوره تولید شوند. یک مثال ساده عینک آفتابی است: فرآیند سه بعدی اجازه می‌دهد تا تخلخل و مخلوط پلاستیک در نواحی مختلف قاب متفاوت باشد. گوشي‌ها نرم و انعطاف‌پذير هستند، در حالي كه لبه‌هاي نگهدارنده لنزها سخت هستند. به این صورت دیگر نیازی به مونتاژ نیست.
چاپ قطعات و محصولات همچنین به آنها اجازه می‌دهد تا با معماری‌های پیچیده‌تری طراحی شوند، مانند لانه زنبوری در پانل‌های فولادی یا هندسه‌هایی که قبلاً برای آسیاب کردن بسیار ظریف بودند. قطعات مکانیکی پیچیده – برای مثال مجموعه‌ای از چرخ دنده‌ها – می‌توانند بدون مونتاژ ساخته شوند. از روش‌های افزودنی می‌توان برای ترکیب قطعات و ایجاد جزئیات بیشتر داخلی استفاده کرد. به همین دلیل GE Aviation به چاپ نازل سوخت موتورهای جت خاص روی آورده است. انتظار دارد سالانه بیش از 45000 طرح مشابه تولید کند، بنابراین ممکن است تصور شود که روش‌های تولید معمولی مناسب‌تر هستند. اما فناوری چاپ به نازلی که قبلاً از 20 قسمت ریخته‌گری جداگانه مونتاژ می‌شد اجازه می‌دهد تا به صورت یک تکه ساخته شود. جنرال الکتریک می‌گوید این امر هزینه تولید را تا 75 درصد کاهش می‌دهد.
شرکت‌های سمعک آمریکایی در کمتر از 500 روز به چاپ 100٪ سه بعدی تبدیل شدند.
چاپ سه بعدی یا تولید افزودنی همچنین می‌تواند از چندین جت چاپگر برای قرار دادن مواد مختلف به‌طور همزمان استفاده کند. بنابراین اوپتُمِک و سایر شرکت‌ها در حال توسعه مواد رسانا و روش‌هایی برای چاپ میکروباتری‌ها و مدارهای الکترونیکی هستند که مستقیماً داخل یا روی سطوح دستگاه‌های الکترونیکی مصرف‌کننده هستند. کاربردهای اضافی شامل تجهیزات پزشکی، دارایی‌های حمل‌و‌نقل، اجزای هوافضا، دستگاه‌های اندازه‌گیری، زیرساخت‌های مخابراتی و بسیاری چیزهای «هوشمند» دیگر است.
مقاله پیشنهادی برای مطالعه: سفارش پرینت سه بعدی
جذابیت بسیار زیاد محدود کردن کار مونتاژ، تجهیزات چاپ سه بعدی را به بزرگ‌تر شدن سوق می‌دهد. در حد فعلی، وزارت دفاع ایالات متحده، لاکهید مارتین، فولاد ابزار سینسیناتی و آزمایشگاه ملی اوک‌ریج برای توسعه قابلیتی برای چاپ بیشتر اسکلت‌های درونی و بیرونی جنگنده‌های جت، از جمله بدنه، بال‌ها، ساختار داخلی شریک هستند. پانل‌ها، سیم‌کشی و آنتن‌های تعبیه شده و به زودی ساختار باربر مرکزی. به اصطلاح تولید افزودنی منطقه بزرگ، ساخت چنین اجسام بزرگ را با استفاده از یک دروازه بزرگ با کنترل‌های کامپیوتری برای جابجایی چاپگرها در موقعیت خود امکان پذیر می‌کند. هنگامی که این فرآیند برای استفاده تأیید شد، تنها مونتاژ مورد نیاز نصب ماژول‌های الکترونیکی plug-and-play برای ناوبری، ارتباطات، تسلیحات و سیستم‌های متقابل الکترونیکی در محفظه‌هایی است که در طول فرآیند چاپ ایجاد می‌شوند. در عراق و افغانستان، ارتش ایالات متحده از هواپیماهای بدون سرنشین شرکت آئورا فلایت سایِنس استفاده کرده است که تمام بدنه این هواپیماهای بدون سرنشین – برخی با طول بال‌های 132 فوت – را در یک ساختار چاپ می‌کند.
استراتژی چاپ سه بعدی
این بحث مختصر در مورد مزایای چاپ سه بعدی نشان می‌دهد که شرکت‌ها چگونه به آسانی از این فناوری استقبال می‌کنند – و صرفه‌جویی بیشتر در هزینه‌های موجودی، حمل و نقل و تسهیلات، این مورد را قوی‌تر خواهد کرد. مفهوم واضح این است که مدیران در شرکت‌های مختلف باید تلاش کنند تا چگونگی تطبیق کسب‌وکارشان با سه سطح استراتژیک ذکر شده در بالا را پیش‌بینی کنند.
