Sådan skaber du merværdi med 3D-print

Du har (måske) besluttet dig for at gå i gang med 3D-print til industrielt brug – og det er jo supergodt! Men hvordan sikrer du, at 3D-print ikke bare bliver en anden – og måske dyrere - måde at gøre tingene på? Det giver vores 3D-print specialist, Henning Henningsen, et bud på herunder.

Når du går i gang med at 3D-printe, skulle det gerne være sådan, at du rent faktisk får noget ekstra ud af det – en merværdi, som retfærdiggør den eventuelle merpris. Hvordan sikrer du så det?

Før du overhovedet investerer i 3D-print, kan det derfor være en god idé at starte med at kridte banen op og spørge: Hvad kunne være noget værd for mig, for mit produkt og for min kunde – og hvad er det, jeg gerne vil opnå?

Husk at merværdien kan optræde på mange forskellige måder og mange forskellige steder i værdikæden – og på mange forskellige tidspunkter i produktets levetid. 

Kig efter merværdien

Når du skal identificere merværdien, skal du naturligvis kigge på selve din komponent eller dig produkt - men du skal også kigge på alt det udenom. Her er nogle eksempler:

1. Partkonsolidering: Ved at bygge tingene sammen får du færre samleflader og dermed mindre rengøring. Hvis du kan bygge tingene i ét stykke i ét materiale, kan du også lettere genbruge materialet, den dag du skal skrotte emnet – for du står ikke med en masse forskellige dele, som skal afmonteres og sorteres. Det giver også grøn værdi.
2. Nye markeder: Hvis du fx kan opnå en bedre virkningsgrad for en komponent, kan det blive interessant for nye kunder. Måske er du med 3D-print i stand til at producere en robotgriber med en halveret vægt sammenlignet med tidligere. Så kan griberen pludselig bruges til nye anvendelser ved en eksisterende kunde eller til en ny kundegruppe.
3. Flere produktlanceringer: Du kan revurdere frekvensen af nye produktintroduktioner, fordi udviklingen bliver så meget lettere og går så meget hurtigere. På den måde øger du din konkurrenceevne og bringer nye produkter og produktvarianter på markedet med en højere frekvens end hidtil – det giver øget forretning.
4. Øget kompleksitet: 3D-print er yderst velegnet til produktion af små seriestørrelser med høj kompleksitet. Det kunne fx være kompakte emner med mange små detaljer, organiske former eller indvendige kanaler, som ville være svære – eller umulige – at bearbejde sig frem til på traditionel vis.
5. Designfrihed: I forhold til traditionelle fremstillingsteknologier giver 3D-print en hidtil uset designfrihed og muliggør intelligente designs, der reducerer antallet af dele og tilbyder unik funktionalitet. Det er ligeledes muligt at lave geometrier, som før var umulige, såsom emner med frit designede indvendige kølekanaler.
6. Vægtreduktion: Design emner der er lettere. Fx med topologioptimering, som fjerner alt det materiale, der ikke har betydning for emnets egenskaber, så du får en knoglelignende struktur. Det reducerer materialeforbruget, så printtiden bliver kortere - og prisen bliver lavere. Samtidig kan du printe i letvægtsmaterialer som fx titanium, der er svært at bearbejde på traditionel vis.
7. Materialebesparelse: I selve fremstillingen bruger du kun det materiale, der indgår i produktet - i modsætning til fx fræsning, hvor du fræser en stor procentdel af blokken væk. Samtidig kan det også betale sig at reducere materialemængden i dit 3D-print design, for mindre materiale giver hurtigere printtid og dermed en lavere pris.
8. Bedre performance: Med 3D-print kan du lave frit designede indvendige kanaler uden rette vinkler - og endda variere tværsnittet undervejs. Printeren er ligeglad med, at geometrien bliver mere kompleks, og derfor kan du fx kan lave varmevekslere, hydraulikblokke, køleplader og støbeforme, der både er mindre, lettere og mere effektive.
9. Indbygning af flere features: Du kan ofte opnå en økonomisk gevinst eller nye muligheder ved at kigge på omkringliggende parter i fx et maskineri eller et produkt – dvs. de parter, som sidder i kontakt med din 3D-printede part. Tit er der mulighed for at tilføje flere og nye funktioner, ved at flere parter sættes sammen i én. 
10. Customization og individuel produktion til samme pris: Traditionelle fremstillingsmetoder har svært ved at imødekomme krav om fleksible og individualiserede produkter. Med 3D-print printes emnerne ud fra digitale CAD-tegninger, og flere forskellige emner kan printes sammen. Dermed opnår du en høj grad af kundetilpasning uden store investeringer i værktøj.

Husk at det er lettere at skabe merværdi, hvis du starter helt fra bunden. Så du er godt hjulpet, hvis du ikke tænker på eksisterende produkter. Vær i stedet en blank tavle og fokusér på, hvad du ideelt set vil have, og hvad funktionen skal være. Derfor: Lad de klassiske begrænsninger ligge i skuffen, og lad være med at lave det samme som før – bare med 3D-print. Lav i stedet noget der er bedre og langt mere optimeret - fordi du kan!

Tre normale hensyn, der skal tages

Ved traditionel fremstilling er der normalt tre hensyn at tage: 1) Hvad skal funktionen være, 2) hvad er interfacet – dvs. hvad skal komponenten passe ind i eller sammen med, og 3) hvordan kan vi fremstille det (kan vi overhovedet fremstille det)?

Med 3D-print kan du reducere disse tre hensyn til to, for du skal ikke længere spekulere på, om det kan lade sig gøre at fremstille. Derfor kan du nu koncentrere al energi om funktion og interface – og lave komponenter der er meget mere optimerede. Du behøver således ikke at vide noget om produktion – du kan bare koncentrere dig om at overholde designreglerne og udvikle den optimale løsning. På den måde ændrer du hele præmissen og frigør dig fra de traditionelle begrænsninger.

Sprøjtestøbeforme – et eksempel på et overset potentiale ved 3D-print

Der findes som bekendt rigtig mange eksempler på, hvordan man kan opnå merværdi med 3D-print – et af dem er ved 3D-print af sprøjtestøbeforme, hvor du opnår det, der kaldes konturnær køling – eller conformal cooling. Det betyder, at du kan køle din form bedre og meget hurtigere, og derfor kan du sprøjtestøbe mange flere emner på den samme tid – så din cyklustid bliver kraftigt reduceret.

Det er der både produktivitetsforøgelse og god økonomi i. Desuden vil du kassere færre emner på grund af spændinger - hvor emnerne slår sig, når de kommer ud af formen. Det skyldes at du køler mere effektivt og samtidig mere rigtigt – så måske får du en skrotprocent på en i stedet for fem.

Af en eller anden grund er konturnær køling med 3D-printede sprøjtestøbeforme ikke særlig udbredt i Danmark – men det burde det være. Potentialet er i hvert fald stort.