Industri 4.0 dan manufaktur terdistribusi memungkinkan produksi yang lebih berkelanjutan
Produsen menggunakan teknologi seperti pencetakan 3D untuk memindahkan sebagian produksi secara lokal, menggunakan bahan yang lebih berkelanjutan, dan mengurangi limbah.
Pandemi saat ini telah menunjukkan banyak tantangan baru dan yang sudah ada dalam rantai pasokan di seluruh dunia, mulai dari pabrik yang harus tutup karena penguncian, kebutuhan untuk memperlengkapi kembali banyak jalur produksi, hingga gangguan jalur pasokan angkutan udara dan pelayaran laut di seluruh dunia.
Sementara sebagian besar pabrik telah kembali beroperasi secara normal di banyak negara, terutama di Asia, perubahan distribusi yang diperlukan untuk mengirimkan peralatan perlindungan yang diperlukan telah membuat kontainer pengiriman kosong di lokasi yang tidak biasa. Mengumpulkan kontainer-kontainer itu mahal, dan sekarang produsen menghadapi biaya pengiriman tambahan dan keterlambatan dalam mengirimkan produk mereka ke pelanggan dan pusat distribusi mereka.
Produsen senang memindahkan produksi ke tempat lain, tetapi sekarang mereka menginginkannya kembali ke rumah
Pada tahun 2010, mendiang Andy Grove, mantan CEO Intel, menulis di Businessweek:“Perusahaan-perusahaan Amerika menemukan bahwa mereka dapat membuat manufaktur dan bahkan rekayasa mereka dilakukan dengan lebih murah di luar negeri. Ketika mereka melakukannya, margin meningkat. Manajemen senang, dan begitu pula pemegang saham. Pertumbuhan terus berlanjut, bahkan lebih menguntungkan. Tapi mesin pekerjaan mulai tergagap.”
Pabrikan Asia belajar dengan cepat dan memulai industri mereka dalam komponen utama seperti LCD, cetakan injeksi (hasil dari investasi besar-besaran dalam pembuatan mainan di China), baterai lithium-ion, kartu nirkabel, papan pengontrol, sirkuit fleksibel, dll. hanya terlalu senang untuk menurutinya, berpikir bahwa mereka masih memiliki desain dan rekayasa canggih dari produk-produk inovatif di tangan mereka.
Sekarang setelah banyak pabrik berebut untuk mendapatkan komponen yang mereka butuhkan, banyak OEM saat ini mencari teknologi inovatif untuk membawa produksi lebih dekat ke pasar mereka.
Teknologi seperti pencetakan 3D dan pemotongan laser memungkinkan produksi lokal seri terbatas dengan harga yang dapat bersaing dengan pencetakan injeksi dan manufaktur waterjet.
Dalam dekade terakhir, pencetakan 3D telah berkembang dari teknologi eksperimental yang hanya digunakan untuk produksi yang sangat terbatas menjadi teknologi untuk memproduksi suku cadang khusus dalam jumlah besar untuk beberapa industri.
Perusahaan besar, terutama di pasar elektronik konsumen, telah mengalihdayakan beberapa tugas pengembangan produk baru selama bertahun-tahun, terutama untuk desain prototipe dan pengemasan. Sekarang, perusahaan kecil, yang awalnya enggan membiarkan pihak luar berkolaborasi dalam produk baru, meminta hal-hal seperti pengembangan kode cetak 3D, validasi produk, dan pengujian produk baru di luar ruangan untuk dilakukan oleh pemasok eksternal.
“Sejak awal lockdown, telah terjadi pergeseran pekerjaan yang kami lakukan untuk beberapa klien, terutama pada perusahaan menengah hingga besar. Sekarang setelah orang-orang direkomendasikan untuk menghindari bepergian dan pergi ke tempat kerja biasa, karyawan teleworking dan tim pengembang dari luar negeri meminta kami untuk mengembangkan desain dan prototipe,” kata David Tena, pemilik FabCafe di Barcelona. “Misalnya, untuk perusahaan yang berbasis di Chicago, kami merancang kasing untuk perangkat elektronik, berkoordinasi dengan tim pengembangan elektronik mereka, berbagi perubahan dan peningkatan yang kami lakukan dan mencetak iterasi 3D untuk mengujinya secara fisik.”
Material baru memungkinkan produksi dan pengurangan limbah yang lebih berkelanjutan
Pencetakan 3D untuk industri memungkinkan produksi banyak struktur geometris dan menyederhanakan proses desain produk. Ini juga relatif ramah lingkungan. Dalam produksi volume rendah hingga menengah, ini juga dapat mengurangi waktu tunggu dan total biaya produksi.
Dalam pencetakan 3D, tidak seperti manufaktur tradisional, biaya per unit tidak bergantung pada volume. Pencetakan 3D juga memungkinkan suku cadang yang sama diproduksi dengan spesifikasi yang sama persis di mana saja di dunia, sehingga menghemat biaya transportasi tambahan dan membuat produksi lebih berkelanjutan. Selain itu, karena printer 3D industri menjadi lebih murah dan lebih cepat, kebutuhan akan penyimpanan dan inventaris yang besar menjadi kurang penting, karena suku cadang dapat diproduksi sesuai permintaan.
Saat ini, sebagian besar printer 3D industri menggunakan poliamida seperti PA11 dan PA12. Plastik kelas atas ini adalah bahan pilihan untuk aplikasi di mana keamanan, daya tahan, atau keandalan sangat penting. Mereka digunakan untuk memproduksi suku cadang yang andal untuk industri seperti otomotif, medis, olahraga, dan aeronautika. PA11 adalah bio-poliamida yang 100% terbuat dari bahan daur ulang, penting untuk mendukung inisiatif ekonomi sirkular. Sampai saat ini, harganya yang tinggi membuat bahan-bahan ini terlalu mahal untuk barang konsumsi berbiaya rendah.
HP dan produsen lain sekarang menggunakan bahan lain seperti kaca bersuhu tinggi dan beberapa logam.
Selain itu, sekarang dimungkinkan untuk mencetak sirkuit elektronik dasar pada bagian yang dicetak 3D. Kebaruan di sini adalah mencetak elektronik 3D yang tertanam dalam objek. Oleh karena itu, untuk biaya inkremental hampir nol, Anda dapat membangun sensor. Setiap item dapat memiliki saluran listrik, saluran sinyal, dan sensor yang tertanam di bagian cetakan 3D.
“Fakta bahwa Industri 4.0 secara ekonomi memungkinkan manufaktur terdistribusi berarti Anda dapat mengubah cara Anda membangun dan mendistribusikan produk,” kata Ramón Pastor, Wakil Presiden dan Manajer Umum, 3D Printing, HP, dalam sebuah wawancara dengan IoT Times. “Ada beberapa perkiraan bahwa hingga setengah dari bahan bakar, bahan bakar fosil, dalam hal ini, yang dikonsumsi di dunia digunakan untuk mengangkut produk dari tempat mereka diproduksi ke tempat mereka dikonsumsi. Dalam hal ini, kombinasi Industri 4.0, manufaktur digital, dan pencetakan 3D memungkinkan kami mengubah paradigma ini dan beralih ke manufaktur terdistribusi, yang pada dasarnya adalah, Anda memproduksi apa yang Anda butuhkan pada saat yang Anda butuhkan di samping permintaan. ”
