Como OEMs automotivos podem resolver desafios de fabricação de aditivos por meio da digitalização
[Crédito da imagem:BMW]
O mercado de impressão 3D automotivo está previsto para crescer para oportunidades de US $ 9 bilhões até 2029. Automatizar as operações de AM será fundamental para impulsionar esse crescimento.
Abaixo, exploramos os desafios que os usuários de AM na indústria automotiva enfrentam que podem impedir esse crescimento e como a digitalização e o software podem ajudar a enfrentar esses desafios de frente.
Manufatura aditiva na indústria automotiva
Adequadamente para uma indústria que se preocupa em movimentar pessoas e coisas, a indústria automotiva está passando por uma grande mudança.
A escassez de semicondutores, as mudanças iminentes nos padrões de eficiência de combustível e o aumento contínuo de veículos elétricos e híbridos em todo o mundo estão entre as várias tendências notáveis que moldarão a indústria automotiva em 2021.
Ao mesmo tempo, OEMs e fornecedores automotivos estão lutando contra os efeitos da pandemia. A pandemia COVID-19 prejudicou as vendas automotivas, especialmente nos primeiros meses. No final das contas, as vendas de 2020 caíram aproximadamente 15% ano a ano, indicando uma queda enorme para o setor.
Como parte dessas tendências, as montadoras têm feito investimentos estratégicos em manufatura flexível e resiliência da cadeia de suprimentos. Isso inclui a capacidade de incorporar mudanças de projeto com mais rapidez, melhorar a eficiência da linha de montagem com ferramentas mais ergonômicas e fornecer agilidade com peças de reposição sob demanda.
A manufatura aditiva tem sido fundamental para ajudar os fabricantes de automóveis a revigorar sua indústria por meio da manufatura flexível.
Por um lado, a tecnologia está consolidada no desenvolvimento de produtos automotivos, permitindo aos designers iterar e validar projetos mais rapidamente com protótipos impressos em 3D. Por outro lado, as principais montadoras também vêm expandindo o uso da impressão 3D para ferramentas de linha de montagem, peças sobressalentes e de uso final para automóveis.
O uso crescente de AM na produção também é parcialmente impulsionado pelo aumento de veículos elétricos. Os carros elétricos precisam ser mais leves para serem mais eficientes em termos de energia.
Reduzir o peso dos componentes requer novas abordagens para o design dos componentes sob o capô. AM é uma dessas tecnologias que permite leveza e novos designs inviáveis com os métodos de fabricação tradicionais.
Dito isso, conforme o uso de AM no setor automotivo cresce, aumenta também a complexidade do gerenciamento da produção de AM, incluindo atendimento de pedidos, controle de qualidade e gerenciamento da cadeia de suprimentos. Seja para prototipagem ou produção em série, os fabricantes de automóveis que usam AM internamente precisam enfrentar muitos desafios.
A seguir, exploramos os desafios mais urgentes e como a automação digital pode ajudar as empresas automotivas a maximizar a produtividade de seus AM.
Leia também:
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Cinco desafios de impressão 3D que os fabricantes de automóveis podem resolver por meio da digitalização
1. Garantindo um retorno mais rápido de protótipos
Conforme os OEMs correm para trazer recursos avançados para as estradas primeiro, há uma maior demanda por prototipagem rápida. Quer os fabricantes de automóveis precisem visualizar conceitos ou testar ideias com protótipos funcionais, a impressão 3D prova ser a tecnologia ideal.
No entanto, administrar uma instalação ou laboratório de RP apresenta seu próprio conjunto de desafios. Por exemplo, coletar manualmente os pedidos dos clientes (que geralmente chegam por e-mail ou telefone), cotá-los e enviar cotações de volta podem ser atividades não otimizadas que prolongam os prazos de entrega.
Gerenciar a etapa de pedido manualmente e com a ajuda de ferramentas isoladas, como planilhas, está sujeito a erros e deixa poucas oportunidades de melhoria.
Uma solução melhor seria padronizar e automatizar o processo de coleta de solicitações de impressão 3D. Uma maneira de fazer isso é implementar uma plataforma que permita aos usuários, por exemplo, engenheiros, para solicitar uma peça por meio de um portal dedicado, fazendo o upload de um arquivo 3D e escolhendo um material e tecnologia adequados.
Isso significa que eles podem fazer um pedido em questão de minutos, sem a necessidade de se comunicar com os assistentes de laboratório de RP e serem notificados automaticamente sobre cada marco no fluxo de trabalho de manufatura de seu protótipo.
Uma vez que o pedido está no sistema, os gerentes do laboratório RP podem rastrear os pedidos recebidos, priorizá-los e programar a produção. O processo de envio de pedidos começa a funcionar como uma máquina bem lubrificada por meio da automação, economizando tempo que os gerentes gastariam na coleta e organização de dados manualmente.
