5 exemplos de como a impressão 3D está criando novos modelos de negócios

A impressão 3D não é apenas uma nova ferramenta para desenvolver e produzir bens - adotar a tecnologia pode ter um grande impacto em como a empresa opera, fornece valor para seus clientes e obtém lucro.

O artigo de hoje irá explorar 5 poderosos modelos de negócios habilitados para impressão 3D, juntamente com seus benefícios e exemplos da vida real.

1. Fabricação sob demanda

Encontrar um equilíbrio entre a demanda e a oferta é um desafio. É por isso que os fornecedores usam algoritmos sofisticados para prever quanto de seus produtos será necessário, em um determinado horário e local, para atender a uma demanda incerta.

Mas e se você pudesse inverter a equação oferta-demanda? Em vez de produzir antecipando a demanda, o que aconteceria se você pudesse produzir sob demanda, depois que o cliente se comprometeu a comprar o produto?

Esta é a promessa da fabricação sob demanda.

O modelo de negócios de manufatura sob demanda de hoje enfatiza a velocidade de entrega e a capacidade de produzir peças no ponto de necessidade. Isso é atraente para os clientes porque você obtém exatamente o que precisa, exatamente quando precisa.

A impressão 3D é uma das tecnologias que torna a manufatura sob demanda uma possibilidade. Sem a necessidade de ferramentas para impressão 3D, os prazos de entrega para pequenos lotes podem ser significativamente reduzidos.

Significa que se uma empresa deseja produzir algumas dezenas, ou mesmo centenas de peças, é mais fácil de conseguir com AM. Uma empresa não precisa esperar semanas para fabricar ferramentas, como moldes para a manufatura tradicional. Ele pode simplesmente criar um arquivo de design, enviá-lo diretamente para uma impressora 3D e ter uma peça impressa em várias horas ou dias.

Destaque:peças sobressalentes

Tomemos a impressão 3D de peças sobressalentes como exemplo.




Imagine um sistema em que clientes ou fornecedores solicitam peças de reposição na página da web de um fabricante. Em poucas horas, um escritório de serviço de impressão 3D próximo fez o download dos arquivos, imprimiu as peças e as enviou ao cliente. Alternativamente, o cliente imprime as peças em seu próprio equipamento, eliminando custos de envio, tarifas e atrasos.

Para a indústria, produzir peças de reposição mais rapidamente significa maior tempo de atividade da máquina e menos interrupções na produção. Para os consumidores, isso significa menos tempo de espera para alguém consertar um carro ou eletrodoméstico.

Para demonstrar os benefícios da impressão 3D sob demanda, o fabricante americano Moog se uniu à Microsoft, ST Engineering e Air Nova Zelândia, para uma demonstração prática na indústria aeroespacial.

Para este projeto, uma aeronave Boeing 777-300, com destino ao aeroporto de Los Angeles após decolar de Auckland, realizou uma prova de conceito centrada na simulação de uma parte quebrada da cabine.

Ao atingir a altitude de cruzeiro, a tripulação notificou a manutenção em Auckland que precisava substituir uma parte do para-choque Business Premier - que fica entre o assento e o monitor para garantir que o assento não seja danificado quando a tela for empurrada para trás para uma posição padrão.

A equipe de manutenção usou seu acesso a um catálogo digital de peças, carregado pelo provedor de MRO da Air New Zealand, ST Engineering com sede em Cingapura, e solicitou um componente de reposição. A ST Engineering identificou onde a peça sobressalente poderia ser impressa em 3D em Los Angeles e enviada diretamente para o aeroporto.

O uso de impressão 3D localizada permitiu que a peça fosse produzida bem antes do pouso da aeronave. Dentro de 30 minutos após estar na pista, a peça foi substituída, e o avião poderia completar suas outras três viagens programadas antes de retornar a Auckland.

De acordo com Moog, se esta peça sobressalente foi adquirida em um local tradicional Dessa forma, teria sido um lead time de 44 dias e custaria cerca de 30.000 dólares americanos em perda de receita. É certo que nem todas as peças se beneficiarão com a impressão 3D sob demanda.

