Miksi sarjatuotanto 3D-tulostamalla kannattaa?
Miksi 3D-tulostus valitaan tuotantomenetelmäksi eri toimialoilla ja erilaisten osien ja tuotteiden valmistukseen? Tämä artikkeli on osa uutta blogisarjaamme, jossa keskitymme yksi kerrallaan eri syihin valita 3D-tulostus perinteisten valmistusmenetelmien sijaan. Tässä artikkelissa keskitymme siihen, miksi sarjatuotanto 3D-tulostamalla on kannattavaa.
Materflow tuotti vuoden 2023 aikana satoja tuhansia osia 3D-tulostamalla. 90 % Materflown tulostamista tuotteista oli lopputuotesarjoja.
Sarjatuotannolla voidaan tarkoittaa eri yhteyksissä hyvinkin eri kokoisia sarjoja. Sarja voi olla muutamasta kappaleesta kymmeniin tuhansiin kappaleisiin. 3D-tulostettavien sarjojen kappaleiden koosta saa hyvän käsityksen, kun tiedämme että 90 % kaikesta Materflowlla 3D-tulostetusta tavarasta mahtuu 10x10x10 cm laatikkoon.
Kustannussäästöt sarja- ja piensarjatuotannossa 3D-tulostamalla
Yksi tyypillinen syy mille tahansa liiketoimintaan liittyvälle päätökselle on tietenkin kustannus. Joitakin kustannuksia ja kustannussäästöjä on helpompi hahmottaa suoraviivaisesti, jotkin kustannussäästöistä syntyvät välillisesti ajan säästämisen, logistiikan ja varastoinnin kautta.
Kustannussäästöt valmistuksessa
Yksi 3D-tuotantomenetelmän eduista sarjatuotannossa on, että menetelmä karsii pois ylimääräiset ja raskaat sarjatuotantoon liittyvät alkuinvestoinnit.
3D-tuotantomenetelmässä ei tarvita muotti- ja työkaluvalmistusta, jolloin tuote saadaan markkinoille nopeasti. Tästä on kyse myös nk. ”siltatuotannossa”, jossa osa tilataan muotitettuina, mutta 3D-tulostuksen avulla voidaan tuotanto jo käynnistää.
Siltatuotanto hyödyntää 3D-tulostusta perinteisen valmistusprosessin ”siltana”. 3D-tulostus mahdollistaa tuotannon aloittamisen välittömästi uuden tuotteen markkinoille saamiseksi. Siirtyminen perinteiseen prosessiin voi tapahtua sitten myöhemmin, kun tarvittavat työkalut ja muut vaatimukset on saatu valmiiksi.
3D-tulostuksen avulla siltatuotannon edut sarjatuotannossa ovat esimerkiksi:
- nopea uuden tuotteen lanseeraus
- joustavuus, kun uuden /lopullisen tuotteen kysyntä on epävarmaa
- tuotekehityksen nopeuttaminen
- riittävä määrä tuotteita koeajoa varten (ennen täysimittaista tuotantoa)
3D-tulostuksen avulla voidaan myös tuottaa osa, joka toimii ”siltana” tilanteissa, joissa eräkoot ovat liian pieniä perinteisen muotin käyttöön.
Säästöt logistiikka- ja elinkaarikustannuksissa
Oletetaan, että saisit tilattua tarvitsemasi osan Kiinasta. Harmiksesi voivat koitua toimitusajan lisäksi vaadittava vähimmäiskappalemäärän tilaaminen ja ylimääräisten kappaleiden varastointi.
3D-tulostamalla säästät toimitusajassa, saat juuri tarvitsemasi määrän kappaleita, eikä varastointikuluja synny. Säästät todennäköisesti näin myös todellisessa kappalekustannuksessa.
Sarjatuotanto 3D-tulostamalla ratkaisee monia muitakin varastoinnin ongelmia. Erityisesti elintarviketeollisuudessa sekä mm. hissien valmistajat joutuvat toimittamaan varaosia jopa kymmeniä vuosia vanhoihin laitteisiin. Tämä tarkoittaa usein muottien varastointia ja/tai varaosavaraston pitämistä.
Digitaalinen varaosa varmistaa varaosan saatavuuden käytännössä ikuisesti eikä 3D-mallin säilyttäminen maksa mitään. Digitaalinen varaosa ei kulu eikä sitä tarvitse varastoida fyysisesti.
Yksi varastoinnin ongelmista saattaa olla myös toisaalta vaatimus pitää yllä tiettyjä varaosia ja toisaalta muovisten varaosien haperoituminen ym. huononeminen varaston hyllyllä ajan saatossa.
Esimerkiksi puolustusvoimilla on tarve monenlaisille muovisille varaosille; suojavarusteisiin, kypäriin, aseiden kantohihnoihin, muoviklipsuihin ym. Näitä varaosia pitää sääntelyn ja turvallisuuden vuoksi uusia, koska osat heikkenevät ja haperoituvat ajan myötä. Niitä joudutaan tilaamaan kerralla valtavia määriä, mutta 3D-tulostamalla voidaan tuottaa aina täsmälleen tarvitun kokoinen erä.
EU:n ekosuunnitteludirektiivin myötä esimerkiksi kodinkoneisiin tulisi olla saatavilla varaosia esimerkiksi 15 vuotta valmistuksen jälkeen. Mittavan (ja tavaran vanhentumisen myötä uusittavan) varaston ylläpitämisen sijaan varaosia voidaan valmistaa 3D-tulostamalla aina tarpeen mukaan.
3D-tulostus voi siis tuoda myös selkeitä säästöjä, kun tarkastellaan tuotettavien osien elinkaarikustannuksia. Koko osan elinkaareen liittyy tuotannon lisäksi myös esimerkiksi varastointi, jonka kustannus voi 3D-tulostettaessa olla pyöreä nolla.
