5 Cara Pencetakan 3D Dapat Menguntungkan Industri Barang Konsumen (Pembaruan 2021)

Selain itu, contoh penerapan teknologi.
Tahukah Anda bahwa 76 persen perusahaan barang konsumsi sudah menggunakan pencetakan 3D?

Perusahaan barang konsumen terjun ke pencetakan 3D, untuk menyediakan lebih banyak layanan dan produk yang berpusat pada pelanggan dengan biaya yang efektif.

Dengan pencetakan 3D yang semakin banyak diadopsi oleh merek konsumen, kami mempelajari manfaat teknologi dan mengeksplorasi bagaimana enam segmen barang konsumen menggunakan pencetakan 3D saat ini.

5 Manfaat pencetakan 3D untuk perusahaan barang konsumsi 

1. Siklus pengembangan yang dipercepat 

Pencetakan 3D memungkinkan untuk menghasilkan prototipe jauh lebih cepat dibandingkan dengan teknik manufaktur tradisional, seperti CNC.

Dalam satu contoh, pencetakan 3D telah membantu perusahaan pengemasan konsumen, Toly, untuk mempersingkat waktu pengembangan dari bulan ke hari. Dengan CNC, yang digunakan perusahaan untuk prototipe sebelum pencetakan 3D, waktu dari desain hingga prototipe bisa memakan waktu hingga 3 minggu. Kemudian, bayangkan berapa lama waktu yang dibutuhkan jika perusahaan ingin membuat tiga atau lebih iterasi.

Pencetakan 3D mempercepat proses evaluasi konsep desain dan membuat perubahan apa pun, memungkinkan Toly menghasilkan prototipe dalam semalam dan mengujinya di hari berikutnya.

Salah satu teknologi yang diadopsi oleh merek konsumen, sebagai bagian dari fase validasi desain, adalah pencetakan 3D multi-material. Teknologi ini memungkinkan mereka membuat prototipe dengan berbagai tekstur dan warna, mereplikasi tampilan dan nuansa produk akhir.

2. Fleksibilitas desain yang lebih baik

Pencetakan 3D memungkinkan perusahaan mencapai kebebasan desain maksimum saat membuat geometri kompleks, yang tidak mungkin dibuat dengan proses konvensional.

Kemampuan untuk menghasilkan fitur-fitur kompleks telah menghasilkan produk-produk inovatif, seperti sol tengah sepatu dengan struktur kisi-kisi terintegrasi atau suku cadang sepeda, yang dioptimalkan untuk kekuatan dan daya tahan.

3. Penyesuaian

Dari headphone yang dipersonalisasi hingga alas kaki khusus, kustomisasi adalah istilah di bibir semua orang.

Namun, terlepas dari hype, kustomisasi tetap menjadi salah satu manfaat utama pencetakan 3D untuk barang-barang konsumen.

Pencetakan 3D menciptakan kemungkinan baru yang dapat disesuaikan karena tidak memerlukan perubahan perkakas yang mahal berdasarkan spesifikasi individu.

Dalam pencetakan 3D, data desain ditransfer ke printer 3D, tanpa memerlukan alat apa pun, jadi satu-satunya alat yang digunakan produsen adalah mesin itu sendiri.

Ini juga berarti bahwa kerumitan yang menyertai penyesuaian tidak menimbulkan biaya tambahan. Printer 3D tidak memerlukan lebih banyak waktu, energi, atau bahan untuk membuat bentuk yang kompleks daripada yang sederhana, dan tanpa peralatan berarti mencetak berbagai desain tidak memerlukan biaya produksi tambahan.

4. Pembuatan alat

Produksi alat dan cetakan injeksi juga dapat memanfaatkan pencetakan 3D. Tiga puluh sembilan persen perusahaan produk konsumen, yang disurvei oleh EY, melihat nilai peningkatan manufaktur tradisional dengan alat cetak 3D.

Misalnya, Unilever menggunakan pencetakan 3D untuk alat cetak injeksi, memproduksi komponen prototipe dalam bahan akhir untuk pengujian fungsional dan konsumen. Menggunakan teknologi untuk cetakan membantu perusahaan memangkas waktu tunggu untuk prototipe hingga 40 persen.

