Dipuji oleh beberapa pengamat sebagai "revolusi industri untuk era digital", manufaktur yang cepat telah mengubah wajah industri manufaktur untuk beberapa waktu sekarang. Banyak yang percaya bahwa teknologi pencetakan 3D mendemokratisasi desain dan manufaktur, membuatnya lebih mudah diakses dan kurang bergantung pada skala ekonomi. Metode manufaktur tradisional sering datang dengan biaya perkakas yang mahal yang berarti bahwa perusahaan dan individu yang lebih kecil sering kali dihargakan keluar dari pasar ketika datang ke pengembangan produk. Pencetakan 3D telah dipuji sebagai pengubah permainan dan telah memungkinkan bisnis untuk membuat kemajuan manufaktur yang sebelumnya tidak terpikirkan.
Di sini, di Freshome kami tertarik dengan proses pencetakan 3D dan kami ingin mengetahui lebih lanjut tentang teknologi mengganggu ini yang merevolusi industri manufaktur. Untungnya seorang ahli di lapangan siap menjawab beberapa pertanyaan kami. Dr Phil Reeves adalah Direktur Pelaksana dan Konsultan prinsip di Econolyst Ltd, sebuah manufaktur aditif berbasis di Inggris (AM) & konsultan pencetakan 3D & firma penelitian yang bekerja dengan berbagai klien di seluruh Eropa, Amerika Utara, Timur Tengah, Timur Jauh & Afrika. Dr Reeves menyarankan vendor sistem manufaktur aditif pada strategi bisnis & teknologi masa depan, dan pengguna teknologi pada manfaat bisnis dari adopsi AM.
Apa sebenarnya pencetakan 3D?
Pencetakan 3D adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan berbagai teknologi yang muncul yang menghasilkan produk nyata dari data komputer 3-dimensi. Teknologi ini sering disebut di industri sebagai "Additive Manufacturing", karena pendekatan ini bekerja dengan menyatukan lapisan 2-dimensi material, lapis demi lapis, hingga bagian 3D selesai.
Pencetakan 3D sudah ada selama lebih dari 20 tahun, kemajuan apa yang telah dibuat pada waktu itu?
Mesin Cetak 3D awal digunakan semata-mata untuk membuat model Rapid Prototyping (RP) yang digunakan selama pengembangan produk. Model RP awal ini memiliki kekuatan yang sangat terbatas dan sering merusak atau menurunkan dalam beberapa minggu atau bahkan hari pembuatan. Tetapi mengingat bahwa mereka hanya digunakan untuk menilai bentuk atau bentuk produk, itu dapat diterima pada saat itu.
Karena teknologi telah matang, maka berbagai bahan yang tersedia bagi kita telah meningkat, dan dengan ini telah terjadi perbaikan dalam sifat mekanik dan umur panjang. Kami sekarang dapat menghasilkan bagian-bagian dalam logam seperti titanium atau emas, polimer seperti ABS, Nylon dan polikarbonat atau keramik seperti aluminium atau zirkonium.
Secara paralel, teknologi menjadi lebih besar dan lebih cepat, membuatnya lebih produktif dan lebih ekonomis dalam hal volume produksi. Ini adalah kopling pada peningkatan produktivitas dengan peningkatan kesesuaian bahan yang mendorong teknologi ke dalam aplikasi produksi aliran utama di berbagai bidang seperti implan ortopedi, topi gigi dan mahkota, alat bantu dengar, kasus ponsel, penutup anggota tubuh tiruan dan produk interior rumah.
Bagaimana teknologi cetak 3D digunakan dalam industri interior?
Menariknya, interior rumah adalah salah satu aplikasi pertama di mana 3D Printing benar-benar digunakan untuk memproduksi produk, bukan hanya prototipe. Sekitar pergantian millenium beberapa desainer kreatif muda yang telah terpapar dengan teknologi RP di Universitas, mulai membangun bisnis yang menjual produk interior tercetak 3D, mulai dari fiting lampu dan mangkuk buah, hingga furnitur dan seni.
