Kezdetben a 3D nyomtatást prototípusok előállítására használták. Sőt, ma is sok termelő üzemben kételkednek abban, hogy az eljárás alkalmas lenne sorozatgyártásra. Vajon elég gyors-e, vajon az elvárásoknak megfelelő minőség és élettartam érhető-e el vele? E kérdések miatt sokan vélik úgy, hogy a 3D nyomtatás belátható időn belül csak minimális hatással lesz az üzleti modellekre. 

A 3D nyomtatással készült önvezető Olli mikrobusz.
Olli by Local Motors / Fotó: Local Motors

Ezt azonban csak azok gondolhatják, akik figyelmen kívül hagyják a vevőik elvárásait. Azt, hogy a fogyasztók egyre inkább egyedi, a saját ízlésüknek megfelelő termékeket szeretnének, méghozzá azonnal. Vannak már ágazatok – például az online elérhető termékeket gyártó film- és a zeneipar -, amelyek kielégítik, s ezáltal erősítik is ezt az igényt. A fogyasztók ezért más ágazatokban is hasonló elvárásokat támasztanak.

A 3D nyomtatás képes ezeknek megfelelni. Emiatt az eljárás jelenleg még érezhető hátrányai eltörpülnek az előnyei mellett. Vessük tehát össze az előnyöket és a hátrányokat!

A 3D nyomtatás előnyei

• drasztikusan lerövidíti az ellátási láncot, csökkenti a készleteket és az összeszerelési fázisokat, következésképp a költségeket
• a lehető legnagyobb mértékben individualizálhatóvá teszi a termékeket
• jelentősen csökkenti a tervezéstől a késztermék megszületéséig tartó időt, akár a fogyasztó tervét is képes megvalósítani
• komplex szerkezeteket tud előállítani összeszerelés és utómunkálatok nélkül
• általában kevesebb anyag szükséges hozzá, mint a hagyományos eljárásokhoz
• alacsonyabb a nem megfelelő minőségű termékekből adódó költség, mert a termékeket virtuálisan ellenőrizni lehet

A 3D nyomtatás hátrányai

• a gyártóberendezés drága
• szűkös az anyagválaszték
• a hagyományosnál lassabb a gyártás, különösen az egyszerű termékeknél
• egyelőre nincs hosszabb időre visszanyúló tapasztalat a felhasznált anyagok tartósságáról, teherbírásáról, mérettartásáról, anyagfáradási jellemzőiről
• sok terméket alapvetően át kell tervezni, hogy „nyomtathatóak” legyenek

A felsorolt hátrányok kétséget ébreszthetnek aziránt, hogy vajon át tud-e törni ez a technológia. Ám más új technológiáknál is hasonló szokott lenni a helyzet, aztán mégis áttörnek, ahogy a fejlesztés előrehalad. A kérdés tehát nem az, hogy a 3D nyomtatás elterjed-e, hanem az, hogy mikor. Már most is sorra jelennek meg híradások arról, hogy a legkülönfélébb ágazatokban mire kezdték el használni a 3D nyomtatást.

3D nyomtatással készült motorkerékpár.
Fotó: AP Works

Példák a 3D nyomtatás ipari használatára

• A Mercedes-Benz már fémből is gyárt teherautó-alkatrészeket 3D nyomtatással. Más járműgyártók szintén alkalmazzák a technológiát.
• Az Airbus leányvállalata, az AP Works egy elektromos motorkerékpár vázát készítette el 3D nyomtatással. Ez az eljárás tette lehetővé, hogy a hasonló kategóriájú motorokhoz képest 30 százalékkal csökkentsék a jármű súlyát.
• Az amerikai Local Motors már 2014-ben gyártani kezdett egy 75 százalékban 3D nyomtatással készülő elektroautót, a Stratit, 2016-ban pedig az önvezető Olli mikrobusszal rukkolt elő.
• Az orvosi technika is kezd ráérezni a 3D nyomtatás előnyeire: protéziseket, művégtagokat állítanak elő így, mert sokkal gyorsabb és jobban illeszkedik a pácienshez.
• A kínai WinSun többemeletes házakat és különálló villákat épít 3D nyomtatással, a szokásosnál jóval kevesebb anyagból pár nap alatt, konkurenciát támasztva a készházaknak.
• Az Adidas olyan futócipőt gyárt, amely illeszkedik a vevő egyedi lábformájához.

