Continuous improvement in pratica con la stampa 3D

Method X

I progressi in termini di accessibilità, affidabilità, offerta di materiali e qualità delle parti hanno reso le stampanti 3D un potente strumento per l'implementazione di iniziative di continuous improvement, come ci spiega Dave Veisz, VP Engineering di MakerBot.

Il manager ha esplorato per noi come la tecnologia consente ai produttori di trasformare l'implementazione del continuous improvement all'interno delle loro organizzazioni, aumentando la flessibilità e la resilienza dei processi di produzione e riducendo gli sprechi in aree chiave come i tempi di attesa e la sottoutilizzazione del personale.

Il continuous improvement (CI) non è un fenomeno nuovo. Le sue radici possono essere fatte risalire ai metodi di produzione just-in-time sanciti da Toyota Production Systems negli anni 90 del secolo scorso.

Il processo è stato messo a punto nel tempo, ma il principio fondamentale rimane lo stesso: per creare un vantaggio competitivo le organizzazioni dovrebbero concentrarsi sul fare piccoli miglioramenti incrementali il più rapidamente possibile, invece di fare affidamento su cambiamenti su larga scala che possono essere costoso e dirompente da implementare.

Con un avanti veloce fino ai giorni nostri troviamo che questi principi hanno contribuito a rendere i processi di produzione più brevi, più veloci, più flessibili e più convenienti che mai.

Tuttavia, ridurre i processi di produzione all'essenziale non è privo di rischi. La rimozione della capacità di produzione e dell'inventario in eccesso significa che i produttori sono molto più vulnerabili a grandi eventi non pianificati.

Rompere gli schemi don la stampa 3D per il continuous improvement

È in questo contesto impegnativo che la stampa 3D sta emergendo come uno strumento sempre più importante per l'implementazione di iniziative di continuous improvement. Dato che significa agire rapidamente ed essere agili per implementare il miglioramento, le stampanti 3D offrono uno strumento perfetto per una rapida implementazione dei miglioramenti fisici.

Tuttavia, nonostante il numero crescente di produttori che già utilizzano stampanti 3D per la prototipazione rapida e la produzione di parti finali, la tecnologia è spesso sottoutilizzata come mezzo per implementare iniziative di continuous improvement.

Ciò è in gran parte dovuto al modo in cui il mercato si è sviluppato, polarizzato tra macchine industriali da un lato e unità desktop dall'altro.

Le stampanti 3D di livello industriale hanno alti livelli di precisione e affidabilità e sfruttano materiali di livello tecnico reale, ma sono costose e richiedono un tecnico esperto per utilizzarle.

I modelli desktop hanno un costo inferiore, ma sono anche più soggetti a difetti delle parti, supportano solo una gamma limitata di materiali e in genere richiedono un operatore con conoscenza della tecnologia per ottenere risultati soddisfacenti.

Quindi, sebbene entrambi i formati abbiano vantaggi, nessuno dei due è ideale per l'adozione diffusa né è accessibile a una gamma più ampia di personale.

Negli ultimi anni, tuttavia, questo è cambiato con l'arrivo di nuove soluzioni di stampa 3D che colmano il divario prezzo-prestazioni che esisteva nel settore, rendendo la stampa di livello industriale accessibile a una gamma più ampia di ingegneri e produttori, pur mantenendo il prezzo competitivo e, soprattutto, la facilità d'uso delle macchine desktop tradizionali.

In poche parole, ciò consente a un numero crescente di produttori di sfruttare i vantaggi intrinseci della stampa 3D per trasformare l'implementazione del continuous improvement all'interno della propria organizzazione.

Il cambiamento del continuous improvement

Il più grande cambiamento è la velocità con cui le iniziative di continuous improvement possono essere implementate utilizzando stampanti 3D.

Tradizionalmente, anche un semplice cambiamento, ad esempio la produzione di un pezzo di strumentazione, sarebbe un processo in più fasi, che coinvolge più persone all'interno di un'organizzazione e spesso fornitori esterni.

Di conseguenza questo processo può richiedere diverse settimane per essere completato e mettere a dura prova la produzione. La stampa 3D cambia lo scenario: la persona che ha individuato l'opportunità di migliorare l'efficienza produttiva è in grado di sviluppare una soluzione e implementarla senza nemmeno lasciare l'officina.

Garantire che la forza lavoro sia pienamente utilizzata e autorizzata a fare cambiamenti positivi in ​​questo modo è un principio fondamentale della filosofia di continuous improvement.

