Jak druk 3D generuje zmiany w edukacji i biznesowych modelach zatrudnienia?

02/09/19

Technologie przyrostowe nie są już raczkującą technologią – druk 3D dojrzał i wkracza w nową erę, co ma poważne implikacje dla modeli biznesowych, z których firmy mogą skorzystać. W ciągu ostatnich kilku lat rosnące możliwości produkcji addytywnej wraz z ekspansją zarówno dostępnych materiałów, jak i ekosystemu dostawców, umożliwiły tanie wytwarzanie znacznie szerszej gamy produktów – od podeszew butów do biegania po łopatki turbin – często w znacznie większych ilościach.

Technologia zapewnia niespotykaną dotąd możliwość dostosowywania produktów i szybkiego reagowania na zmiany popytu na rynku. W rezultacie przechodzi z ograniczonych zastosowań, takich jak prototypowanie i wytwarzanie konwencjonalnych narzędzi, do centralnej roli w produkcji dla rosnącej liczby branż.

Edukacja AM

Kalifornijski koncern HP, który od kilku lat angażuje się w rozwój technologii addytywnych, zastanawia się jaki jest obecny stan druku 3D z perspektywy ludzi, którzy żyją i oddychają tymi technologiami. We współpracy z ASME i AT Kearney przeprowadził w 2018 roku badanie wśród ponad 300 uczelni koncentrujących się na wytwarzaniu przyrostowym w 12 krajach, oczekując, że ponad 1000 profesorów i nauczycieli akademickich z wiodących uniwersytetów, podzieli się swoimi opiniami na temat obecnego stanu i przyszłości produkcji addytywnej.

Przewaga produkcji addytywnej

Druk 3D jest coraz bardziej konkurencyjny w stosunku do konwencjonalnej produkcji, ponieważ pozwala na wytwarzanie dziesiątek, a nawet setek tysięcy sztuk rocznie. Fabryki mogą korzystać z oprogramowania optymalizacyjnego do dostosowywania produkcji i/lub ulepszania swoich produktów przy niskich kosztach, bez koniecznych przerw podczas rozbudowy linii montażowych czy zmiany oprzyrządowania i narzędzi, używanych w konwencjonalnym modelu produkcji.

Additive Manufacturing pozwala także firmom wytwarzać skomplikowane produkty, których nie można uzyskać przy użyciu technik ubytkowych (obróbki skrawaniem i CNC) lub formowania (formowania wtryskowego). Jest znacznie mniej kapitałochłonny niż konwencjonalna produkcja – przemysłowa drukarka 3D z powodzeniem może zastąpić maszynę CNC o wartości dziesięciokrotnie większej).

Komercjalizacja innowacji technicznych

Implementowanie nowych technologii w działalności gospodarczej jest prawie zawsze równoznaczne z korzystaniem z jednego bądź wielu patentów. W laboratoriach ośrodków naukowych prowadzone są prace badawcze w priorytetowo traktowanych obszarach technologicznych, m.in. energetyce, ochronie środowiska, nanotechnologii i materiałach. Podpisywane są dziesiątki porozumień z podmiotami gospodarczymi. Do najczęściej stosowanych strategii komercjalizacji należą sprzedaż i licencja. Uczelnie angażują się także w inicjatywy klastrowe, służące osiągnięciu społeczno-gospodarczej przewagi konkurencyjnej regionu. Przemysł oczekuje jednak od nauki przede wszystkim transferu wiedzy, realizowanego za pomocą ludzi, którzy tę wiedzę posiadają. Najlepsze uczelnie to te, które potrafią znaleźć równowagę między badaniami podstawowymi a stosowanymi – edukacją praktyczną a teoretyczną.

Ekspansja druku 3D w środowisku produkcyjnym

Eksperci, z którymi rozmawiał między innymi koncern HP, w ramach przeprowadzanego przez nich badania jak druk 3D jest propagowany przez środowiska naukowe, dostrzega podstawowy problem w adopcji technik addytywnych do procesów produkcji na skale masową. Zarządzający tymi procesami inżynierowie nadal są kształceni w duchu wytwarzania dotychczasowymi metodami – budowania tradycyjnego łańcucha dostaw, projektowania z uwzględnieniem ograniczeń produkcyjnych etc. Tylko zrozumienie idei Przemysłu 4.0, w którą wpisuje się druk 3D, pozwoli wprowadzić zmiany w modelach edukacyjnych, wpływających na zwiększenie udziału technologii addytywnych w produkcji masowej.

