3D-print kan mindske sårbarhed i forsyningskæderne

Mere fleksibel produktion med additive fremstillingsmetoder kan mindske danske virksomheders sårbarhed ved forsyningskriser som under COVID-19-nedlukningen.

COVID-19 har vist, hvordan traditionelle forsyningskæder kan komme under pres, når grænser pludselig lukker, og leverandører er tvunget til at stoppe produktionen. Additive fremstillingsmetoder, som fx 3D-print, kan ruste industrien til lignende kriser i fremtiden. Det påpeger Teknologisk Institut, som arbejder på at udvikle og optimere additive fremstillingsmetoder til danske virksomheder.

- Under den første COVID-19 bølge har flere fremstillingsvirksomheder haft problemer med at holde produktionen kørende – bl.a. fordi de ikke kunne få komponenter fra underleverandører som følge af lukkede grænser. Jo mere specialiserede emner er, jo mindre er sandsynligheden for, at man kan købe delkomponenterne lokalt. En anden udfordring har været, at producenter verden over simpelthen har været nødt til at lukke ned som følge af smittefaren, fordi der var for mange folk i produktionen, lyder det fra Henning Henningsen, 3D-print ekspert og seniorkonsulent hos Teknologisk Institut.
Lad os hjælpe dig med 3D-print produktion

Han påpeger, at en række af disse problemer kunne være undgået, hvis flere virksomheder havde tænkt i additive fremstillingsmetoder. Her er det den digitale fil, der er produktionsgrundlaget, og ved 3D-print bliver emnerne samtidig produceret direkte i printeren, så der er brug for færre folk på fabriksgulvet til selve produktionen. Det giver en række fordele – især når de traditionelle forsyningskæder er under pres

– Det første, der springer i øjnene, er, at det er lettere at sende en fil end en vare. Varen skal krydse grænser, mens det er lynhurtigt at sende filen, så den kan produceres lokalt. Det er en fordel, hvis der er lukkede grænser, eller hvis man oplever problemer med toldbarrierer, fortæller Henning Henningsen.

Med 3D-print bygges emnet op fra bunden, og det er muligt at integrere en lang række delkomponenter og funktioner, så der ikke er behov for undersamlinger eller montage til slut. Det giver færre procestrin, og man undgår logistiske udfordringer med komponenter, der skal sendes frem og tilbage.

Lynhurtig udvikling og produktion
- Omstillingstiden med additiv fremstilling er også væsentlig hurtigere. Hvis fx en 3D-printer først er linet op, er den ligeglad med, hvilken digital tegning den skal producere – og produktionen kan igangsættes lynhurtigt. Det har nogle virksomheder allerede benyttet sig af under den globale pandemi, siger Henning Henningsen.

Det gælder bl.a. danske ExamVision, som var hurtige ved havelågen, da tandlæger og kirurger i Danmark genoptog arbejdet efter nedlukningen i marts - nu med et krav om ansigtsvisir for at mindske smitterisikoen. På mindre end tre uger fik ExamVision udviklet og produceret 4.000 visiradaptere, så visirerne kunne monteres direkte på virksomhedens lupbriller. Disse visiradaptere blev produceret med 3D-print på Teknologisk Institut

– Hele ordren blev leveret inden for en uge, og i alt tog forløbet ikke mere end tre uger inklusive tre designiterationer, test og færdig produktion. Faktisk var forsendelserne det, der tog længst tid, da filerne kunne leveres med det samme, fortæller Mads Østergaard, sektionsleder på Teknologisk Institut.

Minimal lagerbeholdning
I tillæg til den hurtige leveringstid er der ved additiv fremstilling ikke behov for at opretholde en stor lagerbeholdning. I stedet kan emnerne printes on-demand, når de skal bruges.

Som en bonus opnår man en yderligere fordel, hvis man har komponenter, der skal håndteres automatisk af robotter. Med den digitale tegning har man nemlig allerede emnets præcise geometri, og derfor er det let at designe og producere en griber, der passer til – og det er lynhurtigt at modificere, hvis der skal laves rettelser hen ad vejen. Det samme gælder ved montageværktøjer og -fiksturer.

Til gengæld skal man være opmærksom på, at materialeudvalget ved 3D-print er lidt mere begrænset end ved traditionel fremstilling, selvom der hele tiden kommer nye muligheder til. Desuden får man en anden overfladekvalitet ud af 3D-printeren, end det man kender fra fx en fræseproces. Som ved alle andre fremstillingsmetoder er det derfor væsentligt at specificere kravet til overfladekvalitet, da det er med til at bestemme den efterbearbejdning, som emnerne skal gennemgå for at opnå den ønskede slutkvalitet.

En fremtid med simuleringer og virtuelle fabrikker
I takt med at de additive fremstillingsteknologier vinder indpas, begynder der også at være nogle spændende synergier, fx mellem 3D-print og digitale simuleringer. Med den digitale fil kan man nemlig simulere hele sin produktion, inden man trykker ’print’. Dermed øger man sandsynligheden for, at det færdige produkt bliver som ønsket. Det betyder også, at prototypeforløbet bliver langt mere kompakt og effektivt.

- Samtidig bliver det langt hurtigere at etablere et produktions-setup, hvis man kan nøjes med at samle et digitalt netværk af 3D-printere, som ikke nødvendigvis er placeret samme sted – fx en til nylon og en til metal. På den måde bliver ‘fabrikken’ mere virtuel, og den kan være placeret på flere markeder. For hvis 3D-printerne er identiske, og printspecifikationerne og -parametrene først er kørt ind, kan man opnå identiske resultater, uden at man er afhængig af den lokale operatørs kvalifikationer, slutter Henning Henningsen.

Teknologisk Institut arbejder løbende på at udvikle og optimere additiv fremstilling - og ikke mindst 3D-print - så danske virksomheder kan få endnu større gavn af det. Det sker bl.a. som en del af resultatkontrakten Additive Manufacturing til industriel produktion (Metal 3D-print), som er støttet af Styrelsen for Institutioner og Uddannelsesstøtte og foregår i perioden 2019-2020. Her er målet at udvikle, forfine og dokumentere de forskellige produktionsprocesser.