Additiivinen valmistus: Nopea tuotanto pienemmillä kustannuksilla

• Kirjoittaja:
• tekijän nimi

  Quantumrun Foresight
• Maaliskuussa 13, 2022

Havainnon yhteenveto

Additive valmistus (AM), prosessi, joka luo fyysisiä tuotteita digitaalisista malleista 3D-tulostuksen avulla, muokkaa toimialoja mahdollistamalla nopeamman tuotannon ja räätälöinnin. Sen vaikutus ulottuu valmistuksen ulkopuolelle, ja se vaikuttaa esimerkiksi koulutukseen, terveydenhuoltoon, asumiseen ja maailmanlaajuiseen kauppaan, ja sillä on vaikutuksia ympäristön kestävyyteen, työvoiman kehittämiseen ja lainsäädäntöön. AM:n kasvu ja käyttöönotto tarjoavat lupaavia mahdollisuuksia ja samalla myös haasteita, joihin on vastattava tasapuolisen saatavuuden ja edun takaamiseksi.

Additiivisen valmistuksen konteksti

AM on prosessi, jossa luodaan fyysisiä tuotteita digitaalisista malleista ja materiaaleista 3D-tulostusteknologian avulla, mikä mahdollistaa räätälöinnin uudelle tasolle ja vähentää perinteisissä valmistusmenetelmissä vallitsevaa jätettä ja tuotantoviiveitä. Nykyisten ennusteiden perusteella AM:n vaikutus valmistavaan teollisuuteen osoittaa, että sillä on potentiaalia saavuttaa 250 miljardin dollarin markkinat vuoteen 2025 mennessä. Tämä kasvu kuvastaa AM-teknologioiden kykyä rakentaa tuotteita nopeammin ja halvemmin, mikä luo lupaavan mahdollisuuden valmistajille lisätä tuotantoaan. samalla alentamalla kustannuksia.

Teollisuudessa 3D-tulostus ja AM ovat suurelta osin keskenään vaihdettavissa termejä, koska ne kuvaavat samaa prosessia. Keskeinen ero on kuitenkin se, että 3D-tulostusta käytetään pääasiassa konseptimallien rakentamiseen (yhdessä vähittäiskaupan, lääketieteen ja elintarvikealan uusien sovellusten kanssa), kun taas AM käyttää kehittyneempiä tekniikoita teollisessa mittakaavassa. 

AM menee perinteisiä valmistusmenetelmiä pidemmälle mahdollistamalla suuremman joustavuuden ja nopeamman tuotannon, mikä johtaa uusiin innovaatioihin. AM-teknologiaa käytetään esimerkiksi nopeaan prototyyppien valmistukseen, valmistukseen ja korjauksiin niinkin erilaisilla aloilla kuin autoteollisuus, lääketiede, ilmailu ja jopa kenkävalmistus. Research and Marketsin mukaan 3D-tulostuksen markkinoiden odotetaan kasvavan 5 miljardista dollarista vuonna 2023 34.5 miljardiin dollariin vuoteen 2028 mennessä, ja vuotuinen kasvuvauhti (CAGR) on 18.1 prosenttia.

Häiritsevä vaikutus 

Mahdollistaa monimutkaisten mallien luomisen ilman perinteisiä muotteja tai työkaluja, AM voi johtaa nopeampiin tuotantosykleihin ja räätälöitympiin tuotteisiin. Tämä ominaisuus voi olla erityisen hyödyllinen aloilla, jotka vaativat erikoisosia, kuten lääketieteen ja ilmailun aloilla. Ajan myötä AM:n käyttöönotto voi johtaa työvoiman muutokseen, jossa tarvitaan uusia taitoja näiden teknologioiden käyttämiseen, mikä pitää yritykset kilpailukykyisinä markkinoilla.

AM:n ympäristövaikutukset ovat toinen alue, jolla voidaan nähdä merkittäviä muutoksia. Mahdollistaamalla tilaustyön ja vähentämällä suurten varaosavarastojen tarvetta AM voi edistää kestävämpiä valmistusprosesseja. Tämä muutos on sopusoinnussa yritysten ja hallitusten ympäristövastuun ja kestävän kehityksen tavoitteiden kasvavan painotuksen kanssa. Kyky tuottaa osia mahdollisimman vähän jätettä ja mahdollisuus hyödyntää kierrätysmateriaaleja vahvistaa entisestään AM:n roolia ympäristöystävällisten käytäntöjen tukemisessa.

Lopuksi AM:n mahdollisuudet alentaa valmistuskustannuksia ja lisätä kotimaista tuotantoa tarjoavat strategisen edun sekä yrityksille että hallituksille. AM voi edistää kansallisten teollisuudenalojen ja talouksien vahvistamista vähentämällä riippuvuutta ulkomaisesta tuotannosta ja mahdollistamalla paikallisemman tuotannon. Tämä siirtyminen kohti paikallista tuotantoa voi johtaa joustavampiin toimitusketjuihin, erityisesti globaalien häiriöiden aikoina.

Lisäainevalmistuksen vaikutukset

Lisäainevalmistuksen laajempia vaikutuksia voivat olla:

• AM:n integrointi opetussuunnitelmiin, mikä edistää uuden sukupolven insinöörejä ja suunnittelijoita, jotka osaavat hyödyntää 3D-tulostustekniikoita.
• Uusien markkinapaikkojen luominen digitaalisille suunnitelmille ja suunnitelmille, joiden avulla yksittäiset suunnittelijat voivat myydä tai jakaa töitään, mikä johtaa suunnittelun ja valmistuksen demokratisoitumiseen.
• Mahdollinen muutos globaalin kaupan dynamiikassa, koska paikallinen valmistus vähentää kansainvälisten tavarakuljetusten tarvetta, mikä vaikuttaa kauppasopimuksiin ja politiikkaan.
• Uusien säännösten ja standardien synty 3D-tulostettujen tuotteiden laadun ja turvallisuuden varmistamiseksi erityisesti kriittisillä aloilla, kuten terveydenhuolto ja kuljetus.
• Mahdollisuus alentaa terveydenhuollon kustannuksia ja lisätä saavutettavuutta mahdollistamalla yksittäisille potilaille räätälöityjen lääkinnällisten laitteiden ja proteesien paikallisen tuotannon.
• Mahdollisuus luoda uusia työpaikkoja suunnittelussa, konekäytössä ja kunnossapidossa, samalla kun se johtaa perinteisten valmistustöiden siirtymiseen.
• Mahdollisuus tuottaa kohtuuhintaisia ​​asuntoja suuren mittakaavan 3D-tulostuksen avulla, vastata asuntopulaan ja edistää kaupunkikehitystä.
• Teollis- ja tekijänoikeuksien varkauksien ja väärennösten riski, koska digitaaliset mallit voidaan toistaa helpommin, mikä johtaa oikeudellisiin haasteisiin ja uusien suojatoimenpiteiden tarpeeseen.
• Hallitusten mahdollisuudet hyödyntää AM puolustuksessa ja hätätilanteissa, mikä mahdollistaa nopean laitteiden ja tarvikkeiden tuotannon kriittisissä tilanteissa.

Pohdittavia kysymyksiä

• Miten additiivinen valmistus voi auttaa yrityksiä parantamaan teknologiaa ja innovaatioita?  
• Onko lisäainevalmistuksen lisääntymisellä merkittäviä yhteiskunnallisia vaikutuksia?