Com a velocidade sendo uma das principais prioridades dos fabricantes de automóveis, quanto mais rápido os designers puderem receber seus protótipos, mais ágeis eles serão para testar e validar ideias de produtos. O desenvolvimento acelerado de produtos, por sua vez, resulta em um tempo de colocação no mercado mais rápido para novos veículos e uma vantagem sobre a concorrência.
2. Melhor controle sobre a cadeia de suprimentos de AM e fluxo de trabalho de terceirização
A indústria automotiva é uma cadeia integrada de fornecedores, fabricantes e consumidores. Um produto pronto, como um carro ou outro tipo de veículo, consiste de várias centenas a até vários milhares de elementos fabricados e fornecidos por diferentes empresas, muitas vezes localizadas em diferentes países.
A cadeia de suprimentos no AM automotivo é similarmente complexa:OEMs automotivos que procuram instalar peças impressas em 3D em seus carros têm que colaborar com diferentes fornecedores para garantir a produção e distribuição de peças em tempo hábil.
No entanto, como mostram nossas várias conversas com clientes, para muitos fabricantes automotivos, o fornecimento de peças AM de fornecedores terceirizados é ineficiente. O processo geralmente envolve e-mails e ligações para discutir e concordar com os preços, e fazer isso manualmente resulta em falta de transparência e agilidade.
A cadeia de suprimentos da AM é uma área complexa para ficar sob controle, mas aqui estão algumas dicas sobre como você pode gerenciar a cadeia de suprimentos da AM com mais eficiência:
- Integre todos os fornecedores e fabricantes de peças em um pedido AM centralizado e plataforma de cadeia de suprimentos. Uma rede integrada de fornecedores e subcontratados permite comparar prazos e custos de produção, facilitando a escolha de um fornecedor mais adequado.
- Quando gerenciado por meio de um MES aditivo, uma rede de fornecedores integrada permite agilizar o fluxo de pedidos por meio de roteamento automatizado. Isso permite que todos na cadeia de suprimentos automotivos estejam preparados para receber e processar pedidos rapidamente.
- Finalmente, a colaboração com fornecedores por meio de uma plataforma centralizada cria visibilidade para peças e projetos AM e permite que você identifique atrasos ou outros problemas com antecedência.
3. Garantindo a repetibilidade do processo AM e a qualidade das peças
A eficiência da produção e a qualidade das peças são fundamentais ao imprimir peças de automóveis em 3D.
No entanto, embora os processos de manufatura tradicionais sejam bem compreendidos, a indústria ainda está descobrindo as melhores abordagens para AM que garantirão a qualidade repetida.
Na AM, as peças são produzidas em pequenos lotes, potencialmente em diferentes fábricas. Sem uma maneira de alcançar uma produção consistente o tempo todo, é um desafio para os fabricantes garantir que as peças sejam sempre fabricadas de acordo com as especificações exatas.
Para garantir AM repetível e peças acabadas de alta qualidade, os fabricantes automotivos precisam estabelecer um fluxo de trabalho padronizado.
A padronização das operações de AM exigirá o gerenciamento eficaz de sistemas e processos de AM, automação e um alto nível de conectividade para fornecer visibilidade completa do fluxo de trabalho.
Os OEMs e fornecedores automotivos, portanto, precisam de um sistema de gerenciamento de manufatura aditiva digital, como o MES aditivo.
O MES aditivo moderno oferece ferramentas poderosas que suportam operações AM padronizadas e consistentes.
O MES aditivo permite que os usuários controlem as operações adicionando números de série exclusivos às peças e definindo regras que automatizam o fluxo das peças por meio de diferentes etapas de produção. Por exemplo, uma vez que um pedido é confirmado, o sistema pode atribuir automaticamente peças do pedido a máquinas específicas com base em parâmetros definidos como material, tecnologia, prioridade e disponibilidade da impressora 3D.
Então, uma vez que a impressão é concluída, o software MES pode rastrear as peças ainda mais durante as operações de pós-processamento e verificações de qualidade até a entrega, mantendo uma única linha digital.
Quando o software controla os processos, ele elimina a possibilidade de erros, como atribuir peças à máquina errada ou perder prazos devido a prioridades de pedido desordenadas.
Além disso, um sistema digital simplifica o controle de qualidade e as verificações de auditoria. Quando os dados são centralizados e quaisquer alterações feitas neles são registradas e rastreadas, fica mais fácil rastrear a qualidade e certificar os processos de acordo com os padrões da indústria.
4. Maximizando a produtividade de um laboratório de manufatura aditiva
Ao gerenciar uma instalação ou laboratório automotivo de AM, há uma necessidade essencial de melhorar a produtividade para obter um ROI mais alto em equipamentos e materiais de impressão 3D caros.