مقاله پیشنهادی برای مطالعه: هزینه پرینت سه بعدی
پیشنهادات، بازطراحی شده
استراتژی محصول پاسخی به اساسی‌ترین سوال در کسبوکار است، چه چیزی بفروشیم؟ شرکت‌ها باید تصور کنند که چگونه به مشتریانشان در عصر تولید مواد افزودنی خدمات بهتری ارائه می‌شود. اکنون چه طرح‌ها و ویژگی‌هایی امکان‌پذیر خواهد بود که قبلاً نبودند؟ چه جنبه‌هایی را می‌توان بهبود بخشید زیرا محدودیت‌ها یا تاخیرهای تحویل حذف شده‌اند؟
به عنوان مثال، در صنایع هوافضا و خودرو، چاپ سه بعدی اغلب برای دستیابی به دستاوردهای عملکرد استفاده می‌شود. پیش از این، راندمان سوخت جنگنده‌ها و وسایل نقلیه جت را می‌توان با کاهش وزن آنها افزایش داد، اما این امر اغلب آنها را از نظر ساختاری ضعیف می‌کرد. فناوری جدید به سازندگان اجازه می‌دهد تا یک قطعه را توخالی کنند تا آن را سبک‌تر و کم مصرف‌تر کنند و ساختارهای داخلی را در خود جای دهند که استحکام کششی، دوام و مقاومت بیشتری در برابر ضربه ایجاد می‌کنند. و در صورت نیاز می‌توان از مواد جدیدی که مقاومت حرارتی و شیمیایی بیشتری دارند در نقاط مختلف محصول استفاده کرد.
نقطه اوج در ثبت اختراعات
در سایر صنایع، استفاده از چاپ سه بعدی برای محصولاتی که بیشتر طراحی شده و به سرعت در حال توسعه هستند، پیامدهایی برای نحوه عرضه محصولات به بازار خواهد داشت. چه اتفاقی برای مفهوم نسل‌های محصول می‌افتد – چه برسد به حلقه‌های دور راه‌اندازی – وقتی می‌توان چیزها را به طور مداوم در طول چاپ‌های متوالی به‌جای جهش‌های کوانتومی مورد نیاز با هزینه‌های بالاتر ابزار و زمان‌های راه‌اندازی تولید معمولی ارتقا داد؟ آینده ای نزدیک را تصور کنید که در آن هوش مصنوعی مبتنی بر ابر، توانایی تولید به وسیله چاپ سه بعدی را برای تغییر یا افزودن فوری محصولات بدون نیاز به ابزار جدید افزایش می‌دهد. تغییرات در زمان واقعی در استراتژی محصول، مانند ترکیب محصول و تصمیمات طراحی، ممکن می‌شود. با چنین انطباق سریع، چه مزیت‌های جدیدی باید هسته اصلی وعده‌های برند باشد؟ و چگونه بخش‌های بازاریابی می‌توانند از تغییر نام تجاری بدون از دست دادن فروش جلوگیری کنند؟
مقاله پیشنهادی برای مطالعه: طراحی زیره کفش
عملیات، دوباره بهینه شده است.
استراتژی عملیات شامل تمام سوالاتی است که یک شرکت چگونه کالاها را می‌خرد، می‌سازد، جابجا می‌کند و می‌فروشد. پاسخ‌ها با چاپ سه بعدی بسیار متفاوت خواهد بود. بهره‌وری عملیاتی بیشتر یک هدف است، اما می‌توان از طرق مختلف به آن دست یافت. امروزه اکثر شرکت‌هایی که به استفاده از این فناوری فکر می‌کنند، تجزیه‌و‌تحلیل مالی فرصت‌های هدف‌مند را برای تعویض تجهیزات و طرح‌های سه بعدی انجام می‌دهند که می‌توانند هزینه‌های مستقیم را کاهش دهند. زمانی که تحلیل‌های خود را برای در نظر گرفتن کل هزینه‌های تولید و هزینه‌های سربار گسترده‌تر کنند، دستاوردهای بسیار بزرگ‌تری حاصل خواهد شد.
با قطع مراحل مونتاژ چقدر می‌توان صرفه‌جویی کرد؟ یا با کاهش موجودی از طریق تولید فقط در پاسخ به تقاضای واقعی؟ یا با فروش به روش‌های مختلف – برای مثال، مستقیم به مصرف‌کنندگان از طریق رابط‌هایی که به آنها اجازه می‌دهد هر گونه پیکربندی را مشخص کنند؟ در دنیای ترکیبی از روش‌های تولید قدیمی و جدید، تولیدکنندگان گزینه‌های بسیار بیشتری خواهند داشت. آنها باید تصمیم بگیرند که کدام اجزا یا محصولات به تولید افزودنی و به چه ترتیبی انتقال یابند.