Mungkin yang paling berpengaruh adalah Janne Kyttanen di Kebebasan Menciptakan. Janne memahami kekuatan pencetakan 3D dalam hal enabler bisnis. Dia mampu mendirikan perusahaan yang menjual produk-produk geometris kompleks yang sebelumnya tidak terpikirkan, tanpa perlu investasi modal di muka. Melalui internet ia mampu menjual produk hampir bahkan sebelum diproduksi, mendapatkan batch kecil yang diproduksi atas permintaan oleh perusahaan pihak ketiga yang telah berinvestasi dalam teknologi pencetakan 3D untuk melayani industri RP.
Perusahaan lain seperti Materialize MGX segera mulai menggabungkan produk interior 3D tercetak dari beberapa desainer dan memasarkannya melalui pengecer interior yang lebih tradisional. Desainer produk pencetakan 3D lainnya seperti Lionel Dean di Future Factories bermitra dengan produsen interior yang sudah ada seperti lampu Kundalini di Italia, menggunakan saluran mereka untuk membawa produk cetakan 3D ke pasar.
Dan bagaimana itu digunakan oleh para arsitek?
Saat ini, pencetakan 3D masih merupakan alat prototyping cepat bagi para arsitek. Karena semakin banyak arsitek yang beralih dari peranti lunak 2D Computer Aided Design (CAD) ke perangkat lunak CAD 3D, mereka telah mampu memanfaatkan hubungan antara 3D CAD dan pencetakan 3D. Arsitek sekarang secara teratur memproduksi model bangunan, interior, rencana situs 3D yang sangat rinci dan bahkan seluruh rencana induk untuk pengembangan kembali, dimungkinkan dengan menghubungkan pencetakan 3D dengan pemindaian topologi dan data satelit. Bahkan dimungkinkan untuk mengekstrak data pada area geografis tertentu dari Google Earth dan cetak 3D ini sebagai bantuan untuk menguasai perencanaan.
Kami sekarang melihat beberapa perusahaan mengembangkan teknologi 3D khusus untuk industri konstruksi, seperti D-Shape.D-bentuk telah mengembangkan sistem pencetakan 3D skala besar yang menggunakan bubuk atau pasir marmer reklamasi, yang dikonsolidasikan dengan pengaliran bahan pengikat ke dalam material. D-Shape sekarang memproduksi produk arsitektur yang relatif besar (sekitar 5M tinggi) seperti gazebo, kios, bangku taman & furnitur. Kelompok-kelompok riset lain sedang mencari pencetakan 3D lebih lanjut untuk produksi seluruh bangunan, tetapi saya pikir ini mungkin satu atau dua dekade jauh dari kenyataan, jika sama sekali.
Sejauh mana tren pasar dan ekspektasi konsumen mendorong pencetakan 3D?
Tentu saja ada banyak minat dan hype seputar 3DP saat ini. Di satu sisi itu hal yang baik. Namun, di sisi lain, kita harus berhati-hati untuk tidak melebih-lebihkan kemampuan teknologi. Teknologi ini sangat bagus dalam menanggapi beberapa tren pasar, seperti pasar untuk ponsel yang lebih bergaya dan individual. Teknologi ini juga merespon pertumbuhan permainan komputer on-line dan jejaring sosial, memungkinkan karakter dan avatar permainan online untuk direalisasikan menjadi produk yang nyata, namun dipersonalisasi.
Namun, masih ada keterbatasan dalam hal kemampuan ekonomi dan material proses. Ada harapan bahwa suatu hari pencetakan 3D akan dapat mencetak hampir apa saja, bahkan di rumah, dari panci dan wajan, ke bagian-bagian mesin cuci yang rusak, pancuran atau remote TV. Kenyataannya adalah, kita bertahun-tahun jauh dari sistem seperti itu. Tapi kita sudah memiliki sistem yang relatif dasar yang ditujukan untuk pasar konsumen yang cocok untuk pembuatan mainan, permainan dan barang antik dasar.
Apa efek pencetakan 3D pada desain dan proses manufaktur?
Salah satu aspek paling penting dari pencetakan 3D adalah kemampuan untuk membuat geometri kompleks dengan sedikit jika tidak ada penalti biaya. Bahkan, pencetakan 3D sering digunakan untuk membuat produk yang tidak mungkin diproduksi menggunakan proses tradisional seperti cetakan injeksi plastik. Desainer mengeksploitasi fleksibilitas geometrik ini dengan memungkinkan diferensiasi produk yang lebih besar dan lebih besar. Pada akhirnya, tidak ada produk 3DP yang perlu sama.
