Usługa druku 3D w małych partiach: elastyczne rozwiązania dla produkcji niskotyражowej

Czym są usługi druku 3D w małych partiach?

Co to jest produkcja w małych partiach w druku 3D?

Usługi druku 3D w małych partiach wykorzystują technikę wytwarzania przyrostowego do tworzenia funkcjonalnych elementów gotowych do użytku końcowego w niewielkich ilościach (zwykle od 50 do 500 sztuk). W porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji technika wytwarzania przyrostowego nie wymaga minimalnych ilości zamówienia (MOQ) ani dużych inwestycji kapitałowych w narzędzia produkcyjne. Dzięki temu usługi druku 3D pozwalają na tworzenie skomplikowanych geometrii podczas wytwarzania komponentów dla takich branż jak przemysł medyczny czy lotniczo-kosmiczny. Aby zaoszczędzić klientom czas i zasoby inżynierskie, usługi druku 3D oferują elastyczność w zakresie wielu projektów. W przypadku małych partii druk 3D jest tańszy od wtryskiwania o około 42% kosztu przypadającego na pojedynczą sztukę (Raport benchmarkowy z zakresu wytwarzania przyrostowego 2023 r.).

Usługi druku 3D funkcjonalnych elementów gotowych do użytku końcowego w porównaniu z usługami prototypowania i produkcji masowej

Usługi druku 3D w małych partiach umożliwiają szybsze dostarczanie produktów niż usługi prototypowania i masowej produkcji. Pozwalają uniknąć długotrwałego procesu produkcji form, wymaganego przy masowej produkcji, co przekłada się na oszczędność czasu i środków. W porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji usługi druku 3D skracają czas wprowadzenia produktu na rynek o 30–50%.

Główne zalety usługi druku 3D w małych partiach dla produkcji niskonakładowej

Eliminacja kosztów narzędzi i ograniczeń dotyczących minimalnej wielkości zamówienia

Formy i narzędzia stosowane w tradycyjnej produkcji kosztują od 20 000 do 100 000 USD, stanowią znaczny wkład finansowy i wymagają określonej minimalnej wielkości zamówienia. Usługi druku 3D w małych partiach całkowicie eliminują te ograniczenia. Klienci mogą wyprodukować jeden egzemplarz produktu, kilka lub nawet tysiące sztuk oraz różne produkty w różnych poziomach kosztów. Jest to szczególnie korzystne dla nowo powstających startupów, które chcą zweryfikować popyt na swój produkt, jak również dla większych, już ugruntowanych firm, które muszą spełniać zapotrzebowanie na specjalistyczne produkty.

Zmniejszenie ryzyka związanego z zapasami oraz skrócenie czasu wprowadzenia produktu na rynek

Niepożądane i niepotrzebne nadmierny zapas prowadzi do marnowania kapitału oraz potencjalnie do niezdatnych do użycia, wycofanych z magazynu artykułów. Ze względu na zniesienie ograniczeń dotyczących minimalnych zamówień średnie koszty magazynowania zostały obniżone o 60%. Stałe zapotrzebowanie na produkt umożliwia ciągłe cykle produkcji, zapewniając natychmiastową informację zwrotną oraz ulepszenia produktu, co zwiększa jego konkurencyjność na rynku.

Druk 3D metodą SLS: Dlaczego to najlepsza technologia do spójnej produkcji małych partii

Korzyści wynikające z zastosowania technologii SLS w zakresie spójności, jakości powierzchni oraz różnorodności jakości powierzchni

Selektywne spiekanie laserem (SLS) umożliwia wytwarzanie wytrzymałych, gotowych do użytku końcowego elementów z proszków polimerowych w ramach usług druku 3D małymi seriami. Nie posiada ono ograniczeń związanych z narzędziami, które zwykle występują w innych procesach druku 3D małymi seriami. Niezespolony proszek pełni funkcję naturalnego wsparcia dla skomplikowanych geometrii — eliminując konieczność stosowania fizycznych podpór — oraz zapewnia stałe właściwości mechaniczne. Liczne badania wykazały, że wytrzymałość przybliżona osiągana przy wspornikach wytwarzanych metodą addytywną z cząsteczek jest często porównywalna z wytrzymałością części wytwarzanych metodą wtrysku, a wytrzymałość wsporników z nylonu wydrukowanych metodą SLS mieści się w tym zakresie przybliżenia. Wykończenie powierzchni wymaga zazwyczaj znacznie mniejszej liczby operacji pośrednich niż tradycyjne metody wykańczania części drukowanych w 3D; dzięki temu złożone zespoły, które zwykle wymagają wielu etapów druku i obróbki końcowej, mogą przynieść oszczędności czasu pracy po druku nawet do 30%, gdy w skład zespołu wchodzą szczególnie pracochłonne połączenia typu „snap-fit”. SLS wyróżnia się również spośród innych technologii addytywnych tym, że proces druku oferuje szeroki wybór materiałów — od sztywnych, inżynierskich gatunków nylonu stosowanych do elementów konstrukcyjnych po elastomery o wysokiej odporności na rozdarcie, takie jak TPU, które można drukować wszystkie w tych samych warunkach procesowych. Jednolite parametry procesu zapewniają także jednolitą jakość wyrobów, co znacznie skraca czas realizacji zamówienia (oszczędność ponad 50% w porównaniu do tradycyjnych technologii addytywnych) — od etapu projektowania po ostateczne ukończenie elementu.

