Własny druk 3D warto rozważyć, gdy producent regularnie realizuje odpowiednie zlecenia oraz dysponuje personelem, kontrolą procesów i odpowiednimi mocami produkcyjnymi, aby niezawodnie wytwarzać części. Częste zamówienia są istotnym sygnałem, jednak decyzja inwestycyjna powinna uwzględniać porównanie kosztów i dostępności zaakceptowanych jakościowo części w trzech modelach produkcji: zlecanej na zewnątrz, realizowanej we własnym zakresie oraz hybrydowej.

Dla wielu zespołów punktem wyjścia są usługi przemysłowego druku 3D. Pozwalają one przetestować materiał, zweryfikować projekt i określić wymagania dotyczące obróbki wykończeniowej przed zakupem własnego sprzętu. Realizacja takich projektów dostarcza również danych niezbędnych do oceny, czy kolejnym krokiem powinno być wdrożenie druku 3D we własnym zakładzie.

Co zmienia wdrożenie druku 3D we własnym zakładzie?

Posiadanie własnej drukarki 3D daje zespołowi produkcyjnemu bezpośrednią kontrolę nad harmonogramem, rozwojem procesu oraz zmianami konstrukcyjnymi. Wiąże się jednak również z odpowiedzialnością za przechowywanie i przygotowanie materiałów, konserwację urządzenia, szkolenie operatorów oraz kontrolę jakości wytwarzanych części.

The strongest candidates for internal production are usually defined families of work: recurring fixtures, repeated prototype iterations or a set of approved low-volume parts. A collection of unrelated jobs with very different material and process requirements may still be better served externally.

Decyzja dotyczy zatem stworzenia własnych zdolności operacyjnych. Należy określić, które zlecenia będą realizowane we własnym zakresie, kto będzie odpowiedzialny za obsługę procesu oraz w jaki sposób zakład będzie weryfikował, czy wytworzone części spełniają wymagania i nadają się do zamierzonego zastosowania.

Pięć sygnałów, że warto rozważyć wdrożenie druku 3D we własnym zakresie

Powtarzalne zapotrzebowanie. Przeanalizuj rzeczywiste zamówienia i planowane projekty. Oddziel potwierdzone zapotrzebowanie od potencjalnych przyszłych zastosowań. Oszacuj zarówno liczbę godzin pracy maszyny, jak i liczbę części, ponieważ nawet niewielka liczba długotrwałych wydruków może znacząco obciążyć dostępne moce produkcyjne.

Częste zmiany konstrukcyjne. Jeśli dział inżynieryjny regularnie czeka na próbki lub kolejne wersje przyrządów i uchwytów, realizacja druku na miejscu może usprawnić planowanie i skrócić czas oczekiwania. Zmierz cały cykl iteracyjny, uwzględniając projektowanie, przygotowanie do druku, drukowanie, obróbkę wykończeniową i ocenę rezultatów.

Stabilny zakres materiałów i geometrii. Powtarzalna grupa zastosowań jest łatwiejsza do dopasowania do konkretnego urządzenia i procedur niż stale zmieniający się zestaw zleceń. Sprawdź wymagania dotyczące przestrzeni roboczej, gatunków materiałów, sposobu podpierania modeli podczas druku oraz wyposażenia do obróbki wykończeniowej.

Gotowość do samodzielnej obsługi. Wskaż osoby odpowiedzialne za obsługę drukarki, pliki procesowe, konserwację urządzenia oraz decyzje dotyczące odbioru jakościowego części. Sam dostęp do sprzętu nie oznacza, że zakład dysponuje odpowiednimi zasobami kadrowymi do prowadzenia produkcji.

Mierzalne korzyści operacyjne. Przykładowe korzyści to mniejsza liczba zamówień u zewnętrznych dostawców, ograniczenie transportu, krótszy czas oczekiwania na realizację zadań inżynieryjnych lub bardziej przewidywalna dostępność narzędzi i przyrządów. Udokumentuj stan wyjściowy, aby móc później ocenić rzeczywiste korzyści.

Porównaj trzy modele realizacji produkcji.

Model hybrydowy pozwala przenieść produkcję standardowych narzędzi i przyrządów do zakładu, pozostawiając nietypowe materiały, dodatkowe moce produkcyjne lub wybrane zlecenia związane z drukiem 3D z metalu w gestii zewnętrznego dostawcy usług. Stanowi również praktyczne rozwiązanie przejściowe, umożliwiające zespołowi wewnętrznemu stopniowe zdobywanie doświadczenia

Zbuduj model kosztowy oparty na częściach spełniających wymagania jakościowe

Zacznij od określenia kosztu zewnętrznego zakupu części dostarczonych w stanie wymaganym do użycia. Uwzględnij obróbkę wykończeniową, kontrolę jakości, transport oraz wszelkie powtarzające się opłaty związane z realizacją zamówień. Następnie porównaj te koszty z kosztami produkcji we własnym zakresie, przy zachowaniu tych samych wymagań technicznych i kryteriów odbioru jakościowego

W przypadku produkcji we własnym zakresie uwzględnij koszt zakupu i instalacji urządzenia, szkoleń, konserwacji, oprogramowania (jeśli jest wymagane), mediów, robocizny, materiałów eksploatacyjnych, obróbki końcowej oraz kontroli jakości. Uwzględnij również nieudane wydruki i konieczność wykonywania poprawek. Przy szacowaniu dostępnych mocy produkcyjnych opieraj się na rzeczywistej dostępności urządzenia, a nie na założeniu, że drukarka pracuje bez przerwy.