Produksi batch unit tunggal ini juga merupakan driver yang menarik bagi komunitas manufaktur. Di masa lalu ekonomi manufaktur selalu didasarkan pada memproduksi komponen yang cukup untuk menutupi biaya aset tetap, seperti alat-alat cetakan. Tapi begitu Anda mengambil kebutuhan alat cetakan, model ekonomi berubah secara dramatis.
Proses pencetakan 3D menyajikan beberapa manfaat nyata sejauh menyangkut rantai pasokan. Bisakah Anda menjelaskan manfaat ini?
Pencetakan 3D bukan hanya teknologi pengganggu yang digunakan untuk menggantikan pencetakan, casting atau permesinan, ini adalah teknologi yang memungkinkan perusahaan untuk berpikir secara berbeda tentang rantai pasokan mereka, dan lebih penting lagi rantai nilai dan interaksi dengan pelanggan dalam bisnis mereka. Ada benar-benar enam manfaat utama di seluruh rantai nilai ini yang dihasilkan dari penerapan pencetakan 3D.
- Pembuatan digital & alat-kurang - memungkinkan peningkatan tingkat variasi produk dan produksi batch ekonomi yang lebih kecil untuk mendukung tren geografis, demografi atau sosial tertentu
- Memanfaatkan kebebasan desain - memungkinkan produksi produk dengan tingkat kerumitan geometrik yang meningkat, dengan sedikit jika tidak ada penalti biaya
- Mengaktifkan personalisasi produk - menggabungkan produksi volume rendah dalam ukuran batch satu dengan geometri kompleks untuk mewujudkan produk individual
- Menawarkan pengalaman baru dalam ritel - melibatkan konsumen dalam pengalaman desain produk melalui akses online atau di toko ke perangkat lunak intuitif atau pemindaian 3D
- Mengatasi pasar yang sedang berkembang - menggabungkan personalisasi produk dengan aksesibilitas ritel untuk populasi yang menua dan berubah
- Penghijauan rantai pasokan - mengurangi kepemilikan stok, mengurangi limbah pengemasan, mengurangi logistik & mengurangi produksi CO2
Sebenarnya, pencetakan 3D benar-benar dapat mereorientasi rantai pasokan, karena menempatkan konsumen di bagian belakang dan ujung depan rantai. Konsumen dapat terlibat dalam desain produk awal, atau mereka dapat memesan sesuai permintaan, dengan produk yang dibuat mengikuti pertukaran pembayaran. Pencetakan 3D dapat mengaktifkan kedua rantai pasokan responsif tangkas, tetapi juga satu yang ramping - kita menyebutnya manufaktur yang tidak beraturan.
Apa batasan material dari pencetakan 3D dan kemajuan apa yang sedang dibuat untuk mengatasi keterbatasan ini?
Seperti yang telah kami katakan, kami masih memiliki keterbatasan material. Ada yang fisik, ada yang ekonomi, ada yang estetis dan ada yang ramah lingkungan. Proses pencetakan 3D masih berjuang untuk mencapai sifat mekanik dari plastik atau bagian logam yang dibentuk dari mesin padat. Tetapi ada banyak pekerjaan yang terjadi di laboratorium dan universitas di seluruh dunia untuk memperluas jangkauan materi dan memperbaiki apa yang sudah kita miliki.
Kami juga melihat lebih banyak perusahaan memasuki rantai pasokan bahan, yang menurunkan biaya bahan baku, yang tentu saja mempengaruhi ekonomi bagian akhir yang dihasilkan. Kami juga melihat definisi warna yang lebih baik dan transparansi, meningkatkan estetika bagian, bersama dengan bahan yang lebih berkelanjutan seperti polimer hijau seperti Nylon 11 dan PLA yang berasal dari tanaman daripada minyak. Perjalanan kita masih panjang, tetapi kita bergerak cepat dan bergerak ke arah yang benar.
Apa hambatan utama pencetakan 3D yang menjadi teknologi mainstream?
