Teknologien helt kort
3D-print – eller Additive Manufacturing (AM), som det også kaldes – er blevet så udviklet, at det nu rentabelt kan indgå direkte i industriel fremstilling, i produktion af små serier eller til at lave hurtigere prototyper. I andre lande investeres der derfor massivt i 3D-print i forventning om at kunne skabe indtjening og nye arbejdspladser i den industrielle sektor.
Teknologisk Institut (2020)
Danske virksomheder går glip af konkurrencefordele
Men på trods af stor international vækst i brug af 3D-print til produktudvikling, produktion af små serier og nu også til egentlig produktion, udnytter kun få danske virksomheder den nye teknologi. Derved går virksomhederne glip af konkurrence-fordele.
Skræddersyede kundeløsninger, logistikmæssige udfordringer samt digitalisering af produktionskæden stiller nye krav til fremtidens produktionsmetoder. Industriel fremstilling med 3D-print giver en række fordele, hvad angår design, produktionstid og pris, som passer til kundernes stigende krav om fleksible produkter og korte deadlines.
Sådan fungerer industriel 3D-print
Med 3D-printteknologi kan man i princippet fremstille alt, hvad der kan tegnes i en computer. Man kan 3D-printe hele produkter eller dele af produkter, og 3D-print kan give mulighed for at forbedre produkter væsentligt ved at opbygge dem strukturelt på en ny måde, fx med lavere vægt, større brudstyrke eller uden samlinger.
Med 3D-print er det fx muligt at lave helt unikke fiksturer uden fordyrende omkostninger til værktøj. 3D-print gør det også muligt at indbygge nye funktioner i emner, som ikke ville være mulige med traditionel fremstillingsteknologi – fx konsolidering af flere parter i ét emne eller indbyggede kølekanaler med organiske former.
Teknologisk Institut (2020)
Emnerne produceres på et digitalt grundlag, hvor de designes ud fra CAD-modeller, hvilket reducerer både omkostninger og udviklingstid. Når et emne er designet og tegnet i en computer, opbygges det lag på lag i det ønskede materiale i 3D-printeren, fx ved at smelte eller svejse tynde lag af pulver eller ved at hærde væske ved hjælp af laserlys.
I dag kan man printe både i plast, keramik og forskellige metaller, og 3D-printere blevet mere tilgængelige for industrien. Men i Danmark er det hovedsageligt større virksomheder, som har taget 3D-print til sig.
Kom godt i gang uden massive investeringer
Som virksomhed behøver man ikke at investere i avancerede industrielle 3D-printere for at benytte sig af 3D-print i produktudvikling eller produktion. Man kan benytte forskellige teknologiske rådgivnings-, udviklings- og produktionsydelser, hvor man får adgang til både den nyeste viden om 3D-print og industriel 3D-printteknologi.
Tilsvarende vil man ofte ikke have behov for at udskifte alle produkter eller alle produktionsprocesser med 3D-print, men snarere et eller få produkter eller produktkomponenter og derfor også kun dele af visse produktionsprocesser.
Teknologisk Institut (2020)
Figuren oven for illustrerer erfaringer fra Teknologisk Instituts arbejde med udviklingsforløb fra idé til produktion for henholdsvis traditionel fremstilling og pilotproduktion med AM/3D-print.
Ved hjælp af pilotproduktion kan man som virksomhed udskyde eller helt undgå at investere i ny teknologi. Det muliggør værdifuld markedsfeedback og omsætning, inden man foretager investeringer. Desuden kan man ændre produktet løbende under hele processen i respons på kundernes behov og uden væsentlige ekstra omkostninger.
3D-print til prototyper og pilotproduktion
Alt for mange gode produktidéer strander, inden de når markedet. Det er dyrt og risikofyldt at investere i ny teknologi og nye produktionsfaciliteter. Derfor tager processen forud for produktion af nye produkter ofte meget længere tid end nødvendigt. Projekter strander måske helt på grund af for stor usikkerhed. Men sådan behøver det ikke at være.
3D-print har allerede bevist sig som et uvurderligt værktøj til produktudvikling, hvor teknologien muliggør nogle meget effektive udviklingsforløb med mange protyper på meget kort tid. I fremstillingsindustrien, hvor time-to-market er afgørende, kan 3D-print derfor være med til at reducere udviklingstiden markant.
