3D-Druck treibt die schlanke Fertigung von gut zu großartig

Vor kurzem veranstaltete unsere 3D-Druckgruppe in New York und Pennsylvania Seminare mit dem Titel „Smarter Manufacturing:Additive is the New Fourth Shift“. Durch die Erstellung dieser Präsentationen hatten wir die Möglichkeit, einen genauen Blick auf die Fertigung in der heutigen Welt zu werfen und darüber nachzudenken, wie der 3D-Druck die größte Wirkung erzielen kann.

Produktion im Jahr 2018

Wenn man sich die Fertigung heute ansieht, kann man nicht anders, als erstaunt zu sein. In unserer modernen Welt ist es unglaublich, dass wir so viele verschiedene Produkte kaufen können. Können Sie sich vorstellen, welchen Weg ein Produkt nimmt, bevor Sie es kaufen?

Schauen wir uns etwas Einfaches an:eine Schere. Die Metallklingen mussten aus dem aus dem Boden geförderten Eisenerz in Stahl umgewandelt werden. Dieser Stahl musste bearbeitet und zu Klingen mit der richtigen Form geschärft werden. Stahl wird verwendet und in einem separaten Verfahren bearbeitet, um die Schraube herzustellen, die es den Klingen ermöglicht, sich aneinander vorbei zu bewegen. Öl wird aus dem Boden gepumpt und zu Kunststoffpellets raffiniert. Diese Kunststoffpellets werden erhitzt und unter Druck in die stahlbearbeitete Spritzgussform gepresst, um die Griffe zu formen. Die Griffe, Klingen und Schraube werden so zusammengebaut, dass ein funktionelles Schneidwerkzeug entsteht.

Produktionseffizienz

Wenn das allein nicht beeindruckend genug ist, passiert dieser Prozess millionenfach und diese Einheiten werden in die ganze Welt versandt. Die Prozesskosten werden so niedrig gehalten, dass Sie und ich für einen Dollar eine Schere im Laden kaufen können und alle Parteien, die sich Mühe geben, diese Scheren herzustellen, haben (hoffentlich) Geld verdient.

Können Sie sich vorstellen, wie viel Zeit in die Entwicklung jedes Werkzeugs und jeder Komponente dieser Schere geflossen ist? Was ist mit etwas Komplizierterem? Ein Toaster, ein Smartphone und ein Auto sind alle wesentlich komplizierter, und doch wird jedes dieser Produkte heute zu erschwinglichen Preisen hergestellt und den Verbrauchern zur Verfügung gestellt. Wenn diese Produkte effizienter montiert werden können, gewinnen alle. Die Gewinne für Unternehmen können steigen, während Produkte für die Öffentlichkeit erschwinglicher werden. Wie können wir unglaubliche Herstellungsprozesse nutzen und sie verbessern? Und welche Rolle kann der 3D-Druck dabei spielen?

Herstellungsmethoden

Es gibt viele verschiedene Methoden, die Fertigung schlanker zu machen und nach Optimierung zu streben. Toyota wird allgemein zugeschrieben, dass er die ersten Methoden der schlanken Fertigung begründet hat, die darauf abzielen, Überlastung, Inkonsistenz und Verschwendung absichtlich anzuvisieren und zu beseitigen. Drei Bereiche, in denen 3D-Druck zur Vermeidung von Verschwendung beitragen kann, sind Bewegung, Überverarbeitung und Defekte.

1. Bewegungsverschwendung

Waste of Motion tritt auf, wenn sich ein Ausrüstungsgegenstand oder eine Person weiter bewegen muss, als es für die Erledigung einer Aufgabe erforderlich ist. Der 3D-Druck kann verwendet werden, um benutzerdefinierte Werkzeughalter, Schubladen-Organizer und Organisationsbehälter zu erstellen, damit die Arbeiter alles, was sie brauchen, so nah wie möglich haben. Da diese Artikel speziell für die Fertigungsumgebung oder den Arbeitsplatz entwickelt wurden, sind sie wertvoller als Standardoptionen. Wenn kundenspezifische Produkte wie diese mit konventioneller Bearbeitung hergestellt werden würden, würden das Lagermaterial und die Maschinenzeit kombiniert sie viel teurer machen als ihre 3D-gedruckten Gegenstücke.

2. Verschwendung durch Überarbeitung

Verschwendung durch Überarbeitung tritt am ehesten bei der Entwicklung eines Werkzeugs auf, das Ihren Fertigungsprozess unterstützt. Aufgrund der Beschränkungen, welche Formen mit herkömmlichen Fräs- oder Drehoperationen leicht geschnitten werden können, müssen sich Konstrukteure fragen:„Wie würde ich dieses Teil herstellen?“ während jeder Minute des Gestaltens. Beim Entwerfen eines Werkzeugs, das im 3D-Druck hergestellt werden soll, ändert sich die Frage zu „Was soll dieses Teil erreichen?“ Aufgrund der additiven Natur des 3D-Drucks kann eine Baugruppe aus fünf oder mehr konventionell gefertigten Teilen oft zu einem einzigen, additiv gefertigten Teil kombiniert werden, das dieselbe Aufgabe erfüllt.

3. Abfall durch Defekte

Durch Defekte verursachter Abfall hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, aber eine der größten Möglichkeiten, wie der 3D-Druck helfen kann, ist die Inspektion von Teilen. Wir haben gesehen, wie eine Vielzahl von Fertigungskunden kostengünstige Mess- oder „Go/No-Go“-Messgeräte entwickelt haben, die es ihnen ermöglichen, ihren Inspektionsbemühungen mehr Aufmerksamkeit zu widmen. Durch den 3D-Druck kostengünstiger Messlehren können Hersteller mehr Teile häufiger überprüfen, was dazu führt, dass weniger Produkte aufgrund von Fehlern verschrottet werden. Werkzeug- oder Bearbeitungsprobleme lassen sich leichter lokalisieren, wenn Teile an verschiedenen Stellen im Fertigungsprozess geprüft werden können.

Die moderne Herstellung ist ein unglaublicher Prozess, der leicht vergessen werden kann, wenn Produkte für uns in Geschäften oder online schön präsentiert werden, ohne dass die vollständige Geschichte ihrer Herkunft erzählt wird. Was einen großartigen Herstellungsprozess über einen funktionalen stellt, ist oft eine intensive Liebe zum Detail jedes Schritts des Prozesses, die nach kleinen Wegen sucht, um Abfall zu reduzieren und den Arbeitsablauf zu optimieren. Da Unternehmen in ihrem Herstellungsprozess pro Vorgang einige Sekunden einsparen, können die mit dieser Zeit verbundenen Kosten bei Multiplikation mit Hunderttausenden von Teilen während eines Jahres beträchtlich sein. Der 3D-Druck kann ein großartiges Werkzeug sein, um die physischen Teile zu erstellen, die für diese Änderungen erforderlich sind.

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