Przegląd kosztów wytwarzania przyrostowego opracowany przez amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) stanowi przydatne źródło wiedzy na temat analizy ekonomicznej tej technologii i wyjaśnia, dlaczego jej opłacalność zależy od konkretnego zastosowania. Jest to materiał referencyjny, a nie źródło aktualnych cen drukarek ani prognoza kosztów dla konkretnego zakładu produkcyjnego.

Dla jednej, względnie jednorodnej grupy części uproszczony roczny model progu rentowności można przedstawić następująco:

Próg rentowności pod względem liczby zaakceptowanych części = roczne dodatkowe koszty stałe ÷ (koszt jednej zaakceptowanej części zlecanej na zewnątrz − zmienny koszt jednej zaakceptowanej części w produkcji własnej).

Stosuj tę zależność wyłącznie wtedy, gdy różnica kosztów w mianowniku jest dodatnia, a wymagana liczba części mieści się w dostępnych mocach produkcyjnych. Określ, które koszty stałe uwzględniają roczny koszt kapitału. Nie uwzględniaj ponownie tej samej inwestycji w sprzęt w innej pozycji rocznego zestawienia kosztów.

W przypadku zróżnicowanego portfela zleceń opracuj model dla każdej grupy części, a następnie zsumuj wymagane godziny pracy maszyn i operatorów. Okres zwrotu nakładów gotówkowych analizuj oddzielnie: porównaj początkową inwestycję z rocznymi oszczędnościami netto, uwzględniając stopniowe osiąganie pełnej wydajności, koszty serwisowe oraz bieżące wydatki związane z utrzymaniem produkcji.

Dobierz system do konkretnych zastosowań

Przygotuj krótką listę urządzeń na podstawie zatwierdzonego zakresu zleceń. W przypadku oprzyrządowania z tworzyw konstrukcyjnych porównaj konfiguracje, takie jak Omni TECH+ i Omni PRO, pod kątem wymaganych materiałów, geometrii części oraz warunków prowadzenia procesu.

W zastosowaniach wymagających obróbki w wyższych temperaturach Omni PRO HT oferuje inne możliwości w zakresie parametrów termicznych procesu. W każdym przypadku należy jednak zweryfikować profile przetwarzania konkretnych gatunków materiałów oraz wymagania dotyczące gotowych części pod kątem danego zastosowania.

W przypadku komponentów wymagających zastosowania metalu seria Omni M150 i Omni M280, wykorzystująca technologię LPBF, stanowi odrębną ścieżkę technologiczną. Planowanie inwestycji w systemy LPBF (laserowe stapianie proszku w złożu proszkowym) musi uwzględniać nie tylko samą drukarkę, lecz także obsługę proszków, wymagania dotyczące infrastruktury zakładu, obróbkę końcową oraz kontrolę jakości. Procesy wykorzystujące polimery i metale należy analizować oddzielnie, przyjmując odrębne założenia dotyczące mocy produkcyjnych i kosztów.

Od udanego wydruku próbnego do powtarzalnego procesu produkcyjnego

Wybierz niewielką grupę reprezentatywnych części do oceny. Udokumentuj zatwierdzony rysunek techniczny, materiał, parametry procesu produkcyjnego, sposób obróbki wykończeniowej, metodę kontroli jakości oraz całkowity nakład pracy. Wykorzystaj uzyskane wyniki do weryfikacji zasadności biznesowej inwestycji, zamiast opierać decyzję wyłącznie na demonstracyjnym wydruku próbnym.

Ustal zasady przeniesienia procesu od zewnętrznego dostawcy usług do systemu produkcji we własnym zakładzie. Zmiany urządzeń, parametrów procesu lub metod obróbki wykończeniowej mogą wymagać ponownej walidacji. Zachowaj możliwość korzystania z usług zewnętrznych tam, gdzie odpowiada to konkretnym potrzebom operacyjnym.

Zarządzanie danymi również stanowi istotny element posiadania własnego systemu. Drukowanie na miejscu może ograniczyć część transferów plików do podmiotów zewnętrznych, jednak nadal konieczne jest zarządzanie uprawnieniami dostępu, kopiami zapasowymi, sposobem aktualizacji oprogramowania oraz konfiguracją sieciową.

Omów swoje zastosowania z zespołem Omni3D. Przygotuj listę reprezentatywnych części, roczne zapotrzebowanie, aktualne koszty usług zewnętrznych oraz wymagania operacyjne. Na podstawie zebranych danych rozpocznij od oceny możliwości realizacji usług druku 3D, analizy doboru urządzeń lub opracowania łącznego planu obejmującego oba rozwiązania.