A felhasználható anyagok köre is jelentősen kibővült mára. Kezdetben csak műanyaggal, fémmel és kerámiával próbálkoztak, de most már fából és üvegből is lehet „nyomtatni”. Az amerikai Massachusetts Institute of Technology kutatócsoportja pedig 2015-ben kifejlesztett egy olyan 3D nyomtatót, amely 10 különböző anyagból készülő tárgyakat is képes előállítani.

3D nyomtatás

A 3D nyomtatás során folyékony, por állagú vagy szalag, illetve drót formájú alapanyagból vékony rétegeket építenek egymásra, így jön létre a késztermék. A szokásos eljárások, például a marás ellentéte, mert azok a felesleges részeket távolítják el egy munkadarabból. A 3D nyomtatás azért kapta ezt a nevet, mert sok ilyen berendezésnek olyan „nyomtatófeje” van, amely egy hagyományos nyomtatóra emlékeztet. Angol és német nyelvterületen az „Additive Manufacturing” is széles körben használt elnevezés erre az eljárásra.

A berendezések ára is rohamosan csökken. Míg korábban a 3D nyomtatók csak három különböző anyagot tudtak felhasználni és mintegy 250 ezer dollárba kerültek, az MIT „Multi-Fab” névre keresztelt gépét a kereskedelemben megvásárolható alkatrészekből szerelték össze, s ezekért együtt csak 7 ezer dollárt fizettek. Az árzuhanást jelzi az is, hogy „házi használatra” már 500 euróért is lehet 3D nyomtatót kapni. A Siemens szerint az elkövetkező 5 évben a 3D nyomtatás költségei 50 százalékkal csökkennek, a sebessége pedig 400 százalékkal nő.

A 3D nyomtatás terjedését ugyanakkor akadályozza, hogy egyelőre nincsenek szabványok a technológiai alkalmazásra. Ugyanahhoz az alapanyaghoz különböző gyártási módszerek használatosak, s ennek következtében a folyamat végén előálló anyagok, s így a végtermékek különbözhetnek egymástól. Az sem könnyíti meg a dolgot, hogy ipari használatra még nem kapható sorozatgyártással készülő, „polcról levehető” berendezés.

Mindazonáltal nem kétséges, hogy a 3D nyomtatás egy új ipari forradalmat indíthat el, és erre fel kell készülni. Számos példát láttunk már arra, hogy új technológiák térhódítása miatt pillanatok alatt semmivé foszlottak vállalatok, mások viszont megerősödve kerültek ki a változásból. Vegyünk csak két német csomagküldő szolgálatot, a Neckermannt és az Ottot. Előbbi nem tudott alkalmazkodni az internet térhódításához, utóbbi azonban az online világban is megtalálta a helyét és tovább nőtt.

Mekkora befolyással van konkrétan a mi vállalatunkra a 3D nyomtatás?

Gyors számvetést tehetünk a saját vállalatunkkal kapcsolatban a következő szempontok alapján.

1. Erős befolyással van ránk és gyorsan cselekednünk kell, ha

• a termékportfóliónk elsősorban egyszerű, szilárd anyagból készült termékeket tartalmaz, illetve ilyeneket szerzünk be
• egynemű anyagból készült alkatrészeket szerelünk össze, vagy ilyen folyamatot szerveztünk ki
• kisebb méretű (<2m) termékek egyszerű alkatrészeinek szállításával, illetve logisztikájával foglalkozunk

