Công ty tư vấn McKinsey ước tính rằng thị trường in 3D sẽ tăng lên từ 180 tỷ đô la đến 490 tỷ đô la vào năm 2025. Công nghệ in 3D là gì? Nó vận hành như thế nào? Công nghệ in 3D có thực sự làm thay đổi hoàn toàn quá trình sản xuất toàn cầu không? In 3D sẽ khiến các nhà máy sản xuất truyền thống lỗi thời? Và do đó, khối lượng logistics sẽ thay đổi lớn? .
Chúng ta hãy cùng đi tìm câu trả lời.
Công nghệ in 3D là gì? Nó vận hành như thế nào?
In 3D còn được gọi là “sản xuất bồi đắp”(“additive manufacturing”). Nói một cách đơn giản, các chức năng của một máy in 3D cổ điển khá giống với các máy in phun thông thường. Cả hai có được thông tin in từ một tập tin kỹ thuật số nhưng, trong khi máy in phun áp dụng mực in cho giấy, máy in 3D sử dụng các vật liệu có sẵn để tạo cắt lớp những lớp liên tiếp ghép khít lại, xây dựng thành một vật thể rắn 3 chiều..
Đây cũng là điều khác biệt với từ phương pháp sản xuất thông thường: vật liệu được thêm vào từng lớp thay vì đúc hoặc cắt hoặc uốn vật liệu. Một mô hình kỹ thuật số (a digital model) là thông tin thiết kế kỹ thuật số cần thiết để in một đối tượng. Các mô hình kỹ thuật số có thể được tạo từ đầu bằng cách sử dụng các chương trình thiết kế như CAD (thiết kế hỗ trợ máy tính) hoặc bằng cách sử dụng máy quét để chụp ảnh ảo 3D của đối tượng hiện có. Để cho phép máy in 3D xây dựng một đối tượng vật lý từ mô hình số, phần mềm mô hình 3D cắt lát mô hình số thành hàng trăm hoặc hàng ngàn lớp cắt, tùy thuộc vào kích thước và cấu trúc của đối tượng..
Lợi ích kinh tế của công nghệ in 3D
Công nghệ in 3D nắm giữ một số lợi thế bổ sung so với các kỹ thuật sản xuất thông thường. Lợi ích chính của in 3D là khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm chỉ từ một máy in 3D. Do đó giúp:.
- Đơn giản hoá cố bước sản xuất như thiết kế, thử nghiệm và sản xuất các sản phẩm rất phức tạp hoặc đòi hỏi độ tùy chỉnh cao.
- Thời gian giao hàng nhanh hơn thông qua các chiến lược sản xuất theo yêu cầu và phân cấp.
- Chi phí hậu cần và chi phí sản xuất thấp hơn (chẳng hạn, chi phí vận chuyển và lưu kho giảm, có thể loại bỏ chi phí xuất nhập khẩu thông qua việc sản xuất tại địa phương, loại bỏ các công cụ sản xuất và khuôn mẫu mới và sửa đổi tốn kém cho các nhà máy)
- Tăng tính bền vững và hiệu quả cao hơn trong sản xuất thông qua việc sử dụng lượng vật liệu và năng lượng tối thiểu nhất trong sản xuất.
Những case ứng dụng 3D hiện tại
Ngành công nghiệp ô tô
Nhiều công ty sản xuất lâu đời cũng có triển khai thành công công nghệ in 3D trongcác quy trình sản xuất và thường đạt được các kết quả vượt trội. Điều này là hiển nhiên, nhất là trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô. Tập đoàn BMW cho đến nay đã tích hợp 10.000 phụ tùng được sản xuất theo công nghệ in 3D để sản xuất mẫu Rolls-Royce Phantom, tuyên bố rằng các công nghệ mới như thế này sẽ rút ngắn thời gian sản xuất và đạt được hiệu suất kinh tế hơn trong ngành sản xuất ô tô..
Ngành sản xuất máy bay
Hãng Airbus đang sử dụng công nghệ in 3D trong việc xây dựng các máy bay của mình và đã cho ra đời hơn 1.000 bộ phận in 3D trong chiếc A350 mới nhất. Hãng Airbus cũng đang thử nghiệm với máy bay được sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D. Tại Triển lãm hàng không vũ trụ quốc tế năm 2016, nó đã giới thiệu Thor – một chiếc máy bay không người lái được in 3D hoàn chỉnh bao gồm 50 bộ phận in 3D và hai động cơ điện. Chiếc máy bay này dài 4 m và nặng 21 kg, được chế tạo chỉ trong 4 tuần..
Chăm sóc sức khoẻ
NextDent là một công ty in 3D sản xuất mão nha khoa được cá nhân hóa để đảm bảo tính thẩm mỹ và chính xác, phù hợp với chức năng cho bệnh nhân. Việc này được thực hiện thông qua quét 3D răng sau đó được in 3D bằng nhựa resin. Một ví dụ khác là Renishaw, một công ty kỹ thuật của Anh vận hành ba máy in 3D, mỗi máy nung kết một lô 200 mão nha khoa cá nhân hoá từ một hợp kim coban-crôm, đạt được sản xuất nhanh hơn, rẻ hơn so với các sản phẩm gốm sứ. Các phòng thí nghiệm nha khoa từ khắp châu Âu có thể đặt hàng từ cơ sở của Renishaw..