سوالات اضافی در مورد مکان تاسیسات بوجود می‌آید. چقدر باید به کدام مشتریان نزدیک باشند؟ چگونه می‌توان سفارشات بسیار اختصاصی شده را به همان اندازه که تولید می‌شود تحویل داد؟ آیا چاپ باید در کارخانه‌ها متمرکز باشد یا در شبکه‌ای از چاپگرها در توزیع‌کنندگان، خرده‌فروشان، کامیون‌ها یا حتی در تأسیسات مشتریان پراکنده شود؟ شاید همه موارد بالا. پاسخ‌ها در زمان واقعی تغییر می‌کنند و با تغییرات ارز خارجی، هزینه‌های نیروی کار، کارایی و قابلیت‌های چاپگر، هزینه‌های مواد، هزینه‌های انرژی و هزینه‌های حمل و نقل تطبیق داده می‌شوند.
مسافت کوتاه‌تر برای محصولات یا قطعات نه تنها باعث صرفه‌جویی در هزینه می‌شود. باعث صرفه‌جویی در زمان می‌شود اگر تا به حال مجبور شده‌اید وسیله نقلیه خود را در تعمیرگاه رها کنید در حالی که مکانیک منتظر قطعه است، از آن قدردانی خواهید کرد. بی‌ام‌و و هوندا، در میان دیگر خودروسازان، به سمت تولید افزودنی بسیاری از ابزارهای صنعتی و قطعات خودروهای مصرفی نهایی در کارخانه ها و نمایندگی‌های خود حرکت می‌کنند، به خصوص که مواد فلزی جدید، پلاستیک کامپوزیت و فیبر کربن برای استفاده در سه بخش در دسترس هستند. چاپگرهای D توزیع کنندگان در بسیاری از صنایع، مشتاق کمک به مشتریان تجاری خود برای سرمایه گذاری در کارایی‌های جدید هستند. به عنوان مثال، یو‌پی‌اس در حال توسعه تجارت لجستیک شخص ثالث موجود خود است تا انبارهای هاب فرودگاه خود را به کارخانه‌های کوچک تبدیل کند. ایده این است که به جای اختصاص هکتار از قفسه‌ها به موجودی‌های عظیم، قطعات سفارشی‌شده را در صورت نیاز به مشتریان تولید و تحویل دهیم. اگر ما در حال حاضر در دنیای مدیریت موجودی به موقع زندگی می‌کنیم؛ به مدیریت موجودی آنی خوش آمدید.
در واقع، با توجه به تمام کارایی‌های بالقوه تولید افزودنی‌های یکپارچه، مدیریت فرآیند کسبوکار ممکن است به مهم‌ترین قابلیت در اطراف تبدیل شود. برخی از شرکت‌هایی که در این زمینه سرآمد هستند، سیستم‌های هماهنگی اختصاصی را برای تضمین مزیت رقابتی ایجاد می‌کنند. سایرین بسته های استاندارد ایجاد شده توسط شرکت های بزرگ نرم‌افزاری را اتخاذ کرده و به شکل‌دهی آنها کمک خواهند کرد.
اکوسیستم، پیکربندی مجدد.
در نهایت این سؤال مطرح می‌شود که کجا و چگونه شرکت در محیط تجاری گسترده‌تر خود قرار می‌گیرد. در اینجا مدیران با پازل ما کی هستیم درگیر می‌شوند و برای اینکه آن چیزی باشیم که هستیم به چه چیزی نیاز داریم؟ از آنجایی که تولید افزودنی به شرکت‌ها امکان می‌دهد چاپگرهایی را خریداری کنند که می‌توانند محصولات زیادی بسازند، و از آنجایی که ظرفیت بی‌کار با دیگران در تجارت ارائه محصولات مختلف مبادله می‌شود، پاسخ به این سؤالات به مراتب کمتر روشن می‌شود. فرض کنید ردیف‌هایی از چاپگرها در محل خود دارید که یک روز قطعات خودرو، روز دیگر تجهیزات نظامی و روز دیگر اسباب‌بازی می‌سازند. شما جزو کدام صنعت هستید؟ مرزهای سنتی محو خواهند شد. با این حال، مدیران نیاز به درک قوی از نقش شرکت در جهان دارند تا تصمیم بگیرند که در کدام دارایی‌ها سرمایه‌گذاری کنند یا خود را از آنها واگذار کنند.
آئورا فلایت سایِنس می‌تواند کل بدنه یک پهپاد را چاپ کند!
آنها ممکن است متوجه شوند که سازمان‌هایشان به چیزی بسیار متفاوت از آنچه بوده‌اند تبدیل می‌شود. از آنجایی که شرکت‌ها از بسیاری از الزامات لجستیکی تولید استاندارد رها شده‌اند، باید دوباره به ارزش قابلیت‌ها و سایر دارایی‌های خود و نحوه تکمیل یا رقابت با قابلیت‌های دیگران نگاه کنند.
مقالات پیشنهادی برای مطالعه:
منبع: www.hbr.org