Cách in 3D đang định hình lại sản xuất như chúng ta đã biết

Cuộc cách mạng kỹ thuật số những năm 90 là không thể tránh khỏi, khi xem xét cách một chiếc PC được kết nối internet là tất cả những gì cần thiết để tạo ra Google hoặc Apple. Nhưng Sản xuất không dễ dàng như vậy — đó là lý do tại sao không có sự phục hưng của Thung lũng Silicon-Esque trong ngành công nghiệp đồ tiêu dùng.

Tuy nhiên, điều đó đang dần thay đổi với sự ra đời của các công ty chuyên về in 3D và sản xuất theo yêu cầu. Các công ty này giúp các công ty khởi nghiệp có kinh nghiệm thâm nhập thị trường bằng sự đổi mới đột phá – đặc biệt là trong các ngành mà các tập đoàn luôn giữ được vị thế mới nổi bằng cơ chế sản xuất và kỹ thuật khổng lồ của họ.

Hãy xem cách sản xuất theo yêu cầu sẵn sàng thay đổi sản xuất như chúng ta đã biết.

Sản xuất truyền thống ủng hộ Goliaths

Việc chế tạo các sản phẩm vật chất rất phức tạp và tốn kém, nhưng bạn cũng dễ dàng quên rằng nó thậm chí còn tồi tệ hơn đối với các công ty nhỏ với khối lượng sản xuất thấp. Lô sản xuất của bạn càng nhỏ, thì việc biến ý tưởng của bạn thành thành phẩm càng tốn kém và càng khó. Hầu như không thể đối với các thực thể nhỏ để thiết lập sản xuất nội bộ và duy trì chuyên môn kỹ thuật để duy trì hoạt động.

Rõ ràng là in 3D là giải pháp, nhưng ngay cả điều đó cũng rất tốn kém khi sản xuất các sản phẩm khả thi về mặt thương mại. Bởi vì máy in 3D thông thường chậm và không hiệu quả, các dịch vụ in 3D rẻ hơn sẽ không vượt qua được. May mắn thay, một số chuyên gia sản xuất theo yêu cầu, chẳng hạn như Hubs và Xometry, chuyên giúp các công ty khởi nghiệp như vậy đưa tầm nhìn của họ thành hiện thực.

Chúng tôi đã nói chuyện với một trong số họ và cách tiếp cận của họ đơn giản một cách đáng ngạc nhiên về hiệu quả của nó.

Từ vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp và máy bay tạo ra năng lượng cho đến chuột chơi game và bộ xương công nghiệp đặt làm riêng, các công ty này đã giúp nhiều công ty khởi nghiệp đưa sản phẩm của họ ra thị trường.

Filemon Schoffer, CCO và đồng sáng lập Hubs, có một cách tiếp cận đơn giản đáng ngạc nhiên — bất kỳ ai cũng có thể tiếp cận công nghệ sản xuất hiện đại của họ bằng cách chỉ cần tải lên các tệp CAD của họ để đặt hàng các bộ phận tùy chỉnh mà không cần lo lắng về số lượng đặt hàng tối thiểu hoặc hàng đợi sản xuất .

Mặc dù điều đó nghe có vẻ không khác gì một dịch vụ in 3D thông thường, nhưng các chuyên gia sản xuất theo yêu cầu như Hubs và Xometry sẽ phân biệt chính họ với hàng loạt dịch vụ của họ. “Chúng tôi không phải là người nhanh nhất, nhưng chúng tôi có thể làm được nhiều nhất,” Schoffer giải thích, nhấn mạnh rằng Hubs cung cấp khả năng ép phun khối lượng thấp, chế tạo kim loại tấm và gia công CNC ngoài tính năng in 3D.

Điều này cho phép các công ty khởi nghiệp tập trung vào thiết kế và đổi mới sản phẩm mà không phải lo lắng về chuyên môn sản xuất và những rắc rối trong chuỗi cung ứng. Thương hiệu sản xuất theo yêu cầu này cho phép các Davids của ngành công nghiệp đồ bền tiêu dùng đạt được vị thế ngang bằng với các Goliaths đương nhiệm. Hãy cùng điểm qua một số ví dụ đáng chú ý về hiện tượng này.

Skelex: Mang bộ xương ngoài đến thế giới thực

Khi bạn nghe thấy từ exoskeleton, bạn luôn nghĩ đến những bộ exo-suit mát mẻ từ Warhammer 40K và Elysium. Đó là, bộ xương ngoài trợ lực truyền cho người đeo sức mạnh và sự nhanh nhẹn siêu phàm. Thế giới thực, tuy nhiên, thực tế hơn một chút. Khi Skelex tiếp cận những bộ exo-suit, nó hình dung chúng không giống như một bộ giáp quyền lực cầu kỳ và giống một chiếc mũ cứng khiêm tốn hơn.

