Druk 3D to technologia dysruptywna zdolna zmienić oblicze całego łańcucha dostaw

Druk 3D – logistyka w nowym wymiarze

10 czerwiec 2021

Druk 3D to jedna z rewolucyjnych technologii, które mają szansę odmienić przemysł, a w konsekwencji również branżę logistyczną. Nadejście przemysłu 4.0 oznacza zmianę metod produkcji i niesie ze sobą nowe wyzwania.

Firma doradcza McKinsey w swoim sprawozdaniu przewiduje, że w ciągu najbliższych kilku lat rynek druku 3D będzie rosnąć wykładniczo, osiągając wartość 550 mld dolarów do 2025 roku. Niemniej jednak technologia ta jest już na tyle dojrzała, że wywiera znaczny wpływ na logistykę, co z kolei rodzi wiele pytań, na które spróbujemy odpowiedzieć w niniejszym artykule. Jakie będzie mieć zastosowanie? W jaki sposób może wpłynąć na łańcuch dostaw przedsiębiorstw? Jakie może przynieść korzyści i z jakimi wiąże się trudnościami?

Charakterystyka i sposób działania drukarki 3D

Drukarka 3D to urządzenie służące do wytwarzania trójwymiarowych obiektów na podstawie komputerowego modelu metodą osadzania topionego materiału zwanego filamentem. Innymi słowy pozwala uzyskać przedmiot odpowiadający cyfrowemu projektowi.

Pod tym względem drukarki 3D przypominają tradycyjne urządzenia biurowe – wydruk powstaje na podstawie cyfrowego dokumentu. Zwykłe drukarki wykorzystują jednak do reprodukcji tekstów i obrazów tusz lub toner, zaś drukarki 3D odpowiednie materiały do wytwarzania obiektów przestrzennych.

Omawiane rozwiązanie polega na nakładaniu kolejnych warstw materiału (tworzywa, ceramiki, metalu itp.), z których ostatecznie powstaje przedmiot. Produktem może być ozdobna figurka, obudowa telefonu, podeszwa buta lub nawet część do samochodu. Wytworzone przedmioty są lekkie, ale zarazem mocne i wytrzymałe. Dużą zaletą tej technologii jest wykorzystanie tylko niezbędnego materiału, co pozwala ograniczyć ilość odpadów i emitowanych zanieczyszczeń.

Do wytworzenia produktu wystarczy komputerowy model 3D, materiał i drukarka 3D
Do wytworzenia produktu wystarczy komputerowy model 3D, materiał i drukarka 3D

Elementy potrzebne do druku przestrzennego:

  • Komputerowy model 3D. Komputerowy projekt przedmiotu przeznaczonego do wydrukowania. Można go wykonać przy użyciu odpowiedniego programu lub wykorzystać skaner do trójwymiarowego obrazowania obiektów (metoda przydatna do kopiowania przedmiotów).
  • Materiał. Surowiec wykorzystywany do wydruku: tworzywa sztuczne, metale, ceramika, beton, a nawet żywność.
  • Drukarka 3D. Urządzenie, które wytwarza z materiału przedmiot na podstawie komputerowego modelu 3D.

Te trzy elementy umożliwją wykonanie druku praktycznie w każdym miejscu, np. w zakładzie niedaleko siedziby klienta, a nawet w domu, co pozwala w dużym stopniu uniezależnić się od transportu.

Zastosowanie drukarek 3D

Przedsiębiorstwa coraz chętniej testują możliwości druku 3D, znajdując dla niego nowe zastosowania podyktowane koniecznością dopasowania oferty do trendów rynkowych. Technologia ta znacznie upraszcza produkcję skomplikowanych przedmiotów, które wymagają dodatkowej personalizacji.

Kilka przykładowych zastosowań drukarek 3D w różnych sektorach:

  • Medycyna. Drukarki 3D wykorzystywane są do produkcji implantów, aparatów słuchowych, protez czy koron zębowych.
  • Motoryzacja i części zamienne. Firmy z branży motoryzacyjnej i lotniczej posługują się drukarkami 3D do projektowania części i podzespołów. Umożliwia to szybkie, oszczędne i wydajne opracowywanie prototypów oraz produkcję gotowych elementów (od kół pasowych, poprzez zawory i tłoki, aż po podwozia pojazdów).
  • Budownictwo. Technologia druku przestrzennego może zrewolucjonizować ten segment gospodarki poprzez opracowywanie prototypów i elementów obiektów takich jak mosty czy budynki (np. z cegieł). Prawdopodobnie jednym z najambitniejszych i najbardziej wyczekiwanych pomysłów jest wykorzystanie technologii druku przestrzennego do budowy całych domów.

Druk 3D w logistyce

Największy potencjał drukarek 3D dotyczy możliwości uproszczenia procesów produkcyjnych, ponieważ ich optymalizacja przekłada się na skrócenie terminów dostawy.

Obecnie w wielu magazynach przechowuje się znaczne ilości surowców, które w odpowiednim czasie trafiają na linie produkcyjne. W przypadku druku 3D nie ma konieczności składowania tylu ładunków, ponieważ elementy można drukować w momencie zgłoszenia zapotrzebowania. Drukarki przestrzenne mogą zapewnić szybką i bezpieczną produkcję wszelkiego rodzaju podzespołów.