Questo è il motivo per cui, spiega Veisz, quando MakerBot ha progettato la stampante 3D Method X era ossessionata non solo nel fornire capacità di livello industriale, in termini di portafoglio di materiali, precisione, produttività e affidabilità, ma anche nell'organizzare gran parte dello sviluppo per assicurarsi di poter rendere la tecnologia più accessibile rispetto alle precedenti stampanti sul mercato.

Ciò che fa è consentire ai lavoratori della linea di produzione di stampare i propri strumenti di assemblaggio, attrezzature o oggetti dell'organizzazione del posto di lavoro on demand in un solo giorno o durante la notte, pronti per l'implementazione il giorno successivo.

Con le stampanti 3D, i lavoratori possono progettare e stampare prodotti che soddisfano esattamente le esigenze del processo.

Si tratta di un significativo balzo in avanti rispetto all'attuale approccio di ordinare una parte standard che più si avvicina alle loro esigenze e che spera per il meglio.

Il livello di personalizzazione ottenibile con una stampante 3D significa che i produttori non sono più vincolati da molte delle regole di progettazione che si applicano ai processi di produzione tradizionali.

Allo stesso tempo, la disponibilità di una gamma crescente di materiali per la stampa 3D di livello ingegneristico sta aprendo opportunità per sperimentare il design in modi che sarebbero stati inimmaginabili anche poco tempo fa.

Anche il costo per produrre pezzi personalizzati o piccoli volumi è significativamente inferiore quando si utilizza una stampante 3D rispetto ai processi di produzione tradizionali. Per l'implementazione del continuous improvement, questo apre opportunità per produrre strumenti di fabbrica su misura che possono aiutare in modo significativo a migliorare il flusso di lavoro.

I vassoi per il kitting sono un buon esempio di questo, in quanto forniscono una forma utile di individuazione dei guasti, ma in genere non sono fattibili per produrre utilizzando i processi di produzione tradizionali a causa dei costi, a meno che non vengano acquistati in volumi elevati.

Il fornitore di soluzioni robotiche personalizzate, All Axis Robotics, secondo Veisz fornisce un ottimo esempio delle efficienze che possono essere ottenute utilizzando una stampante 3D per implementare iniziative di continuous improvement.

L'azienda ha ridotto in modo significativo il tempo necessario per produrre parti personalizzate, inclusi gli attuatori delle estremità del braccio robotico e gli strumenti, dall'installazione delle stampanti 3D MakerBot Method nel proprio impianto di produzione.

È interessante notare che All Axis Robotics fornisce soluzioni robotizzate personalizzate chiavi in ​​mano per altre officine meccaniche e impianti di produzione che necessitano di asservimento macchina automatizzato.

In precedenza, doveva fare affidamento su fornitori esterni per produrre le parti, con conseguenti costi aggiuntivi e lunghi tempi di attesa. La capacità di creare soluzioni personalizzate per i clienti, combinata con tempi di consegna rapidi, ha aiutato l'azienda a ottenere un vantaggio competitivo rispetto alla concorrenza poiché più stabilimenti di produzione aggiornano apparecchiature nuove e legacy.

Riduzione dei tempi di fermo produzione

La capacità delle stampanti 3D di produrre parti rapidamente e su richiesta, sia che si tratti di utensili o parti per uso finale, aiuta anche i produttori a ridurre i tempi di fermo della produzione, una delle maggiori fonti di spreco in qualsiasi impianto di produzione.

I tempi di inattività non pianificati sono una delle cause principali della perdita di tempo di produzione e sono anche costosi. Per le case automobilistiche, ad esempio, il costo stimato è di 22mila dollari al minuto. È qui che avere una capacità di stampa 3D accessibile e interna paga davvero.

La possibilità di stampare parti in 3D in loco e su richiesta, ad esempio in risposta a un guasto di una parte, garantisce che i produttori possano avviare e rendere operativi i processi in poche ore, rispetto a giorni o addirittura settimane se devono fornire parti esternamente.

Fornire ai produttori l'accesso a una gamma crescente di materiali di qualità industriale continuerà a svolgere un ruolo cruciale nel supportare l'adozione della stampa 3D come strumento per il continuous improvement.

Nell'ambito del programma sui materiali, spiega Veisz, MakerBot Labs lavora a stretto contatto sia con i nostri clienti che con i partner dei materiali come Kimya, Mitsubishi Chemicals, Polymaker, BASF e Jabil, per sviluppare materiali che soddisfino le esigenze di settori specifici o anche applicazioni particolari.

Questo tipo di sviluppo dei materiali è essenziale per estendere i vantaggi intrinseci della stampa 3D a una gamma molto più ampia di applicazioni in fabbrica, con conseguente produttività più rapida, meno sprechi e tempi di attesa ridotti.

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