De acordo com pesquisas recentes, a maioria das empresas pode se beneficiar de uma estratégia híbrida, onde a impressão 3D de peças de reposição sob demanda é combinada com a manutenção de peças em estoque. Na maioria dos casos, uma peça que raramente quebra, ou que é simples o suficiente para ser impressa em algumas horas, pode ser uma boa candidata para impressão 3D sob demanda.

A pesquisa também descobriu que usando a abordagem híbrida, a economia de custo média é de cerca de 5 por cento em comparação com estocar tudo, com a economia de custo máxima chegando a 40 por cento.

2. Fabricação como serviço

A digitalização da manufatura trouxe novos modelos de negócios baseados em serviços para os fabricantes.

Um deles é a Manufatura como Serviço (MaaS). Este modelo depende do compartilhamento da infraestrutura de manufatura, onde o equipamento e outras capacidades de manufatura são interligados para permitir uma produção mais eficiente.

Com MaaS, um cliente pode enviar um pedido de uma peça, e com base na carga de trabalho, materiais, disponibilidade de força de trabalho, localização e escala, a rede irá rotear dinamicamente o pedido para uma determinada instalação, ou conjunto de instalações, para atender de forma mais eficiente à solicitação.

MaaS está se tornando cada vez mais popular, alimentado pelo aumento da fabricação digital. A impressão 3D tornou-se um dos principais pilares do modelo MaaS. Como uma tecnologia de manufatura digital, a impressão 3D permite que as peças sejam produzidas a partir de um arquivo digital, e a maior parte de seu fluxo de trabalho é orientado por dados.

Isso permite a digitalização do fluxo de trabalho, crucial para as empresas MaaS. Finalmente, a impressão 3D também permite mais flexibilidade de produção e produção econômica sob demanda de pequenos lotes e itens únicos, o que é uma proposta de valor típica das empresas MaaS.

Exemplos de empresas MaaS usando impressão 3D

Para a Xometry, a empresa que defende o modelo MaaS nos EUA, ‘manufatura aditiva é rei’ quando se trata do número de peças produzidas.

A Xometry opera uma extensa Rede de Parceiros de fabricantes, muitos deles pequenas e médias empresas. Isso amplia o alcance para mais demanda local, bem como garante o acesso à tecnologia de fabricação especificada. Além da impressão 3D, a Rede de Parceiros também oferece usinagem CNC, fabricação de chapas e moldagem por injeção.

Entre 15 por cento e 20 por cento das peças impressas em 3D, solicitadas através da plataforma Xometry, são peças de uso final para necessidades de produção de baixo volume.

O serviço Techniplas Prime, uma subsidiária do provedor de serviços de fabricação automotiva com sede nos Estados Unidos, Techniplas, também está oferecendo uma plataforma MaaS com impressão 3D.

Hoje, a Techniplas desfruta de relacionamentos colaborativos com 25 parceiros Prime, que imaginou como uma "plataforma de e-manufatura" baseada em impressão 3D para fabricantes de automóveis. Desde o seu lançamento em 2018, o Prime ajudou a Techniplas a produzir mais de 40 milhões de peças.

Os exemplos acima demonstram que a impressão 3D permite que as empresas MaaS forneçam acessibilidade a um espectro mais amplo de tecnologias. Isso, por sua vez, ajuda essas empresas a expandir sua proposta de valor e facilitar a transição para a manufatura digital.

3. Consolidação da cadeia de suprimentos

À medida que o ambiente de manufatura se torna mais volátil e incerto, as empresas buscam reduzir a complexidade de suas cadeias de suprimentos.

Agora existe a oportunidade de simplificar a cadeia de suprimentos usando a impressão 3D para fabricar peças de uso final internamente.

Os benefícios de fazer isso são tão grandes que, de acordo com de acordo com um estudo do Gartner de 2018, 38 por cento dos gerentes da cadeia de suprimentos já estão usando a impressão 3D e 47 por cento planejam usá-la nos próximos 2 anos.

A impressão 3D é exclusivamente capaz de produzir geometrias complexas que não pode ser fabricado usando métodos tradicionais. Esse recurso pode ser usado, por exemplo, para reduzir peças em uma montagem.

Um conjunto que normalmente exigiria muitas peças fabricadas como componentes separados e depois reunidas pode ser fabricado aditivamente como uma única unidade, mesmo se a geometria for muito complexa. Este processo também é conhecido como consolidação de peças.

