En ny, gratis nedlastbar rapport fra World Economic Forum (WEF) spår utbredt masseproduksjon av 3D-trykte industrielle deler i det neste tiåret og fremhever forholdet mellom koronavirus-pandemien og den økte bruken av additiv produksjon-teknologiene. Forskningsrapporten med tittelen “An Additive Manufacturing Breakthrough: A How-to Guide for Scaling and Overcoming Key Challenges” retter seg mot ledende industriledere i produksjonsbedrifter og gir en realistisk forståelse av hva additiv produksjon kan levere i dag og hvorfor noen ser dette potensialet mens andre ikke gjør det.

Rapporten, som er utviklet i samarbeid med ETH Zürich og tre Fraunhofer-forskningsinstitutter (IGCV, IPT og IAPT), fremhever fire “beste praksiser” og tre eksempler fra virkeligheten for å vise hvordan man kan overvinne de viktigste nåværende utfordringene med additiv produksjon. Å kartlegge kursen for “den virkelige historien om additiv produksjon” betydde at WEF når ut til produksjonsledere på tvers av forskjellige bransjer for å definere det den beskriver som en ny “avkastning på investeringer (ROI)-basert fortelling om industrialiseringen av AM (additiv produksjon)”. Intervjuobjektene inkluderer AM-eksperter i anerkjente selskaper som Stratasys, Nano Dimension, Spectroplast, HP, Carbon3D og EOS.

WEF foreslår at beste praksis for å ta i bruk AM-teknologiene er:

Implementer i iterasjoner
Bedrifter anbefales å starte å ta i bruk teknologien med prøveproduksjon med minimal kompleksitet. Når det trinnet er fullført, kan de gå over til mer avanserte applikasjoner, og gradvis øke AM-kompetansen og bruksnivået.

Trekk, ikke dytt
WEF anbefaler at for å øke sannsynligheten for vellykket implementering bør selskaper finne egnede bruksområder for additiv produksjon ut i fra sine egne eksisterende behov. Denne strategien står i kontrast til en tilnærming der man pådyttes teknologien, hvor organisasjoner forsøker å vise frem additiv produksjons teknologiske fortreffeligheter evner i altfor komplekse eksempler, som selskapene ikke eller i begrenset omfang kan se nytteverdiene av. “Det store hinderet i AM-teknologi er ikke lenger den tekniske gjennomførbarheten, men kost-nytte-forholdet og det å finne en passende forretningsmodell,” heter det i rapporten.

Samarbeid for å utfylle
En av de største akseleratorene for å ta i bruk additiv produksjonsteknologiene er samarbeid som kan hjelpe et selskap med å fylle kompetansehull eller mangel på ekspertferdigheter og kunnskap. WEF fremhever gjennom hele rapporten  at partnerskap bør styrkes for å redusere kostnadene langs hele prosesskjeden. Et av målene med rapporten er å hjelpe toppledere i industrien med å inngå nye samarbeid og partnerskap ved å mobilisere det globale produksjonssamfunnet.

Strategier og støtte
WEF oppfordrer virksomheter til å lage en AM-strategi tidlig og tilpasse spesifikke implementeringsprosjekter med dette for øye samtidig som de støtter implementeringen for å lykkes.

For å komme til det punktet, undersøkte avisens forfattere tre spesifikke tilfeller som viser hvordan AM-utfordringer kan overvinnes. Eksemplene som er valgt avslører at nåværende nøkkelmulighetsdrivere kan finnes i den digitale prosesskjeden, i nye AM-materialer, i sertifiserte forsyningskjeder og anvendelsen av nye forretningsmodeller. For å vise hvordan den digitale tråden kan utnyttes til å forbedre AM-applikasjoner, valgte WEF en automatisert designplattform for 3D-printede ortoser utviklet av programvareutvikleren for 3D-printing Trinckle og helseselskapet Aqtor!

Automatisk designet AM-ortose av Trinckle og Aqtor! Illustrasjon: Aqtor! Trinckle.

Et annet eksempel som det vises til i rapporten er et nytt materiale utviklet av Johnson & Johnson for svært innovative applikasjoner. Den bioresorberbare materialblandingen basert på polykaprolakton (PCL) skaper pasientspesifikke implantater gjennom selektiv lasersintring (SLS). Med mer enn 90 vellykket installert implantater, understreker dette eksempelet potensialet til nye materialer og hvordan de kan gi enormt avanserte AM-applikasjoner med økt funksjonalitet og bedre tilgjengelighet til en konkurransedyktig pris.

Til slutt peker WEF-rapporten på et eksempel fra Sentral-Europas største jernbaneselskap Deutsche Bahn (DB), og det internasjonale serviceselskapet TÜV SÜD. Duoen gikk sammen for å utvikle en sertifiseringsordning for leverandører av AM-reservedeler og sluttbrukskomponenter for å vedlikeholde passasjer- og godstog, og sikre konstant tilgjengelighet av reservedeler. Til dags dato har mer enn 25 000 reservedeler og sluttbrukskomponenter i metall eller plast blitt produsert ved DB.

Motorfeste additivt produsert som reservedel med 3D-printing. Illustrasjon: Deutsche Bahn.

Med sikte på å hjelpe bedrifter med å overvinne eventuelle hindringer langs AM-verdikjeden, viser eksemplene og tipsene som tilbys av forfatterne av rapporten at nåværende viktige mulighetsdrivere kan finnes i den digitale prosesskjeden, i nye AM-materialer, i sertifiserte forsyningskjeder, og anvendelse av nye forretningsmodeller.

I tillegg diskuteres den fremtidige industrialiseringen av additiv produksjon i forhold til potensielle produksjons-scenarier, viktige muliggjørere og løsninger. En samlet analyse viser at et felles skritt mot industrialiseringen av AM-prosesskjeden er nødvendig for å fremme vedvarende og bærekraftig vekst i industrien. Rapporten setter også søkelyset på syv overordnede temaer i en oppfordring til handling, og tar for seg detaljerte uttalelser til interessenter i AM-økosystemet for å lette denne prosessen.

Mens rapporten er optimistisk om hva selskaper kan gjøre for å øke AM-adopsjon, påpeker eksperter at i dag og i overskuelig fremtid er produksjonskostnadene for 3D-printede deler et hovedhinder.

“Dette refererer seg ikke bare til maskin- og materialkostnader, men at opplevd mangel på robusthet og kvalitet også har en betydelig innvirkning på kostnadene. Begge faktorene fører til høye kvalitetssikringskostnader etter AM-prosessen. Komplekse geometrier til AM-deler, små partistørrelser og andre særtrekk ved AM gjør det utfordrende å etterbehandle og automatisere produksjonen. Som et resultat av dette utgjør etterbehandling en betydelig andel av de samlede delkostnadene”, heter det i dokumentet.

Her kan du laste ned rapporten (PDF).