Fuzja nauki i biznesu

Kolejną barierą jest oczywiście budżet. Aby połączyć naukę z biznesem potrzebne jest więcej nakładów finansowych. Według raportu HP, wiodące w AM gospodarki, wydają regularnie na badania i rozwój technologii miliony, otwierając centra innowacji i laboratoria pracujące nad nowymi materiałami.

Polska, według HP3D.pl – dystrybutora technologii HP MJF 3D na rodzimym rynku, dzięki strategicznej współpracy na linii szkoła wyższa–biznes, ma szanse być liderem innowacji w Europie Środkowej i Wschodniej. Dzięki Centrum Innowacji i Transferu Technologii Uniwersytetu Jagiellońskiego lub Akademickim Inkubatorom Przedsiębiorczości, następuje zmiana proporcji w sposobie komercjalizacji wiedzy oraz wyników badań naukowych i oparcie jej na zakładaniu oraz rozwoju spółek akademickich, w których uczelnie mają swoje udziały i czerpią zyski. Koła naukowe realizują projekty zamawiane przez przedsiębiorstwa, czego przykładem jest współpraca HP3D.pl z AGH Space System i AGH Racing, które na bazie druku 3D dokonują optymalizacji topologicznej wybranych elementów konstrukcyjnych.

Technologie przyrostowe nie są już raczkującą technologią – druk 3D dojrzał i wkracza w nową erę, co ma poważne implikacje dla modeli biznesowych, z których firmy mogą skorzystać. W ciągu ostatnich kilku lat rosnące możliwości produkcji addytywnej wraz z ekspansją zarówno dostępnych materiałów, jak i ekosystemu dostawców, umożliwiły tanie wytwarzanie znacznie szerszej gamy produktów – od podeszew butów do biegania po łopatki turbin – często w znacznie większych ilościach.

Technologia zapewnia niespotykaną dotąd możliwość dostosowywania produktów i szybkiego reagowania na zmiany popytu na rynku. W rezultacie przechodzi z ograniczonych zastosowań, takich jak prototypowanie i wytwarzanie konwencjonalnych narzędzi, do centralnej roli w produkcji dla rosnącej liczby branż.

Druk 3D w różnych branżach

Uzyskanie elementów o odpowiedniej wytrzymałości, ale tańszych i wytworzonych szybciej, spowodowało wzrost zastosowań technik przyrostowych w branży lotniczej, motoryzacyjnej i medycynie. Druk 3D pozwala na wykonywanie złożonych elementów lotniczych w całości, bez konieczności produkcji i montażu wielu mniejszych komponentów. Można wytwarzać bez ograniczeń geometrii i prowadzić prace serwisowe bez przestojów.

Jeśli chodzi o motoryzację to np. Ford ma na swoim koncie już ponad 500 tys. wydrukowanych części, a ich liczba wciąż rośnie. Współczesne drukarki 3D są bowiem na tyle szybkie i wydajne, a przy tym bardzo dokładne. Dzięki ich cechom możliwe jest wydrukowanie praktycznie każdego elementu – od małych części, jak przełączniki czy przyciski kokpitu, po tak duże jak pokrywa silnika.

Zmiany modeli pracy

Przełomy technologiczne szybko przesuwają granicę między zadaniami wykonywanymi przez ludzi a tymi, wykonywanymi przez maszyny i algorytmy, dlatego globalne rynki pracy prawdopodobnie ulegną poważnym przekształceniom. Dążenie do wykorzystania nowych technologii, zwiększenie poziomu wydajności produkcji i konsumpcji, ekspansja na nowe rynki i konkurowanie nowymi produktami globalnie powodują, że liderzy biznesowi we wszystkich branżach i regionach coraz częściej wzywają do sformułowania nowej strategii w odniesieniu do siły roboczej gotowej sprostać tym wyzwaniom. Zmiany mogą prowadzić do nowej ery pracy i lepszej jakości życia dla wszystkich, doprowadzić do wyeliminowania braków umiejętności oraz zmniejszyć nierówności i polaryzację na świecie.

Źródło: centrumdruku3d.pl