Additive Fertigung: Lösung für moderne Lieferketten-Herausforderungen

In den letzten Jahren haben Unternehmen weltweit Lieferkettenprobleme erlebt, was zeigt, dass die globale Pandemie Folgen für Unternehmen jeder Größe hatte. Zusätzlich zum Anstieg der Konsumnachfrage gab es einen Mangel an Schiffscontainern und Dockarbeitern, einen Rückgang der Luftfrachtkapazität und einen Mangel an Lkw-Fahrern, was zu Hafenüberlastung führte. Schiffe lagen tagelang, manchmal wochenlang vor Anker – und das Problem besteht fort. Ende 2021 und Anfang 2022 verbrachten Containerschiffe durchschnittlich sieben Tage in amerikanischen Häfen.

Diese Lieferkettenunterbrechungen haben auch Fertigungsverzögerungen verursacht. Alle Branchen erlebten im Oktober 2021 rekordlange Lieferzeiten für Rohmaterialien, und die Situation hat sich nicht wesentlich verbessert. Beispielsweise müssen Chiphersteller 18 Monate auf kritische Ausrüstung warten, wie elektronische Module, Linsen, Ventile und Pumpen.

Additive Fertigung kann dringend benötigte Entlastung bei Lieferkettenproblemen bieten. Sie bietet mehrere Vorteile bei Kleinserien, Qualitätskontrolle und Materialkosten, was sie zu einer praktikablen Alternative zur traditionellen Lieferkette und einem vorhersehbareren Asset in turbulenten Zeiten macht.

Warum additive Fertigung?

Additive Fertigung, allgemein bekannt als 3D-Druck, beinhaltet die Herstellung eines Teils direkt Schicht für Schicht, im Gegensatz zu subtraktiven Methoden wie Zerspanung. Es ist ein präziser, hochdigitalisierter Prozess, der deutlich weniger Werkzeuge und Rüstzeiten erfordert, wodurch der Bedarf an Formen, Matrizen und spezialisierten Schneidwerkzeugen entfällt.

Im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden bietet additive Fertigungstechnologie mehrere Vorteile, darunter:

Kürzere Lieferzeiten

Additive Fertigung ermöglicht schnelleres Prototyping und Kleinserienproduktion, was Unternehmen hilft, Designiteration und Produktvalidierung zu beschleunigen, um Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Zum Beispiel entwickelten wir als Reaktion auf COVID-19 einen Gesichtsschutz, der zunächst mit additiver Fertigung produziert wurde, aber – als Reaktion auf die gestiegene Nachfrage – später auf Spritzguss umgestellt wurde, um die Produktion zu skalieren.

Da keine Werkzeuge erforderlich sind, können Sie Endverbrauchsteile innerhalb weniger Stunden oder Tage drucken, anstatt Wochen oder Monate für das Einrichten von Werkzeugdesign und -fertigung (wie einer Form beim Spritzguss) zu benötigen. Im Grunde können Sie die Produktion starten, sobald das finale Design fertiggestellt ist und ein Drucker verfügbar ist.

Erhöhte Flexibilität und Agilität

3D-Drucker ermöglichen es Unternehmen, Teile auf Abruf zu drucken und bieten unglaubliche Flexibilität und Agilität. Nicht nur können Unternehmen schnell und kostengünstig kundenspezifische Produkte mit 3D-Drucktechnologie erstellen, sondern sie können auch problemlos mehr oder weniger eines Produkts herstellen, wenn sich die Nachfrage verschiebt.

Während die Hochskalierung der Produktion beim Spritzguss Designänderungen nach der Freigabe bedeuten kann, Wochen oder Monate auf ein weiteres Werkzeug zu warten, ermöglicht der Wegfall der Werkzeuge beim 3D-Druck Unternehmen, schnell umzuschwenken. Zum Beispiel druckte HP in den frühen Phasen der Pandemie über 2,3 Millionen medizinische Komponenten, einschließlich Nasentupfer, persönliche Schutzausrüstung und Beatmungsteile, als die Nachfrage dynamisch wuchs. Hätten sie Spritzguss verwendet, hätten sie eine Form designen und fertigen müssen, was Monate gedauert hätte.

Dezentrale Produktion

Der Einsatz von 3D-Drucktechnologie ermöglicht es Unternehmen auch, die Produktion zu dezentralisieren. Statt Waren an einem einzigen Standort zu produzieren und weltweit zu versenden, können Unternehmen Güter nah am oder am Verwendungsort fertigen. Verteilte Produktion kann die Lieferkette drastisch verkürzen, viele potenzielle Engpässe beseitigen und die Markteinführungszeit eines Produkts beschleunigen. Deshalb ist es kaum überraschend, dass 52 % der Unternehmen 2021 lokale Produktion in Betracht zogen.

Durch die Fertigung von Produkten näher an ihrem Endziel können Unternehmen viele traditionelle Probleme bei importierten Produkten umgehen – von Verzögerungen durch verstopfte Häfen über COVID-19-Lockdowns bis hin zu rasch steigenden Preisen und Zöllen durch Handelskriege. Der Wandel hin zu additiver Technologie und einem dezentralen Produktionssystem kann Unternehmen auch helfen, Produkte schneller in die Hände der Verbraucher zu bringen, die Kosten für Langstreckenversand zu vermeiden und transportbedingte Treibhausgasemissionen zu reduzieren.