Mas como você mede a produtividade do seu equipamento de manufatura? Como você obtém insights para melhorar seus processos?
Sem a tecnologia certa, medir a produtividade da linha de produção AM torna-se árduo. Isso é especialmente verdadeiro se você depende de planilhas, papel ou plataformas de software distintas.
Ferramentas manuais desconectadas são inadequadas para a tarefa de rastrear e medir a produtividade de seus sistemas AM. Eles simplesmente não fornecem o nível de visibilidade de que você precisa para executar a produção AM de maneira eficaz.
Para controlar melhor a produtividade, você pode usar um sistema MES aditivo integrado que se conecta aos sistemas AM e gera relatórios sobre métricas cruciais, como rendimento, taxas de falha vs sucesso e tempo de atividade da máquina.
Armados com os dados, os gerentes de laboratório podem identificar gargalos, como equipamentos de baixo desempenho e tomar medidas proativas para manter a eficiência. Os dados sobre o desempenho do laboratório AM podem encorajar os gerentes a tomar decisões de negócios cruciais para aumentar a produtividade, como otimizar os parâmetros da máquina ou designar mais operadores para tarefas específicas.
5. Produzindo peças com flexibilidade e no ponto de necessidade
Uma das maiores oportunidades desbloqueadas pela impressão 3D é a fabricação de peças ou ferramentas sob demanda e em quantidades flexíveis.
No entanto, para que esse processo seja eficiente e repetível, os fabricantes precisam de um banco de dados completo de arquivos AM e dados de produção que lhes permita encontrar, solicitar e produzir peças e ferramentas sob demanda.
A falta do sistema certo para manter esse banco de dados anula os benefícios da impressão 3D sob demanda. Por exemplo, armazenar arquivos de impressão 3D em pastas ou enviá-los por e-mail pode rapidamente causar o compartilhamento de arquivos duplicados ou até mesmo desatualizados.
Além disso, o armazenamento não otimizado de dados de impressão 3D não pode suportar a agilidade na fabricação. Pode ser muito demorado para os gerentes de laboratório AM encontrar a versão correta dos arquivos, verificar novamente seus requisitos de produção e somente depois enviá-los para produção.
Uma abordagem melhor para a produção sob demanda seria estabelecer um catálogo digital de peças que armazena as versões mais recentes dos modelos CAD, bem como seus requisitos de produção.
Um único sistema de armazenamento de arquivos torna mais fácil encontrar o arquivo de design e todas as informações necessárias sobre a peça, como o processo e o material necessários.
Um benefício adicional de um inventário de peças virtuais é sua capacidade de se conectar a outros aplicativos de software, como ERP e MES.
Vincular digitalmente seu inventário virtual e software de gerenciamento de produção tem dois benefícios fundamentais. Primeiro, permite que os usuários do AM solicitem peças com o clique de um botão. E, em segundo lugar, os planejadores de produção da AM podem ser notificados sobre o pedido instantaneamente e programar as peças para produção sem um processo tedioso de ida e volta.
Leia também:4 maneiras pelas quais o inventário digital pode apoiar suas operações de fabricação de aditivos
Impulsionando o crescimento do AM automotivo com digitalização
A manufatura aditiva ajuda os fabricantes de automóveis e fornecedores a se tornarem mais adaptáveis a mudanças e inovar com mais rapidez. No entanto, para explorar totalmente o potencial de AM, os adotantes de tecnologia precisam garantir a eficiência e escalabilidade da impressão 3D.
Para apoiar o crescimento da AM, os fabricantes automotivos com visão de futuro se voltam para a digitalização de processos críticos de fluxo de trabalho. A digitalização oferece muitos benefícios para o gerenciamento de operações de AM, incluindo pedidos e programação de produção simplificados, cadeias de suprimentos integradas e estoques virtuais para manufatura aditiva sob demanda.
Mas, para tirar o máximo proveito da digitalização, ele precisa ser baseado em uma plataforma centralizada que pode conectar diferentes partes das operações de AM para obter visibilidade e rastreabilidade completas.
Essa plataforma pode ser encontrada no MES aditivo. À medida que as empresas automotivas aceleram o desenvolvimento de produtos e introduzem peças automotivas otimizadas com a ajuda da impressão 3D, as soluções digitais, como o MES, os ajudam a fazer isso de forma mais eficiente, abrindo oportunidades para uma melhor tomada de decisão, otimização de processos e crescimento escalonável.
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Com conectividade de sistema, automação de fluxo de trabalho e uma ampla gama de integrações de software, nosso software de fluxo de trabalho e MES aditivo oferece uma solução completa para ajudar os usuários automotivos de AM a alcançar processos de AM escalonáveis e conectados em suas organizações e cadeias de suprimentos.
Como a digitalização é a chave para o futuro da impressão 3D médica
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