Realistyczna zwrot z inwestycji: oszczędności kosztów i czasu dzięki usłudze druku 3D małymi seriami

Dane ilościowe: redukcja kosztów o 42% w porównaniu do formowania wtryskowego (dla serii produkcyjnej poniżej 500 sztuk)

Wprowadzenie usługi druku 3D małymi seriami (poniżej 500 sztuk) eliminuje konieczność ponoszenia wysokich kosztów związanych z zakupem drogich narzędzi do formowania wtryskowego oraz spełnianiem kosztownych minimalnych wymagań dotyczących wielkości zamówienia produkcyjnego. Niezależne badania usług druku 3D małymi seriami wykazały, że koszt jednostkowy produkcji jest o 42% niższy niż koszt jednostki wyprodukowanej metodą formowania wtryskowego oraz że koszt materiałów na jednostkę został obniżony o ponad 50%. Konieczność spełnienia minimalnych wymagań dotyczących objętości serii produkcyjnej oznacza, że ekonomika produkcji niskowolumenowej uległa tak znaczącej zmianie, iż produkcja części gotowych stała się znacznie bardziej dostępna.

Przykład praktyczny: startup z branży urządzeń medycznych skrócił czas realizacji o 70%

Analiza przeprowadzona przez firmę wykazała, że czas przygotowania do produkcji wynosi 13 miesięcy, co daje przewagę nad konkurencją o 5 miesięcy; następnie dokonano oceny stosunku kosztów do korzyści wynikających z zastosowania druku 3D w porównaniu do innych metod – tanie drukowanie okazało się ostatecznie najkorzystniejsze, ponieważ pozwala na wydrukowanie całej taniej trójwymiarowej wielomaterialowej zestawu aparatu ortopedycznego.

Czas tworzenia prototypów skrócił się z (3 tygodni) do (3 godzin)

Czas przygotowania produkcji przejściowej zmniejszył się o 70%

Koszty zapasów zmniejszyły się o 45% dzięki zastosowaniu metody produkcji „just-in-time”.

Każdy z tych czynników związanych z drukowaniem aparatu ortopedycznego w technologii 3D umożliwił klientowi szybką aktualizację aparatu na podstawie doświadczeń użytkowników oraz przyspieszenie testów zgodności z wymaganiami FDA. Oznaczało to również możliwość szybkiego wprowadzania na rynek nowych ofert oraz dojrzewania oferty aparatów ortopedycznych.

(5) Najczęściej zadawane pytania dotyczące usługi druku 3D w małych partiach

Jaki zakres liczbowy uznaje się za druk 3D w małych partiach?

Ogólnie rzecz biorąc, zakres liczbowy dla druku 3D w małych partiach wynosi od 50 do 500 sztuk.

Jaka jest różnica w kosztach między małoseryjną produkcją przy użyciu drukowania 3D a formowaniem wtryskowym?

Ogólnie rzecz biorąc, dla serii mniejszych niż 500 sztuk koszty małoseryjnego drukowania 3D są o około 42% wyższe niż koszty formowania wtryskowego.

W których branżach małoseryjne drukowanie 3D przynosi największe korzyści?

Przykładami branż, w których małoseryjne drukowanie 3D przynosi największe korzyści, są medycyna (urządzenia medyczne), lotnictwo i astronautyka oraz motoryzacja.

Która metoda jest uznawana za najbardziej korzystną dla małoseryjnej produkcji?

Sintering laserowy (SLS) jest uznawany za najbardziej korzystną metodę, przede wszystkim ze względu na wydajność energetyczną, powtarzalność procesu, niezawodność oraz nowo odkryte czynniki wpływające na efektywność zużycia energii.