A consolidação de peças ajuda a reduzir o número de peças que precisam ser adquiridas, diminuindo assim a complexidade da cadeia de abastecimento.

A complexidade reduzida da cadeia de abastecimento diminui o risco de interrupção da cadeia de abastecimento. Por exemplo, você pode contornar o risco de seu fornecedor não poder mais fornecer a peça em questão. Este risco do fornecedor é multiplicado pelo número de peças na montagem. Portanto, se você for capaz de imprimir várias peças como uma única unidade, usando a impressão 3D, as chances de encontrar esse problema diminuem muito.

Como a Jabil e a GE usam a impressão 3D para consolidar suas cadeias de suprimentos

Uma empresa que usa a impressão 3D para consolidar a cadeia de suprimentos é a Jabil. Por exemplo, a Jabil foi capaz de reprojetar um ventilador dentro de um sistema de resfriamento, originalmente composto por até 73 peças que demandam muito tempo e trabalho, e imprimi-lo em 3D como uma peça única.

De acordo com a Jabil, reduzir um componente de 73 peças individuais para 1 peça tem um enorme efeito de gotejamento em toda a sua cadeia de suprimentos. A redução de peças levou a uma cadeia de suprimentos mais enxuta com um nível de produção mais confiável e consistente.

Outro grande exemplo de consolidação de peças é o motor Catalyst Advanced Turboprop da GE, que foi reduzido de gritantes 855 peças para meras 12.

A GE diz que para fazer essas peças o maneira normal, normalmente precisa de 10 a 15 fornecedores. Agora, ao imprimi-los em 3D, a empresa pode otimizar suas cadeias de suprimentos.

Como Mohammad Ehteshami, o ex-chefe da GE Additive, observou:‘Hoje, existem centenas de grandes aviões voando entre cidades ao redor do mundo e carregando componentes de máquinas. Amanhã, você não precisará fazer tudo isso. Você apenas imprimirá o que precisar ’.

4. Personalização em massa

No cenário de consumo de hoje, os consumidores estão exigindo experiências mais customizadas e personalizadas.

Essencialmente, o modelo de customização em massa envolve a criação de produtos únicos que são precisamente ajustados às necessidades ou caprichos dos compradores individuais.

A impressão 3D permite que as empresas explorem este modelo de negócio, proporcionando uma solução mais viável para a produção de produtos personalizados.

Ao contrário das técnicas convencionais, que exigiriam um investimento substancial em ferramentas para peças personalizadas, a impressão 3D requer apenas o upload de designs digitais personalizados de um produto, ou de sua parte, em uma impressora 3D. Freqüentemente, a tecnologia também é usada para criar moldes personalizados descartáveis, o que normalmente teria custo e tempo proibitivos com a fabricação tradicional.

Criação de produtos personalizados com impressão 3D

Esta abordagem é frequentemente usada para produzir joias com designs personalizados. Por exemplo, a joalheria American Pearl oferece um serviço de ‘Replicador de joias’ em seu site, que permite aos clientes não apenas escolher a partir de uma lista de metais diferentes, mas também personalizar uma peça de joalheria com uma gravura pessoal.

A partir de um desenho escolhido, a empresa cria um arquivo de desenho e o imprime em 3D em cera termoplástica.

O metal escolhido pelo cliente é então despejado neste molde projetado digitalmente. Depois de endurecer, as gemas do comprador são adicionadas e definidas por um joalheiro especialista.

A empresa afirma que as joias acabadas não só corresponderão às especificações exatas do consumidor, mas também serão entregues em 3 a 4 dias. Os concorrentes, que cobram mais pelo mesmo produto, podem levar semanas para concluí-lo.

Algumas empresas de calçados também começaram a pesquisar a customização em massa, possibilitada pela impressão 3D. Por exemplo, o modelo de negócios da Wiivv é centrado em sandálias com palmilhas impressas em 3D com ajuste personalizado.

O que permite isso é a Tecnologia Wiivv, que mapeia digitalmente cada pé com mais de 200 pontos para criar um arquivo para impressão em 3D de uma palmilha exclusiva para cada pé.

