كيف يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد توفير تكاليف النقل وسلسلة التوريد؟

1. من الإنتاج المركزي إلى التصنيع الموزع: كيفية حل مشكلة الخدمات اللوجستية
شبكة اللوجستيات ذات المستوى الثلاثة- من "المصنع المركزي - الإقليمي - end customer" هو ما تعتمد سلسلة التوريد التقليدية. واجه هذا النموذج مشاكل خطيرة خلال جائحة Covid-19. ارتفع مؤشر شحن الحاويات في جميع أنحاء العالم بنسبة 465 ٪ في عام 2020 ، مما يعني أن على الشركة المصنعة للسيارات التوقف عن صنع السيارات لأنهم لم يتمكنوا من الحصول على ما يكفي من أجهزة استشعار بقيمة 2 دولار. من خلال إنشاء نظام "Digital Warehouse+Localized Production" ، حولت الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد هذه المشكلة تمامًا.
على سبيل المثال ، يجب شحن مصبوب الألمنيوم التقليدية لمحرك سلاح الجو الأمريكي F110 بالبحر من الموردين الآسيويين إلى الولايات المتحدة ، والتي يمكن أن تستغرق ما يصل إلى ثلاث سنوات. لكن استخدام معدات Laser M2 Laser M2 من GE Aviation للطباعة ثلاثية الأبعاد قد خفض وقت الإنتاج إلى 72 ساعة ، ويمكن صنعها على الفور في أي قاعدة أمريكية لها إمكانيات طباعة. تساعد هذه المنهجية سلاح الجو الأمريكي على توفير أكثر من 20 مليون دولار سنويًا على نفقات المخزون وتخفيض فرصة مشاكل سلسلة التوريد بنسبة 92 ٪.
تقدم 3D Systems خدمات زرع العظام المخصصة إلى 3000 مستشفى في جميع أنحاء العالم في المنطقة الطبية. يمكن أن تحصل المرافق الطبية على أكواب من سبيكة التيتانيوم التي تناسب شكل جسم المريض في غضون 48 ساعة باستخدام مكتبة النموذج الرقمي القائم على السحابة-. هذا يوفر 6 - 8 أسابيع من وقت النقل مقارنة بنماذج المشتريات التقليدية عبر الحدود ويقلل من تكلفة شحن عنصر واحد من 1200 دولار إلى 80 دولارًا.
2. على إنتاج الطلب -: أفضل طريقة للتخلص من الأسهم الإضافية
يتم استخدام إستراتيجية "الإنتاج المتوقعة" من قبل صناعة التصنيع التقليدية ، مما يعني أن متوسط ​​معدل دوران المخزون العالمي هو 6.8 مرة فقط في السنة. مع قدرة "التصنيع الرقمي" للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية ، يمكن للشركات أن تجعل الأمور عند الطلب حقًا. عندما استخدمت شركة Boeing هذه الطريقة لجعل فوهات الوقود لـ 787 Dreamliner ، فإنها تقطع مخزونها من الأجزاء من 1200 إلى 50 ، مما وفر 78 ٪ من الأموال التي كانت قد أنفقتها على المخزون.
هذا التحول مهم بشكل خاص لصيانة الطائرات. أنتجت Rolls Royce مكتبة من 3D - قطع الغيار المطبوعة لمحرك Trent XWB الخاص بها. تتميز المكتبة بأكثر من 2000 قطعة هيكلية معقدة. يمكن للمهندسين طباعة قطع الغيار مباشرة من مركز الإصلاح المحلي عندما تحتاج الطائرة إلى استبدال شفرات التوربينات في مطار دبي. هذا يوفر التكلفة البالغة 20.000 دولار ووقت انتظار 72 ساعة من قطع الغيار عن طريق الهواء من منشأة ديربي في المملكة المتحدة. تشير الإحصاءات إلى أن هذه الطريقة قد خفضت قيمة مخزون قطع الغيار العالمي من Rolls Royce من 4.2 مليار دولار إلى 1.8 مليار دولار ، وخفضت الوقت الذي تكون فيه طائرات العملاء خارج الخدمة (AOG) بنسبة 83 ٪.
3. التصنيع الذي يحركه التصميم: تغيير طريقة صنع المنتجات
تتغلب الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على القيود الهندسية للإنتاج الطرفي التقليدي ، مما يسمح للمهندسين بالتحسين المزدوج لـ "التكامل الوظيفي + تقليل المواد" عبر تحسين الطوبولوجيا. قام Stanley Black & Decker بتصنيع مشغل برنامج تشغيل عمود PD45 بشكل أفضل من خلال الجمع بين العناصر الأربعة التي جعلتها في الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد -. هذا يخفض الوزن بنسبة 40 ٪ وعدد الخطوات اللازمة لجعله من 12 إلى 2. هذا التعديل في التصميم يقلل من تكلفة شحن عنصر واحد من 3.2 دولار إلى 0.8 دولار ويمكن أن يعزز سعة التحميل للحاوية بنسبة 65 ٪ لأنها تشغل مساحة أقل.
ثورة التصميم هذه لها فوائد اقتصادية أكبر لقطاع الطائرات. فقدت Airbus A350xWB 30 ٪ من وزنها وأبقى قوتها منذ استخدام أقواس سبائك التيتانيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد. هذا يوفر كل طائرة أكثر من مليوني دولار في تكاليف الوقود كل عام. والأهم من ذلك ، أن هذا التصميم الخفيف يتيح للطائرات من أوروبا إلى آسيا تحمل 8 ٪ من الركاب ، وهو ما يشبه صنع 1200 دولار في كل رحلة.
4. الاختراق التكنولوجي: إغلاق الميل الأخير من التطبيقات الكبيرة
تتمتع الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد بعدة فوائد لسلسلة التوريد ، ولكن استخدامها في الصناعة كان محدودًا بتكلفة عالية وكفاءتها المنخفضة. لقد مكنت التطورات الحديثة في التقنيات مثل تعاون الليزر المتعدد - وتصلب المقياس الكبير- هذه التكنولوجيا من منافسة التصنيع التقليدي.
القفز في الكفاءة: خرج ليزر Leiming مع معدات Lim - x800h+، والتي تستخدم 8 ليزر تعمل معًا لجعل 2.5 - أجزاء من الطيران على مستوى العداد. هذا أكثر كفاءة بنسبة 500 ٪ من معدات الليزر الفردية. تبلغ المكونات الهيكلية للسبائك التيتانيوم من سبائك التيتانيوم المصنوعة من هذا الماكينة 418 مم × 362 مم × 2210 مم ، مما يثبت أنه من الممكن صنع أجزاء كبيرة في بيئة صناعية.
ابتكار المواد: خفضت تقنية إنتاج مسحوق Avic Maite القصير سعر مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من 1.44 مليون يوان/طن إلى 780،000 يوان/طن. كما خفض سعر مسحوق سبيكة الألومنيوم بنسبة 60 ٪ باستخدام طريقة المزج الأولية. بسبب هذه الفائدة من حيث التكلفة ، يمكن استخدام الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد في تطبيقات مقياس كبيرة- مثل أجزاء هيكل السيارة.
العملية المغلقة: قام نظام "خدمات المعدات" التابع لشركة بوليت برفع استخدام المواد إلى 95 ٪ بفضل نظام إعادة تدوير المسحوق الذكي ومعدات المعالجة الآلية -. وقد خفض هذا تكلفة طباعة القطع الفردية بنسبة 42 ٪ مقارنة مع ثلاث سنوات.