La promessa del futuro: stampa 3D nella produzione Dr. Michael G. Westphal

La tesi di studio indaga gli inibitori e i fattori abilitanti della stampa 3D nel settore manifatturiero

L’innovazione dirompente , un termine che è stato inizialmente divulgato dal professore della Harvard University Clayton Christensen, è un concetto in cui le aziende continuano a investire nello sviluppo dei loro prodotti consolidati, e ad un certo punto superano i requisiti di base di molti dei loro clienti. Gli interferenti introducono prodotti che soddisfano le esigenze del mercato attraverso costi inferiori e / o maggiore praticità, e le interruzioni, a loro volta, spesso si traducono in un cambiamento nel sistema aziendale. Nel 2013, Christensen ha osservato che l’innovazione dirompente può creare una nuova rete di valore e di mercato e finire per interrompere una rete esistente.

La stampa 3D nel settore manifatturiero, e questo concetto di innovazione dirompente in particolare, sono i temi di una dissertazione, intitolata ” La promessa del futuro: stampa 3D nella produzione “, scritta dal Dr. Michael G. Westphal e presentata all’Università degli Stati Uniti. Montagne Rocciose in Colorado.

L’abstract dice: “Molti analisti del settore ritengono che stiamo entrando in un’era dirompente per la produzione, che è paragonata a una quarta rivoluzione industriale e sarà introdotta con tecnologie come la stampa 3D e la produzione additiva. Lo scopo di questo caso di studio descrittivo qualitativo è stato quello di esplorare l’uso corrente della stampa 3D e degli inibitori e dei fattori abilitanti nella produzione di pezzi di piccole e medie dimensioni. In questa ricerca è stata utilizzata una metodologia qualitativa per sviluppare una spiegazione e acquisire una comprensione più profonda delle esperienze e delle prospettive della popolazione campione. I rappresentanti dei gruppi campione di Denver e Colorado Springs, in Colorado, hanno partecipato a interviste semi-strutturate e aperte, con domande volte a discutere sia degli inibitori che dei fattori abilitanti all’uso della stampa 3D e della produzione additiva. Un’analisi qualitativa ha avuto luogo sugli otto principali temi tattici rivelati e su tre ulteriori risultati strategici che fungono da inibitori e fattori abilitanti all’uso della stampa 3D e della produzione additiva. Gli otto temi emersi sono stati i seguenti: costi di investimento, accesso a lavoratori qualificati, prototipazione, complessità e personalizzazione delle parti, quantità di parti, qualità delle parti, velocità di produzione e considerazioni sui materiali. Ulteriori risultati hanno incluso il flusso di lavoro di produzione e la produzione di luci spente, i problemi di knowledge base e percezione, la gestione del rischio e gli eventi precipitanti. Il risultato di questo case study qualitativo può aiutare l’industria nel suo insieme a comprendere le problematiche degli inibitori e dei fattori abilitanti all’uso della stampa 3D e della produzione additiva nella produzione. ” accesso a lavoratori qualificati, prototipazione, complessità e personalizzazione delle parti, quantità delle parti, qualità delle parti, velocità di produzione e considerazioni sui materiali. Ulteriori risultati hanno incluso il flusso di lavoro di produzione e la produzione di luci spente, i problemi di knowledge base e percezione, la gestione del rischio e gli eventi precipitanti. Il risultato di questo case study qualitativo può aiutare l’industria nel suo insieme a comprendere le problematiche degli inibitori e dei fattori abilitanti all’uso della stampa 3D e della produzione additiva nella produzione. ” accesso a lavoratori qualificati, prototipazione, complessità e personalizzazione delle parti, quantità delle parti, qualità delle parti, velocità di produzione e considerazioni sui materiali. Ulteriori risultati hanno incluso il flusso di lavoro di produzione e la produzione di luci spente, i problemi di knowledge base e percezione, la gestione del rischio e gli eventi precipitanti. Il risultato di questo case study qualitativo può aiutare l’industria nel suo insieme a comprendere le problematiche degli inibitori e dei fattori abilitanti all’uso della stampa 3D e della produzione additiva nella produzione. ”
Tutti dovremmo sapere ormai che l’adozione della stampa 3D nelle operazioni di produzione può aiutare le aziende a risparmiare tempo e denaro. Ma, come ha detto il Dr. Westphal, il futuro si sta orientando maggiormente verso la stampa 3D toccando “la vita dei consumatori ad ogni livello”.
“La stampa 3D come strumento di produzione ha il potenziale per produrre un significativo cambio di paradigma”, afferma il dott. Westphal nella sua tesi. “Le aziende già presenti sul mercato devono comprendere le sfide del futuro della stampa 3D”.
La tesi prende in esame alcuni dei principali inibitori e fattori abilitanti per l’adozione di AM attraverso la cornice di un case study qualitativo sulla produzione di piccole e medie dimensioni e la produzione di parti nello stato del Colorado.

