新前沿:3D打印和工业4.0

Posted by Brian Hoey on Jun 26, 2018 11:21:50 AM

flexis pic 1增材制造(AM),也称为3D打印,一直以来都是那些似乎超出我们的掌握的技术之一。 很多人认为,这种情况不久就会停止。 Gartner
估计, 到2021年,全球20%的顶级消费品制造商将使用3D打印来生产定制产品。 一些企业已经在建立内部初创企业,目的是挖掘精炼3D打印技术和最佳实践,随着该过程获得速度和生产质量优势,它很快将成为一种大规模生产的可行方法和一股颠覆性整个制造业的力量。

如果这项技术像Gartner认为的那样迅速获得广泛采用,它将迅速重塑制造业的世界,给企业带来巨大压力,来改变他们的商业模式和工作流程。 与此同时,全球许多制造商已经在努力实施工业4.0原则。 AM的崛起意味着企业需要在两条不同的战线上进行作战,以利用工业4.0和3D打印吗? 不完全是这样。 虽然两者的技术基础都截然不同,但工业4.0和AM实际上已经准备好形成共生关系 - 成功采用了其中一种技术的企业将为另一个技术的整合铺平了道路。但是,这些独特的范式究竟会如何确切地告知和加强呢?

走向数字化

将3D打印与传统生产工艺区分开来的主要特点之一是其对数字工作流程的依赖。 规划人员在设计和打印他们所需的部件或产品时使用数字接口和物联网(IoT)
设备,在此过程中他们可以调整设计并尝试不同的模式。 整个过程充分利用了现代制造业中日益普遍的网络物理系统,这意味着已经采用数字化制造的企业在AM方面将具有优势。 3D打印工作流程可以无缝地集成到其他数字化流程中,帮助建立一个基于可视性和灵活性原则的更加连接的价值链。

尽管3D打印技术正在迅速成为解决大规模生产中某些挑战的方案,但从传统生产系统到仅使用AM的系统将在一夜之间发生转变的可能性不大。 在这个过渡阶段,许多企业可能会发现自己只能将3D打印用于完成某些任务,如快速原型制作或为其他生产过程创建定制的工具。 在这里,工业4.0原则的采用也是至关重要的。 借助采用促进通信和连接性的网络物理
系统,制造商可以构建使3D打印和其他业务操作以智能、集成的方式进行交互的环境。

适应与信息

目前,所有这些看起来令人望而生畏,但请放心,虽然增材制造确实需要大量的运营性
支持,但它也支持工业4.0系统,并有助于实现众多供应链优势。 例如,3D打印已经被许多人用作快速原型制作的解决方案,从长远来看,这可以缩短生产周期。 这种性质的变化要求您有一个越来越敏捷的供应链(以应付加快的装运流程或减少整个集装箱或库存的使用),但它也会在整个价值流中开辟新的效率:

  • 数字化生产流程将提高设计工作流程的可视性,从而减少决策孤岛,并增加业务运营中的协作。
  • 对于有分散制造业务的公司来说,产品设计的数字化特性将减少部件和原型在团队和设施之间昂贵的运输。
  • 流程化的、日益高效的原型设计将减少未被注意的设计缺陷,这意味着由于故障部件导致的瓶颈或缺陷的减少。


快速原型制作只是3D打印可以支持的工业4.0供应链的一个领域。 随着这项技术变得更加
复杂,它可以简化许多流程:

  • 小批量生产可以在运输枢纽中心生产,无需在码头和仓库之间转移产品。
  • AM软件可以帮助创建虚拟库存,充分采用3D打印能力,而不占用昂贵的仓库空间。
  • 在订单履行或紧急订单方面的差距可以在几乎没有提前时间的情况下扭转,从而减轻整个供应链中断的潜在影响。

最后,增材制造过程中广泛使用数据,物联网设备和数字工作流程,使其成为工业4.0环境的完美选择。 正如工业4.0系统可以帮助推动3D打印工作流程一样,3D打印可以与数字供应链上的所有接触点协同工作,增加价值并创造更灵活、更适应的价值链。

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