2. Erős befolyással van ránk, de egyelőre nem kell nagyon sietnünk, mindazonáltal előkészületeket kell tennünk, ha

• a termékportfóliónk nagyon nagy (>2m), szilárd anyagból készülttermékekből áll, vagy a logisztikai vállalkozásunk ilyenek szállításával foglalkozik
• különböző anyagokból készült alkatrészek komplex összeszerelésével foglalkozunk, ezzel kapcsolatos utómunkálatokat vagy felületkezelést végzünk, illetve ilyen tevékenységet szerveztünk ki
• számos különböző berendezést, vagy alkatrészt kell tárolnunk, de ezeket csak ritkán használjuk
• a termékeink anyagfáradásáról és funkcionalitásáról intenzív, hosszú távú tapasztalatokra van szükség

3. Csekély befolyással van ránk, mindazonáltal költségcsökkentést érhetünk el vele (például a karbantartásnál), ha

• a termékportfóliónk szerves vagy folyékony termékekből áll
• a termék- vagy szolgáltatási portfóliónk kizárólag textilt, vagy ennek feldolgozását tartalmazza
• túlnyomórészt a szolgáltató szektorban tevékenykedünk

A 3D nyomtatással készült Strati autó.
Strati by Local Motors / Fotó: Local Motors

Ragadjuk meg a lehetőséget!

A 3D nyomtatás pillanatnyilag akkora érdeklődést vált ki, hogy a sajtó azonnal rárepül, ha új példát talál, s így szinte ingyen a potenciális vevőink látókörébe kerülünk. A már említett WinSun például nem sokkal az első médiamegjelenések után 20 ezer ház „nyomtatására” kapott megbízást az egyiptomi kormánytól.

Nem ilyen látványos a siker, de attól még igencsak jót tesz az üzletmenetnek, ha a 3D nyomtatás révén eggyel előbbre tudunk lépni a szállítói láncban. Erre akkor nyílhat mód, ha például olyan egyszerű alkatrészek beszállítói vagyunk, amelyeket a vevőnk szerel össze és értékesít tovább. Ha ezeket a komplexebb szerkezeteket „kinyomtatjuk”, erősebb piaci pozícióra tehetünk szert.

Ha logisztikai vállalatként eddig kizárólag szállítással foglalkoztunk, mostantól nyithatunk, és 3D nyomtatást kínálhatunk szolgáltatásként olyan ügyfeleinknek, amelyek nem kívánják a berendezést megvásárolni. Sőt, együttműködésre léphetünk egy gyártó vállalattal, s annak információi alapján „just-in-place” nyomtatást végezhetünk az ügyfeleink üzemcsarnokában.

Ha a saját termékpalettánkhoz nem is illik a 3D nyomtatás, költségeket azért megtakaríthatunk a segítségével. Előfordulhat, hogy a termelő berendezéseink karbantartásához olcsóbb kinyomtatni az eddig drágán megvásárolt alkatrészeket, de az is lehet, hogy a raktározási költségeinken spórolhatunk így.

Végül, de nem utolsó sorban a 3D nyomtatást más, innovatív eljárásokkal is kombinálhatjuk. Például a „Generative Design”-nal, amely az evolúciós fejlődést utánozva végzi a tervezést. Ilyenkor az elérni kívánt célt és a különböző paramétereket (anyagok, költségek, gyártási eljárások stb.) betáplálják a számítógépbe, s a szoftver számos lehetőséggel áll elő.  Ezzel olyan bonyolult formák jöhetnek létre, amelyek legyártására a hagyományos eljárások nem képesek, a 3D nyomtatás azonban igen. Emellett általa lehetővé válik, hogy a különböző formákat a gyártás szempontjából azonnal, automatikusan teszteljük is.

Az írás Rainer Bauer és Stefan Bultmann (Horváth & Partners, Competence Center Automotive) „Fragen Sie nicht, ob Additive Manufacturing Ihr Unternehmen beinflussen wird, sondern wann…” című cikke alapján készült.

Kapcsolódó bejegyzések:
Ipar 4.0 megoldások 2017-ben
Egyedi futócipő tömegáron – Nyakunkon az Ipar 4.0