“Senza una comprensione degli inibitori e dei fattori abilitanti associati all’uso della tecnologia 3D, i produttori di piccole e medie dimensioni potrebbero non essere adeguatamente preparati a creare solide strategie organizzative mentre competono in un mercato in continua evoluzione”, ha spiegato il Dr. Westphal. “L’obiettivo di questo studio è stato l’esplorazione degli inibitori e dei fattori abilitanti all’uso della stampa 3D come riscontrato dalle aziende di produzione di piccole e medie dimensioni. Acquisire una migliore comprensione degli inibitori e delle abilitazioni può portare a un processo decisionale più informato per la produzione di piccole e medie dimensioni e potrebbe aiutare l’industria più grande a valutare le esigenze future “.
Utilizzando le seguenti domande a risposta aperta, il Dr. Westphal ha intervistato diversi rappresentanti delle aziende dell’area:

Quali sono le percezioni delle aziende di produzione di pezzi di piccole e medie dimensioni rispetto all’uso della stampa 3D e della produzione additiva?
Quali sono gli inibitori dell’incorporazione della stampa 3D e della produzione additiva in aziende manifatturiere di piccole e medie dimensioni?
Quali sono i fattori abilitanti per incorporare la stampa 3D e la produzione additiva in aziende manifatturiere di piccole e medie dimensioni?
Parte metallica nel brano di produzione di Dassault Systèmes 2018: evento Science in the Age of Experience [Immagine: Sarah Goehrke per 3DPrint.com]
Ciascuna intervista è durata circa un’ora, e otto temi relativi a “considerazioni tattiche per l’uso della stampa 3D presso il sito di produzione” sono emersi dai risultati: costo dell’investimento, complessità e design delle parti, considerazione dei materiali, prototipazione e rapidità prototipazione, velocità, qualità delle parti, quantità delle parti e accesso a una forza lavoro addestrata in AM. Tre ulteriori risultati, relativi ma separati dai suddetti temi, erano il flusso di lavoro di produzione e la produzione di luci spente, la base della conoscenza e le questioni relative alla percezione, la gestione del rischio e gli eventi precipitanti.

Mentre le percezioni sull’uso della stampa 3D sul pavimento della fabbrica differivano tra gli intervistati a causa di “dove cadevano nel continuum dell’uso corrente” e dei tipi di produzione, ognuno dei partecipanti concordava “che il futuro della produzione includerà il 3D stampa e produzione additiva in qualche modo. ”

“Il cambiamento è difficile. Il cambiamento è spesso lento e con i partecipanti allo studio, richiede la prova che in qualche modo il cambiamento ricercato è un miglioramento “, ha osservato il dott. Westphal. “Nel caso in cui la produzione additiva fosse inculcata con il flusso di lavoro produttivo, il consenso (82%) del gruppo era che sarebbe stato un cambiamento incrementale. Trovare la giusta misura con processi e modelli consolidati è la chiave del suo utilizzo. La percezione e l’opinione offerta è che la stampa 3D ha il suo ruolo nell’aumentare la produzione, ma non sostituirà mai un macchinista o un operatore di linea. ”
Il Dr. Westphal ha detto che tutti i partecipanti sono d’accordo su una cosa: il ritmo del cambiamento nel mercato AM dà loro motivo di fermarsi. Inoltre, quasi il 77% dei partecipanti allo studio ha affermato che la stampa 3D non può interrompere l’industria fino a quando non si verifica un cambiamento di cultura.

“Uno degli obiettivi di questo studio era capire le percezioni dei produttori sull’uso della stampa 3D nella produzione”, ha concluso il dott. Westphal. “I risultati dei miei studi hanno rivelato un ampio interesse per questa nuova piattaforma tecnologica da parte del gruppo dei partecipanti. Il mio studio ha anche rivelato una pragmatica cautela da parte dei partecipanti a muoversi rapidamente verso l’uso della produzione additiva “.

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