Da giày
Một ví dụ khác là công ty start up SOLS cung cấp đế lót giày tuỳ chỉnh thông qua hai mô hình kinh doanh: Khách hàng có thể quét chân bằng cách tự quét hoặc bằng máy chỉnh hình, và đế in 3D hoàn chỉnh của họ được gửi trực tiếp tới họ. Tương tự, các công ty như Feetz và 3DShoes.com cung cấp giày thể thao cá nhân hoá. Khách hàng quét chân mình bằng camera điện thoại thông minh và chọn thiết kế, màu sắc và vật liệu mong muốn. Ba ngày sau đó, họ nhận được một đôi giày phù hợp với giá từ $50 đến $180. Adidas và Nike đã thử nghiệm một dịch vụ tương tự trong các cửa hàng của họ..
Thực phẩm
Food Ink, một nhà hàng in 3D mới mở tại London vào giữa năm 2016, mở ra với lời hứa không chỉ cung cấp bữa ăn mà còn là món ăn ngon từ “điểm ảnh đến máy in lên đến đĩa ăn”. Food Ink sản xuất các món ăn bằng máy in 3D đa nguyên liệu, trong đó bột nhão thực phẩm được làm nóng và kết hợp thành nhiều lớp. Có nhiều món ăn khác nhau và mỗi món được chế biến theo loại dinh dưỡng nhỏ nhất. Và trên hết, phương pháp nấu ăn này hầu như không sản xuất bất kỳ chất thải nào..
Áp dụng công nghệ in 3D trong chuỗi cung ứng tương lai?
Tương đối rõ ràng là công nghệ in 3D sẽ không được sử dụng để sản xuất hàng loạt bất cứ thứ gì, mà thay vào đó, những lợi thế đầy hứa hẹn và các ứng dụng in 3D được nêu bật trong các ví dụ trước minh họa tiềm năng lớn nhất của công nghệ này nằm ở khả năng đơn giản hóa việc sản xuất các sản phẩm và bộ phận có tính tùy biến cao và phức tạp. Đối với các công ty tham gia vào loại hình sản xuất này, in 3D trong tương lai có thể trở thành một nhân tố xác định lại chiến lược sản xuất và chuỗi cung ứng truyền thống. Dưới đây là ba trường hợp sử dụng minh họa cách các công ty có thể làm việc cùng với các nhà cung cấp dịch vụ hậu cần để tích hợp in 3D vào chuỗi cung ứng của họ..
Phụ tùng theo nhu cầu
Nhờ in 3D, các công ty có thể không còn cần phải lưu trữ phụ tùng thay thế trong một nhà kho. Thay vào đó họ có thể in các bộ phận này theo yêu cầu, khi cần, và nhanh chóng cung cấp các mặt hàng này cho khách hàng. Để mà đạt được mức độ phù hợp và hiệu quả trong việc giảm thời gian, các nhà cung cấp dịch vụ hậu cần có thể hỗ trợ các công ty tạo một mạng lưới dày đặc các máy in 3D để in ngay lập tức và cung cấp phụ tùng theo yêu cầu..
Sản xuất linh kiện trực tiếp cá nhân hoá
Khi khách hàng yêu cầu mức độ tuỳ chỉnh cao, áp dụng công nghệ in 3D có thể tạo ra nguồn lợi thế cạnh tranh cho tổ chức, các công ty được khuyến khích để tạo các bộ phận phù hợp có thể được phân phối nhanh chóng đến điểm sử dụng. Ví dụ, Amazon mới nộp một bằng sáng chế cho một chiếc xe tải được trang bị máy in 3D, với mục đích sản xuất sản phẩm trên đường đến đích khách hàng. Điều này có thể cho phép các công ty sản xuất các bộ phận rất gần với nhu cầu và do đó giảm đáng kể thời gian giao hàng của các bộ phận riêng lẻ cho khách hàng..
Cửa hàng in 3D dành cho doanh nghiệp và người tiêu dùng
Các công ty có thể trang bị thiết bị in 3D ở các điểm dịch vụ hoặc bán lẻ của họ, nhằm giúp người tiêu dùng tiếp cận với dịch vụ in 3D tiên tiến nhất. Về bản chất, cách làm này không hề mới, nó sẽ hoạt động tương tự cách người tiêu dùng hiện đang in tài liệu giấy bằng cách lấy tệp trên ổ USB đến cửa hàng in hoặc in ảnh tại ki-ốt ảnh trong các cửa hàng. Trong tương lai, các cửa hàng in 3D này có thể không chỉ tích hợp máy in 3D mà còn thiết kế công cụ và máy quét, cũng như có nhiều sự lựa chọn vật liệu khác nhau..
Các cửa hàng in 3D như thế này cũng có thể được các công ty sử dụng để nhanh chóng thử nghiệm các sản phẩm mới mà không cần phải đầu tư và duy trì cơ sở hạ tầng in 3D mới nhất. Nhân sự làm việc bên trong các cửa hàng in 3D sẽ được đào tạo để hỗ trợ khách hàng sử dụng máy in 3D. Và bởi vì quá trình in ấn có thể mất một thời gian, cửa hàng in 3D cũng có thể có dịch vụ giao hàng cho khách hàng..
Nguồn: Báo cáo xu hướng của DHL vềcông nghệ in 3D
Bài viết liên quan: