La personalizzazione e la personalizzazione di massa potrebbero essere i catalizzatori del cambiamento industriale e dell’adozione della stampa 3D per la produzione.
La storia dello sviluppo del prodotto è stata a lungo l’idea della prototipazione fino a quando un prodotto non era pronto per la produzione. E la produzione significava realizzare quanti più pezzi possibile spendendo il meno possibile per fornire alla tua attività o invenzione un sano margine.
Nel mondo della produzione, questo è noto come basso mix, alto volume. I metodi di produzione più antichi riguardavano la ricerca di una via di mezzo tra il raggiungimento della produzione di massa e il mantenimento della qualità. Man mano che la tecnologia cambia e i metodi di produzione si adattano, anche il mercato si adegua.
È sicuramente lo scenario della gallina o dell’uovo quando si esplora ciò che è venuto prima, la domanda del mercato o l’innovazione del prodotto, ma non si può negare che la produzione deve adattarsi a prescindere. Attualmente, la domanda del mercato è andata verso l’opposto della produzione a basso mix e ad alto volume del passato. La personalizzazione di massa, o produzione high-mix, a basso volume, sta lentamente superando i metodi di produzione tradizionali e continuerà a farlo grazie all’automazione e alla produzione additiva.
La stampa 3D per la produzione sta prendendo piede
La tecnologia di produzione additiva è stata sviluppata per la prima volta oltre 30 anni fa. Da allora, la tecnologia ha trovato la sua strada in molti settori e mercati di nicchia, ma non è mai stata davvero una forza di cambiamento per la produzione o la produzione reale, fino a poco tempo.
Diversi blocchi stradali hanno rallentato l’adozione della stampa 3D per la produzione. Gran parte della sfida è stata in parte qualità, precisione o tempo per la produzione. L’industria della produzione additiva sta lentamente cambiando il modo in cui le industrie pensano a questo metodo di produzione.
Mentre alcuni dei primi utilizzatori e appassionati hanno riconosciuto il valore della produzione additiva, la recente pandemia di COVID-19 ha messo in moto numerose aziende. L’interruzione della catena di approvvigionamento e una forza lavoro in evoluzione hanno contribuito a mobilitare la comunità della produzione digitale e molte aziende sono state costrette a riconoscere ciò che la stampa 3D poteva fare.
Wayne Davey, Global Head of 3D Printing Solutions Go-to-Market di HP, afferma: “Negli ultimi due anni la tradizionale catena di approvvigionamento ha frustrato molti settori quando non sono stati in grado di spostare rapidamente le merci”.
Lo sviluppo di nuove strategie di supply chain utilizzando soluzioni di stampa 3D avanzate è un modo per accelerare la trasformazione, rendendo la supply chain tradizionale più efficiente e flessibile. Davey ha utilizzato Nissan come esempio perché l’azienda sta utilizzando la tecnologia HP per produrre parti di ricambio stampate in 3D per auto più vecchie. Sfruttare ciò che sta imparando creando parti per auto più vecchie aiuterà a informare la progettazione e lo sviluppo futuri con tecnologie additive.
La personalizzazione di massa è guidata dai dati
Man mano che i prodotti diventano più facili da realizzare, la personalizzazione o la personalizzazione possono iniziare a decollare. Con strumenti come le stampanti 3D in grado di produrre, non siamo più relegati a inserirci in una scatola che è trattenuta dalle tecniche di produzione. Le forme organiche sono la rovina di qualsiasi macchinista e/o richiedono macchine utensili che diventano esponenzialmente costose man mano che si aggiungono più gradi di movimento. L’additivo è stata la risposta per colmare questa lacuna, ma solo di recente è emerso come uno strumento di produzione praticabile.
Davey afferma: “La stampa 3D è qualcosa di più della semplice competizione per l’ottimizzazione dei costi e della velocità dello stesso prodotto. Il vero potenziale del 3D si realizza quando gli ingegneri possono sviluppare prodotti che non possono essere fabbricati oggi, sfruttando la prototipazione rapida e traducendoli in una produzione su vasta scala di parti finali utilizzando informazioni basate sui dati”.
Poiché la stampa 3D eccelle nella produzione a basso volume e mix elevato, il design basato sui dati può essere davvero sfruttato. Con la stampa 3D, è possibile creare facilmente geometrie uniche e strutture nidificate, il che significa che le parti possono essere davvero uniche per la loro funzione.
Abbiamo tutti sperimentato la frustrazione di cercare un dado per adattarsi a un bullone di dimensioni dispari. Forse hai dovuto ordinare componenti speciali per adattarsi che impiegano secoli per arrivare. Combina queste frustrazioni con le sfide della catena di approvvigionamento vissute durante la pandemia di COVID-19 e avrai una ricetta per un ingegnere esaurito, un prodotto terribile o entrambi.
In questo senso, l’additivo può fornire opportunità di personalizzazione. In passato, queste opportunità spesso provocavano nuovamente frustrazioni quando si passava dalla prototipazione alla produzione. Ora che le capacità della stampa 3D stanno diventando più realistiche per la produzione reale, si aprono le porte a uno sviluppo del prodotto che non abbiamo mai visto.
Davey aggiunge: “Un ottimo esempio di ciò è la partnership di HP con Cobra Golf e Parmatech, dove un putter stampato in 3D in edizione limitata primo nel suo genere viene prodotto commercialmente utilizzando HP Metal Jet. Il putter KING Supersport-35 presenta un sottile esoscheletro rinforzato da travi reticolari, completamente diverso dai putter tradizionali realizzati con solidi pezzi di metallo.
La struttura a reticolo delle mazze Cobra offre più velocità della palla, più tolleranza e prestazioni migliori grazie a un design che sarebbe incredibilmente difficile da produrre senza la stampa 3D. (Credito immagine: HP.)
Cobra Golf sta, infatti, utilizzando la stampa 3D per tre modelli di grandi dimensioni in una linea di prodotti chiamata King 3D Printed Series. La tecnologia additiva consente all’azienda di creare una cartuccia reticolare in nylon per ottimizzare la distribuzione del peso per un elevato “momento di inerzia” e stabilità.
HP sta lavorando per sfruttare i dati per creare una migliore comprensione del design e delle esigenze del mercato, che secondo l’azienda porterà alla tecnologia che rende più facile l’applicazione dell’apprendimento automatico. Questo concetto consentirà a progettisti e produttori di acquisire una maggiore comprensione del ciclo di vita delle parti e dell’utente finale, il che porterà a parti migliori con un design migliorato. “L’intero ciclo di vita end-to-end, dalla catena di approvvigionamento alla vita utile di una parte, sarà semplificato grazie alla capacità di analizzare e sfruttare le informazioni dettagliate in modo gestibile e automatizzato”, afferma Davey.
Il valore della personalizzazione di massa
Il mondo della produzione di massa sta cambiando, questo è chiaro. Ma qual è il valore della personalizzazione di massa? Abbiamo davvero bisogno che tutto sia personalizzato e che soddisfi ogni nostro capriccio?
Ovviamente, questo concetto di personalizzazione di massa è un perturbatore per diversi settori e mercati. Un settore in cui l’idea di personalizzazione è fondamentalmente necessaria è il mondo dei dispositivi medici.
Nel 2021, HP ha annunciato la sua Arize Orthotic Solution , un sistema ortesico digitale end-to-end che aiuta i podologi a creare plantari stampati in 3D più adatti. Ma ci sono spazi sanitari che richiedono una personalizzazione ancora più raffinata.
SmileDirectClub negli Stati Uniti e Impress in Europa utilizzano la produzione additiva per personalizzare la produzione completa nel settore dentale. “Stanno spingendo i confini dell’igiene orale utilizzando la stampa 3D per produrre prodotti altamente personalizzati su larga scala: più personalizziamo, migliorisono i risultati per il cliente finale”, afferma Davey.
Mentre questi settori si prestano alla personalizzazione, più mercati, come Cobra Golf, stanno iniziando a vedere il valore della produzione additiva. La personalizzazione dei prodotti è stata a lungo il mondo dell’artigianato, ma ora la stampa 3D ha fornito l’opportunità di realizzare prodotti personalizzati su larga scala.
Che si tratti della domanda, della pandemia o semplicemente di un cambiamento generale nel comportamento dei consumatori, non si può negare che i produttori stiano prendendo atto della necessità di personalizzazione. E la stampa 3D è perfettamente adatta a soddisfare le esigenze.
Davey ritiene che il primo passo verso una più ampia adozione di questa tecnologia per la produzione sia la personalizzazione di massa. “Come settore siamo ancora nel processo di apprendimento… Non sappiamo ancora tutto su come ridimensionare la stampa 3D, ma ci stiamo lavorando attivamente in HP e come settore più ampio”.
L’automazione e la stampa 3D, se supportate da tecnologie basate sui dati e apprendimento automatico, hanno il potenziale per essere ciò che tutti pensavamo potesse essere quando è emersa per la prima volta. Anche se potremmo essere a qualche secolo di distanza da un replicatore di Star Trek, è chiaro che si sta verificando un cambiamento storico sia nei bisogni che nelle capacità.