Chỉ nặng 4,2kg, bộ xương ngoài của Skelex là thiết bị thụ động được thiết kế để giúp nâng các công cụ công nghiệp trở nên dễ dàng. Gaurav Genani, Người sáng lập Skelex, mô tả sản phẩm của mình là “xe đạp cho vòng tay” điều đó làm cho công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại trở nên nhẹ nhàng hơn. Ý tưởng tương tự như ý tưởng của một chiếc mũ cứng – ngoại trừ thiết bị an toàn công nghiệp này giúp giảm chấn thương tại nơi làm việc và tăng năng suất.

Thật không may, phải mất nhiều năm và vô số trường hợp chấn thương đầu trước khi chiếc mũ cứng được thực hiện nghiêm túc. Và đó chỉ là một khối nhựa đúc phun rẻ tiền và không phức tạp. Tuy nhiên, bộ xương ngoài của Skelex khá phức tạp để chế tạo. Điều đó chủ yếu là do các đơn đặt hàng nhỏ cho các bộ xương ngoài phức tạp không phải là sự kết hợp tốt nhất để sản xuất hiệu quả về chi phí.

Với cách tiếp cận sản xuất truyền thống, Skelex đã chuyển sang sử dụng Hub cho tất cả các nhu cầu in 3D và gia công CNC của họ. Điều này cho phép nó cung cấp bộ xương ngoài tùy chỉnh cao ngay cả trong các lô nhỏ. Đó là một món quà trời cho đối với một công ty nhỏ đang tung hứng các đơn đặt hàng không thường xuyên với khả năng tùy chỉnh liên tục.

Và chắc chắn, chuyên môn của Hubs với sản xuất với khối lượng thấp, hiệu quả về chi phí đã cho phép Skelex mở rộng quy mô sản xuất từ ​​hàng chục chiếc lên số lượng sản xuất hiện đã lên đến hàng nghìn chiếc.

Những gì bắt đầu là một quy trình sản xuất thuê ngoài liên quan đến in 3D và gia công CNC giờ đây đã trưởng thành để tích hợp quá trình đúc phun khối lượng thấp, đúc chân không và sản xuất kim loại tấm với sự trợ giúp của danh mục đầu tư đa dạng của Hubs. Và điều đó làm cho bộ xương ngoài của Skelex tiến một bước gần hơn đến việc trở thành chiếc mũ cứng của thế giới công nghiệp hiện đại.

Cảnh hai: Dự án của sinh viên để tạo ra sản phẩm được tôn vinh

Hãy nghĩ đến Segway cho người khuyết tật, ngoại trừ xe lăn điện Scewo BRO không chỉ có thể giữ thăng bằng và đi bằng hai bánh mà còn có thể leo cầu thang. Nếu điều đó nghe có vẻ không đủ khó tin, thì công ty khởi nghiệp này được sinh ra từ một dự án của cựu sinh viên tại Đại học Nghệ thuật Zurich và Học viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ.

Với tổng sức mạnh toàn đội là 23, Scewo AG là hình ảnh thu nhỏ của một hoạt động tinh gọn với ý tưởng sát thủ. Mặc dù những ý tưởng sát thủ phần lớn không tốn kém, nhưng điều tương tự cũng không thể nói là đối với khoản đầu tư vốn khổng lồ cần thiết để đưa chúng thành hiện thực. Đây là nơi cung cấp dịch vụ sản xuất theo yêu cầu và chuyên môn của Xometry cho Scewo.

Xe lăn mở rộng cầu thang bao gồm một số bộ phận được làm từ vật liệu chiết trung và quy trình sản xuất — từ nhựa in 3D như PLA và ABS đến nhôm được phay CNC và thép đúc chân không. Những gì đáng lẽ phải đảm bảo một vài triệu đô la đầu tư sản xuất, Scewo AG đã đạt được nó với một phần nhỏ chi phí với sản xuất theo yêu cầu.

Định dạng: Bespoke Mice cho các vận động viên mạng

Chơi game chuyên nghiệp không giống như Thế vận hội, và trở thành một game thủ chuyên nghiệp không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Các vận động viên mạng đẩy khả năng của con người đến rất hạn chế. Nhưng đôi khi, những vận động viên này cần một chút trợ giúp từ các kỹ sư.

Bộ đồ Speedo LZR — một tuyệt tác của kỹ thuật thể thao — là ví dụ tốt nhất về cách các công cụ công nghệ cao có thể thay đổi cuộc chơi trong các môn thể thao cạnh tranh. Chuột in 3D của Formify hứa hẹn sẽ tạo ra tác động tương tự đối với chơi game chuyên nghiệp bằng cách được thiết kế riêng cho bàn tay của người dùng.

Giống như hệ số kéo thấp hơn của bộ quần áo LZR rất quan trọng đối với hiệu suất bơi lội, chuột chơi game được thiết kế riêng có tác dụng tương tự đối với chơi game chuyên nghiệp.

Hầu hết các trò chơi cạnh tranh phổ biến, chẳng hạn như DOTA và StarCraft, đo lường hiệu suất của game thủ trong APM (hành động mỗi phút) —một thông số đơn giản điều chỉnh (để đơn giản hóa khái niệm) tốc độ mà các vận động viên mạng có thể nhấp vào chuột của họ. Chuột đặt riêng của Formify là công cụ cải thiện chỉ số APM quan trọng.