Med de hurtige og fleksible 3D-printteknologier kan processen frem til produktion afkortes, og produkter kan generere omsætning og afprøves på markedet – uden store investeringer. Som virksomhed kan man benytte forskellige teknologiske rådgivnings-, udviklings- og produktionsydelser, hvor man får adgang til både den nyeste viden om 3D-print og industriel 3D-printteknologi uden selv at skulle investere i ny teknologi.
3D-print til produktion
At skifte dele af virksomheden produktionskæde ud med komponenter i 3D-print kan være en nemmere og mere omkostningseffektiv løsning end traditionelle produktionsmetoder, da man med denne metode kan gå direkte fra 3D-tegning til produktion. Teknikken bag 3D-print giver desuden mulighed for at opbygge emner med komplicerede indre strukturer, som ikke kan fabrikeres ved konventionelle fremstillingsteknologier og kan derfor tilføre helt nye funktioner og fordele til virksomheden produkter og processer.
Produktionsudvikling gennem 3D-print rummer en række muligheder fra udvikling af nye produkter til optimering af dele af virksomhedens produktionskæde. Erfaringen viser, at de fleste virksomheder med en aktiv indsats og professionel rådgivning kan få succes med at inkludere 3D-print i deres produktion.
Cases
For nogle virksomheder er det helt oplagt at 3D-printe en komponent eller en part, og for andre kræver det en innovations- og udviklingsproces at finde frem til hvor, hvordan og hvorfor det giver mening at 3D-printe en eller flere dele.
De fulde cases og flere cases kan læses hos Teknologisk Institut.
Case 1: Særlige produktegenskaber
Marel er leverandør af industrielle forarbejdningsmaskiner til fødevareindustrien, og da virksomheden skulle udvikle et nyt supportelement til industriel skæring af kød, blev 3D-print i metal tænkt ind på et tidligt tidspunkt.
Med de ønsker Marel havde til supportelementets egenskaber og udformning, var 3D-print et oplagt valg bl.a. på grund af designfriheden og muligheden for at samle flere dele og funktioner i et element, så man undgår bakterieopsamlende svejserevner.
3D-print var en væsentlig billigere løsning end at fræse emnet ud, og sammenlignet med laserskæring var 3D-print også at foretrække, fordi man helt kunne undgå samlinger, hvor bakterier kan ophobe sig. Ved at 3D-printe i titanium opnåede man desuden et emne med en lavere vægt, som er billigere at producere, og som kan arbejde hurtigere.
Case 2: Leveringstid reduceret med flere uger
Variationen er enorm, når O. Storm Sørensen Broncestøberi modtager bestillinger fra stenhuggere, som skal bruge bronzestøbte figurer og symboler til gravsten. Hver gang har det været en tidskrævende manuel opgave for støberiet fra Støvring at justere størrelsen på de eksisterende modeller og figurer, så de passer til kundernes ønsker.
Broncestøberiet benytter nu en 3D-scanner til at scanne en figur og så gøre den mindre, større eller justere andre parametre på computeren. Herefter bruger de en 3D-printer, som printer i plast, til at skabe en plastudgave, som er klar til at lave en støbeform ud fra. Hvor leveringstiden på den slags produkter tidligere var 3-4 uger, er den nu kun 3-4 dage.
Case 3: Hurtigere og billigere fremstilling
CCM Electronic Engineering er en virksomhed, der udvikler testsystemer til bl.a. sluttest af elektronik- og maskinprodukter. Til et af disse testsystemer havde CCM behov for en aksel med nogle bestemte konturer og stor holdbarhed, og her var 3D-print i metal den helt rigtige løsning.
Udfordringen var, at den pågældende aksel-del normalt bliver støbt i plastic, men i testsystemet var der behov for, at aksel-delen kunne tåle at blive brugt tusindvis af gange, og det betød, at man var nødt til at få den fremstillet i en form for metal. Ved traditionel fremstilling ville det give nogle meget høje værktøjsomkostninger for et relativt lille emne, men med 3D-print blev prisen lavere.
Samtidig var det muligt at imødekomme de specielle krav, der var til overfladekonturerne i aksel-delen, som skulle være koniske hele vejen rundt – og så kunne emnet i øvrigt fremstilles væsentlig hurtigere end det ville have været muligt med traditionel fremstilling. Med traditionel fremstilling ville prisen således have været omkring 25.000 kr., men med 3D-print endte den omkring 5.000 kr.