As grandes marcas também estão procurando maneiras de se adaptar e oferecer aos clientes produtos mais personalizados. A Gillette é uma dessas empresas que lançou recentemente um serviço de personalização de lâminas de barbear com impressão 3D.




Desenvolvido em colaboração com a Formlabs, o serviço é denominado Gillette Razor Maker. Ele permite que os clientes dêem seus próprios toques ao cabo da navalha, escolhendo entre dezenas de designs, cada um em um punhado de cores ou acabamentos diferentes. Depois de definir o design e a cabeça, uma navalha será criada, usando tecnologia de impressão estereolitográfica, e enviada em poucas semanas.

Com a tendência de personalização em massa crescendo, a impressão 3D está prestes a se tornar um dos tecnologias-chave ajudando as empresas a capitalizar nesta tendência.

5. Direto ao modelo de negócios do consumidor

A estratégia Direct-to-Consumer (D2C) está rapidamente se tornando uma rota popular para as marcas entrarem no mercado diretamente - em vez de por meio de uma entidade intermediária.

A impressão 3D pode ajudar as empresas adotar esse modelo para criar produtos mais rápido e geralmente mais barato do que com as técnicas tradicionais de manufatura em massa.

Considere, por exemplo, o fabricante de luz Gantri, que fornece uma plataforma para designers realizarem suas ideias usando seu processo de impressão 3D proprietário e entrega esses designs diretamente ao cliente.

Ao fazê-lo, a empresa pretende permitir que os designers contornem vários obstáculos para colocar as suas ideias no mercado.

Gantri estimou que a fabricação tradicional de 1.000 peças de um produto específico o projeto, as ferramentas, combinados com materiais, engenharia, testes e logística, gerariam custos de US $ 100.000. É por isso que a maioria dos itens são produzidos em lotes muito maiores do que 1.000 e porque há uma grande barreira de entrada, tanto para fabricantes quanto para designers.

'A fabricação tradicional requer escala para ser eficiente, enquanto a impressão 3D pode atingir ou superar as metas de qualidade / eficiência com a primeira unidade ', escreve Gantri em seu blog.

A impressão 3D abre a possibilidade de renunciar a esse investimento e permite aos designers que colaboram com a Gantri para trazer novos designs ao mercado, mais rápido e mais barato.

Alegadamente, lâmpadas de impressão 3D e outros itens de decoração de iluminação ajudam a Gantri a reduzir o tempo de espera para designers, de uma média de 18 meses para cerca de 3 semanas, e também corta despesas.

As pessoas por trás da Gantri estão convencidas de que a impressão 3D é o futuro da indústria. Por exemplo, a tecnologia pode se adaptar às mudanças nos gostos e tendências dos clientes sem nenhum problema.

Na indústria odontológica, há uma nova safra de empresas que usam a impressão 3D para fabricar dispositivos de alisamento de dentes invisíveis, chamados claros alinhadores, que são então enviados diretamente aos consumidores.

Com empresas como SmileDirectClub e Candid, essas empresas desejam fornecer uma alternativa aos caros alinhadores Invisalign e reduzir as visitas caras aos consultórios ortodontistas.

Sem a impressão 3D, o modelo de negócios adotado por essas empresas odontológicas provavelmente fracassaria, pois seria quase impossível produzir alinhadores transparentes individualizados em alto volume com as técnicas tradicionais.

A impressão 3D impulsiona novos modelos de negócios

A impressão 3D não está apenas se tornando uma nova ferramenta de manufatura, mas também permite que as empresas criem novos modelos de negócios que antes eram inviáveis ​​ou economicamente inviáveis.

Com a produção sob demanda, a impressão 3D permite que as empresas atendam à demanda por determinadas peças, sem ter que considerar os altos custos da produção em série. Isso torna a empresa mais ágil.

Além disso, permite um processo de cocriação entre clientes e empresas, resultando num produto personalizado. Por fim, a impressão 3D abre a possibilidade de consolidar a cadeia de suprimentos e permite que as empresas produzam volumes baixos a médios de peças com mais rapidez ao usar redes MaaS.

Considerando esses benefícios, as empresas em muitos setores provavelmente adaptarão seus modelos de negócios nos próximos anos para acomodar um maior uso da impressão 3D, criando operações mais ágeis e responsivas.