Niewątpliwie skorzysta na tym przemysł motoryzacyjny i lotniczy, który do osiągnięcia wyznaczonych celów wymaga elastycznej logistyki i pracy w systemie just-in-time. Specyfika działalności tego sektora wiąże się ze ścisłą współpracą z dostawcami, którzy w odpowiednim czasie muszą dostarczyć niezbędne części i materiały. Nawet najdrobniejsze opóźnienie w dostawie może skutkować kosztownym przestojem w produkcji, czemu należy za wszelką cenę zapobiec.

Ponadto drukarki 3D umożliwiają personalizację produktu według potrzeb klienta. Od strony logistycznej największą trudność stanowi zapewnienie sprawnej obsługi rosnącej liczby ładunków. W tym celu niezbędny jest odpowiedni system WMS do zarządzania magazynem (np. Easy WMS marki Mecalux), który pokieruje procesami personalizacji czy tworzenia zestawów (kitting)

Produkty personalizuje się tuż przed wysyłką do klienta. Wpisuje się to w tzw. strategię odraczania (postponement), która polega na odłożeniu pewnych czynności do momentu otrzymania zamówienia od klienta.

Nie ulega wątpliwości, że druk 3D przyniesie długotrwałe zmiany w logistyce i transporcie. Z jednej strony możemy spodziewać się ograniczenia przewozu niektórych produktów ze względu na możliwość np. wydrukowania podzespołów bezpośrednio na linii produkcyjnej. Z drugiej strony zajdzie konieczność transportu niezbędnych materiałów eksploatacyjnych do drukarek. Rynek dostawy materiałów do domu będzie rosnąć w miarę zwiększania się dostępności technologii druku 3D dla przeciętnego użytkownika.

Zalety druku 3D w logistyce  

Najważniejsze korzyści płynące z zastosowania drukarek 3D w logistyce:

  • Ograniczenie zapasów. Produkcja na zamówienie przyczynia się do redukcji kosztów magazynowania, ponieważ składowane są tylko niezbędne materiały i produkty gotowe oczekujące na wysyłkę do klienta.
  • Wykorzystanie powierzchni. Mniejsza liczba zapasów to mniejsze zapotrzebowanie na powierzchnię magazynową (co szczególnie pozytywnie odczują małe i średnie przedsiębiorstwa).
  • Redukcja kosztów transportu. Drukarki 3D nie wymagają szczególnie dużo miejsca, w związku z czym można je zainstalować w zakładzie zlokalizowanym blisko siedziby klienta. Transport na mniejszą odległość to także mniej zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery.
  • Sprawna i terminowa dostawa. W tradycyjnym modelu produkcji produkty muszą przejść przez wiele etapów, zanim ostatecznie trafią do klienta. Drukarki 3D pozwalają znacznie uprościć cały proces i szybciej uzyskać gotowy produkt, który można od razu przekazać do wysyłki.
  • Mniej zwrotów. Personalizacja zapewnia lepsze dostosowanie produktu do oczekiwań klienta, pozwalając tym samym uniknąć zwrotów i reklamacji. 

Ograniczenia technologii druku 3D

Technologia druku 3D oprócz oczywistych zalet ma też pewne wady:

  • Technologia w fazie rozwoju. Cały czas trwa etap testowania zastosowań i dopracowywania funkcji druku 3D. Na upowszechnienie technologii i konsolidację na rynku trzeba jeszcze trochę poczekać.
  • Ograniczona wielkość produktów. Maksymalne rozmiary wytwarzanych produktów zależą od możliwości używanego modelu drukarki 3D.
  • Czas drukowania. Zależnie od stopnia skomplikowania modelu drukowanie może potrwać od dziesięciu minut do nawet dwóch godzin. Do tego trzeba jeszcze doliczyć czas stygnięcia.
  • Wysokie koszty. Drukarki 3D nie są tanie, a w dodatku wymagają stosowania drogich materiałów, przeszkolenia obsługi i regularnej konserwacji. 
Firmy z branży motoryzacyjnej wykorzystują drukarki 3D w procesach produkcyjnych do opracowywania prototypów oraz projektowania części i podzespołów
Firmy z branży motoryzacyjnej wykorzystują drukarki 3D w procesach produkcyjnych do opracowywania prototypów oraz projektowania części i podzespołów

Niewyczerpane możliwości druku 3D w logistyce

W logistyce od lat wdrażane są najnowocześniejsze technologie, począwszy od automatyzacji, a skończywszy na robotach współpracujących i druku 3D. Innowacje służą upraszczaniu skomplikowanych procesów i usprawnianiu dostaw produktów.

Druk 3D to jedna z technologii, które mogą zrewolucjonizować logistykę. Do największych zalet tego rozwiązania należy możliwość personalizacji produktów i uproszczenie procesu produkcji, a wciąż odkrywane są nowe zastosowania drukarek 3D, które mogą przynieść kolejne udogodnienia.

Obok oczywistych korzyści, jakie druk 3D może przynieść branży logistycznej (np. wspomniana już redukcja przechowywanych zapasów), należy wziąć też pod uwagę wyzwania związane z daleko idącymi zmianami w łańcuchu dostaw wielu przedsiębiorstw.

Mecalux od ponad 50 lat dostarcza rozwiązania logistyczne dostosowane do indywidualnych potrzeb swoich klientów. Skontaktuj się z nami, jeżeli planujesz wdrożyć w swoim magazynie najnowocześniejsze rozwiązania, aby zwiększyć wydajność i elastyczność swojego łańcucha dostaw.