Tuy nhiên, phương pháp ép phun truyền thống không chính xác có lợi cho việc tạo ra những con chuột chơi game tùy chỉnh. Các khuôn được sử dụng trong quá trình sản xuất có giá khoảng vài trăm nghìn đô la. Đó có lẽ là lý do tại sao không có thương hiệu chuột chơi game lớn nào cung cấp sản phẩm của họ với các kích thước khác nhau. Chà, không trừ khi họ không sao tính phí vài nghìn đô la cho đặc quyền.

Formify đã khắc phục hạn chế này bằng cách thay thế quy trình sản xuất đúc phun truyền thống. Việc tìm kiếm chuyên môn sản xuất của See Hubs là rất quan trọng để đảm bảo rằng chuột chơi game cấp chuyên nghiệp của họ không giống với một dự án trung học. Và chắc chắn, Hubs đã tận dụng công nghệ in 3D Multi Jet Fusion (MJF) tiên tiến để sản xuất những con chuột đặt làm riêng trông giống như thành phẩm.

Điều này cho phép Formify cung cấp những con chuột được tùy chỉnh chính xác đến tay của các vận động viên mạng. Trong khi đó, chuyên môn thiết kế, tạo mẫu và sản xuất khối lượng thấp của Hubs đã giữ cho chi phí được kiểm tra. Đây là một ví dụ điển hình về cách in 3D thương mại đã cho phép các mô hình kinh doanh không mấy khả thi trước đây phát triển mạnh mẽ.

Cyfac: Xe đạp in 3D chiến thắng cuộc đua

Người Pháp đam mê hai thứ – ăn ốc và đi xe đạp. Và khi hết ốc, họ sẽ khá nghiêm túc với việc cạnh tranh ở Tour de France.

Sau đó, có một chút ngạc nhiên rằng công ty Cyfac của Pháp đã quyết định chế tạo một chiếc xe đạp hoàn toàn bằng carbon độc đáo để cạnh tranh trong Concours de Machines. Đối với những người không ăn tối trên xe điện, Concours de Machines là một nền tảng để các nhà sản xuất xe đạp đưa những cỗ máy làm bằng tay của họ vượt qua các chặng trong một cuộc đua thực tế.

Trong khi những chiếc xe đạp sản xuất hàng loạt được chế tạo phù hợp với mức giá và hấp dẫn với mẫu số chung thấp nhất, thì mọi thứ lại trở nên khá điên rồ ở những chiếc xe đạp làm bằng tay đặt làm riêng. Lời đề nghị của Cyfac, được mệnh danh là Nghịch lý, không cắt đứt bất kỳ góc nào. Được cấu tạo từ các bộ phận carbon và titan được đặt ở vị trí chiến lược, chiếc xe đạp sử dụng các vật liệu công nghệ cao này để mang lại sức mạnh và tính linh hoạt chính xác ở những nơi cần thiết.

Điều này rất quan trọng vì cuộc đua bao gồm địa hình đầy thử thách trải dài trên các đoạn đường rải sỏi và sỏi gồ ghề. Cyfac đạt được mục tiêu loại trừ lẫn nhau là xây dựng một khung xe đạp chắc chắn nhưng nhẹ nhàng với việc sử dụng cẩn thận các thành phần carbon và titan. Đúng như tên gọi, Paradox chỉ nặng 10,7kg trong khi đủ bền để chịu sự tra tấn cơ học của địa hình đường đua hiểm trở.

Đây là những yêu cầu cơ học mà ngay cả các thành phần hệ thống treo của xe đạp bằng sợi carbon truyền thống cũng không thể đáp ứng được. Đó là lý do tại sao Cyfac chuyển sang sử dụng các lưỡi dao titan linh hoạt cho các thành phần cánh tay đòn của hệ thống treo. Khối lượng thấp và yêu cầu độ chính xác cao của các thành phần này đòi hỏi nhà sản xuất xe đạp phải tìm kiếm chuyên gia sản xuất theo yêu cầu của Xometry cho dự án này.

Sự hỗ trợ của Xometry trong việc gia công CNC và sản xuất phụ gia kim loại đã cho phép Cyfac đưa Nghịch lý từ bảng trắng về đích trong thời gian kỷ lục. Điều đó đúng theo nhiều cách vì Cyfax đã tiếp tục giành được danh hiệu Concours de Machines với cùng một chiếc xe đạp.

Dân chủ hóa Sản xuất

Mặc dù chúng ta không hoàn toàn ở điểm in 3D mọi thứ chúng ta cần ở nhà, nhưng sản xuất thương mại theo yêu cầu đang giúp các doanh nghiệp nhỏ đạt được sự ngang bằng với các đối thủ cạnh tranh lớn hơn nhiều của họ. Và làm cho việc sản xuất có thể tiếp cận được chắc chắn mang lại lợi ích cho tất cả mọi người.