Seperti yang telah kami katakan, materi adalah masalah, tetapi ini dapat dikurangi hingga beberapa memperluas melalui desain produk.Ekonomi juga menjadi masalah, karena mesin dan bahan cetak 3D produksi relatif mahal dan relatif lambat, membuat bagian-bagian yang mereka hasilkan tampak lebih mahal daripada yang diproduksi dengan teknik produksi massal. Namun, ketika harga material turun dan produktivitas meningkat, maka ekonomi pencetakan 3D menjadi lebih dapat diterima.
Keterbatasan utama lainnya adalah pengetahuan. Banyak perusahaan tidak mengerti cara menggunakan pencetakan 3D atau di mana memosisikannya dalam rantai nilai mereka. Rantai pasokan manufaktur mereka saat ini terasa rentan, desainer produk mereka tidak sepenuhnya memahami cara memanfaatkan manfaat geometrik dan fungsi pemasaran mereka berjuang untuk memahami cara mengintegrasikan pencetakan 3D ke dalam rantai nilai pelanggan. Saya rasa itu adalah tempat kami datang sebagai konsultan yang membantu perusahaan untuk memahami masalah ini, menilai teknologi, mengembangkan kasus bisnis, dan menerapkannya ke dalam aliran nilai.
Dengan munculnya mesin cetak 3D desktop portabel biaya rendah telah ada pembicaraan bahwa kita akan segera memiliki ini di rumah kita. Seberapa besar kemungkinan skenario ini?
Saya memiliki dua mesin cetak 3D di rumah saya dan anak-anak saya menyukainya. Tapi sekali lagi, seorang pengurus mungkin memiliki peti mati aneh dari dua di garasi. Serius, minat untuk mencetak 3D rumah telah fenomenal dalam beberapa tahun terakhir, seperti pertumbuhan perusahaan yang membuat mesin untuk melayani pasar. Terakhir kali kami menghitung, kami menemukan lebih dari 40 perusahaan di seluruh dunia yang membuat printer rumah, konsumen, low-end. Sebagian besar didasarkan pada desain open source yang sama untuk mengekstrusi polimer cair melalui nosel, tetapi beberapa menggunakan pendekatan lain. Tahun lalu sekitar 15.000 rumah printer terjual. Kami berharap jumlah itu akan lebih dekat ke 60.000 tahun ini (mungkin lebih). Jadi tidak setiap rumah - dulu.
Saat ini, kebanyakan mesin rumahan digunakan oleh orang-orang yang tertarik dengan teknologi atau tertarik dengan desain produk. Kami melihat semakin banyak orang yang membeli untuk mendukung hobi mereka, entah itu membuat bagian pesawat yang dikendalikan jarak jauh atau bahkan membuat umpan memancing khusus. Mereka hebat dari perspektif pendidikan - ambil printer 3D, beberapa pewarna makanan kochineal, cuka dan soda bikarbonat dan Anda memiliki proyek pekerjaan rumah tangga gunung terbaik 'kelas pemenang' yang pernah ada.
Saran apa yang akan Anda berikan kepada para pengusaha yang mencari untuk mengeksplorasi pencetakan 3D sebagai investasi bisnis potensial?
Anda perlu tahu pasar Anda, kenal pelanggan Anda dan tahu keterampilan Anda. Ada banyak peluang di seluruh rantai pasokan dari merancang produk cetak 3D, memasarkannya secara online atau di jalan raya, mengembangkan antarmuka perangkat lunak untuk memungkinkan orang lain terlibat dalam proses desain, merumuskan bahan baru, atau bagi mereka yang memiliki kantong lebih dalam, menyiapkan kapasitas produksi. Bagi perusahaan, kuncinya adalah memahami pengalaman pelanggan dan nilai teknologi. Untuk beberapa perusahaan, pencetakan 3D adalah enabler diam - membuat hidup perusahaan lebih mudah. Bagi yang lain, pencetakan 3D adalah ‘hook’, alasan mengapa produk itu ada, yang membedakan. Setelah perusahaan memahami bagaimana pencetakan 3D dapat menambah nilai, mereka harus memahami cara menggunakannya dan kapan menggunakannya, tetapi itu adalah cerita lain.
Freshome ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr. Phil Reeves atas wawasannya yang ahli dalam dunia pencetakan 3D. Semua gambar ditampilkan dalam artikel ini milik Kebebasan Penciptaan