Reduzierte Lagerkosten

3D-Drucker ermöglichen es Unternehmen, Güter auf Abruf zu fertigen, was bedeutet, dass Sie die genaue Anzahl der benötigten Teile produzieren und direkt an Ihre Kunden versenden können, wodurch Angebot und Nachfrage präziser aufeinander abgestimmt werden. Statt ein Lager zu kaufen oder zu mieten, können Sie auf digitale Bestände setzen und Teile produzieren, wann immer ein Kunde eine Bestellung aufgibt.

Da die Lagerleerstandsquote bei nur 3,6 % liegt und die Nachfrage voraussichtlich weiter steigen wird, da mehr Unternehmen die Fertigung ins Inland verlagern und ihre Lieferketten diversifizieren, kann das Drucken auf Abruf und der Wechsel zu einem digitalen Lager statt der Lagerung physischer Bestände eine erhebliche Menge an Kapital einsparen.

Kann die Integration additiver Fertigung in Produktionszyklen zukünftige Störungen vermeiden?

Während die meisten Unternehmen glauben, dass es an der Zeit ist, Maßnahmen zur Vermeidung zukünftiger Lieferkettenunterbrechungen zu ergreifen, kann es schwierig sein, zu identifizieren, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Bei denen, die ihre Taktik geändert haben, setzen viele auf kurzfristige Maßnahmen. Tatsächlich haben weniger als die Hälfte der 3.000 von AlixPartners befragten Chefetagen Maßnahmen ergriffen, um Lieferkettenunterbrechungen langfristig zu lindern.

Der Aufbau additiver Fertigung in den Produktionszyklus kann Unternehmen helfen, zukünftige Lieferkettenunterbrechungen zu mindern oder zu vermeiden. Schließlich unterstützt additive Fertigung dezentrale Fertigung und ermöglicht eine einfachere Lieferkette sowie erhöhte Flexibilität und Agilität. Unternehmen können Produkte näher an ihrem Bestimmungsort produzieren und potenziell Lieferkettenengpässe wie schwere Hafenüberlastung vermeiden. Additive Fertigung ermöglicht es Unternehmen, die exakt benötigte Menge zu produzieren, wodurch überschüssige Sendungen an Lager vor der Verteilung an Kunden reduziert werden.

Welche Risiken birgt der Ersatz der traditionellen Lieferkette durch eine additive Fertigungs-Lieferkette?

Angesichts der vielen Vorteile der additiven Fertigung ist es kaum überraschend, dass der globale Markt für 3D-Druck-Produkte und -Dienstleistungen 2020 bei etwa 12,6 Milliarden US-Dollar lag und in den kommenden Jahren weiter wachsen wird, da mehr Unternehmen kürzere oder flexiblere additive Lieferketten aufbauen. Menschen, die ihre Karriere dem Design für oder der Arbeit mit Spritzguss oder CNC-Bearbeitung gewidmet haben, können jedoch Schwierigkeiten haben, zu diesen neueren disruptiven Prozessen zu wechseln.

Häufige Probleme beim 3D-Druck sind Verzug, Risse, schlechte Schicht-zu-Schicht-Haftung und Teileversagen. Glücklicherweise haben technologische Fortschritte in der Fertigungsausrüstung und Materialwelt diese Probleme kleiner und seltener gemacht, ebenso wie Ingenieure, die über den gesamten Lebenszyklus von Design bis Fertigung arbeiten. Beispielsweise sind beim Fused Deposition Modeling (FDM) Schichtversatz, Stringing, Unter- und Überextrusion möglich, aber erfahrene Ingenieure und Fertigungstechniker entwickeln kontinuierlich Lösungen zur Verbesserung der Teilequalität. Ähnliche Prozessfortschritte bei anderen additiven Technologien (SLA, SLS usw.) wurden gemacht, um mehr Anwendungen möglich zu machen. Diese Fortschritte erfordern jedoch einen 3D-Druck-Partner, der das Wissen und die Expertise besitzt, diese neuartigen Prozesse zu entwickeln und einzusetzen.

Wenn Sie mit Fast Radius arbeiten, können unsere erfahrenen Ingenieure Ihr Design überprüfen und verfeinern und Ihnen helfen, Teile schnell und kosteneffizient herzustellen, ohne schwierige Qualitätskompromisse einzugehen. Unsere inländischen Fabriken und verteilten Produktionskapazitäten helfen Ihnen, Verzögerungen und Kopfschmerzen im Zusammenhang mit Überseelogistik zu vermeiden, und unsere Suite digitaler Tools kann Designprobleme automatisch erkennen, bevor Ihr Teil oder Produkt in die Produktion geht. Sie können auch verschiedene Materialien und Fertigungsmethoden erkunden, bevor Sie ein Angebot initiieren. Um mehr darüber zu erfahren, wie die additiven Fähigkeiten von Fast Radius Ihre Lieferkettenprobleme lösen, die Produktion beschleunigen und maximale Kosteneffizienz pro Teil sicherstellen können, erstellen Sie ein Konto oder kontaktieren Sie uns noch heute.