Contoh lain, Estée Lauder Companies (ELC) menggunakan teknologi pencetakan 3D terbaru untuk memodernisasi manufaktur di fasilitas manufaktur Whitman di Inggris, tempat banyak merek perawatan kulit bergengsi, dan wewangian Jo Malone London, diproduksi.

Saat memproduksi botol pewangi 30ml Jo Malone London, misalnya, jig cetak 3D baru digunakan sebagai alat jaminan kualitas untuk penyelarasan label pada botol, menghemat waktu dan biaya.

Berkat penggunaan teknologi, perusahaan juga dapat merancang dan menguji suku cadang mesin baru dalam hitungan jam, bukan minggu atau bulan, dan hanya dengan beberapa dolar per suku cadang, bukan ribuan dolar.

5. Keberlanjutan

Proses pencetakan 3D bekerja secara aditif, menambahkan lapisan bahan untuk menghasilkan bagian – berbeda dengan manufaktur tradisional dan subtraktif. Berkat proses ini, pencetakan 3D dapat mengurangi limbah material secara signifikan, sehingga membuat proses manufaktur lebih berkelanjutan.

>>Baca selengkapnya tentang keberlanjutan dalam pencetakan 3D

Nike telah menunjukkan kemungkinan pengurangan limbah:dengan menggunakan pencetakan 3D pada sepatu FlyKnit-nya, perusahaan mampu menghasilkan limbah hingga 60 persen lebih sedikit dibandingkan dengan metode potong dan jahit tradisional.

Bagaimana segmen barang konsumsi menggunakan pencetakan 3D pada tahun 2020

Alas Kaki

Peluang pencetakan 3D dalam industri alas kaki sangat besar:segmen tersebut dapat menjadi segmen produk konsumen cetak 3D terbesar dalam dekade berikutnya.

Merek alas kaki besar sudah menjajaki ruang lingkup pencetakan 3D untuk alas kaki, didorong oleh keinginan untuk menciptakan pengalaman baru bagi pelanggan mereka.

Realitas lanskap konsumen saat ini adalah konsumen menginginkan pengalaman yang dipersonalisasi.

Sebagai tanggapan, banyak perusahaan alas kaki mengizinkan pelanggan untuk memesan sepatu dengan jumlah penyesuaian yang terbatas, misalnya dengan menawarkan pilihan warna yang terbatas.

Pencetakan 3D, di sisi lain, memungkinkan perusahaan untuk membuka tingkat penyesuaian baru, berkat kemampuan untuk membuat sepatu yang dirancang khusus untuk pemakainya.

Salah satu contoh pendekatan ini dalam praktiknya adalah sisipan sepatu cetak 3D buatan Dr. Scholl.

Melalui kemitraan dengan perusahaan teknologi, Wiivv, Dr. Scholl's menawarkan aplikasi kustomisasi, yang membuat pemindaian kaki pelanggan yang akurat. Untuk memastikan pemindaian berhasil, pelanggan diminta untuk mengambil beberapa foto kaki mereka dari sudut yang berbeda.

Teknologi pemindaian dalam aplikasi kemudian akan membuat sol khusus, berdasarkan 400 titik pemetaan dari setiap kaki. Melalui proses ini, yang memakan waktu kurang dari 5 menit, sisipan dapat dirancang untuk memastikan kecocokan khusus untuk setiap pelanggan.

Setelah desain 3D dibuat, sol yang dipersonalisasi dicetak 3D dan dikirim ke depan pintu pelanggan dalam 14 hari, seharga $99. Selain itu, konsumen dapat menggunakan aplikasi untuk menambahkan desain berbeda yang sesuai dengan preferensi pribadi mereka, ke sol dalam yang dicetak 3D.

Selain sol yang dipersonalisasi, perusahaan seperti Adidas, Nike, New Balance, sedang menjajaki cara pencetakan 3D dapat menguntungkan manufaktur midsole dan bagian atas sepatu.

Meskipun ada kemajuan, pendapatan pencetakan 3D alas kaki menyumbang kurang dari 1 persen dari pendapatan pasar alas kaki global.

Artinya, penggunaan pencetakan 3D di alas kaki masih terbatas, terutama karena teknologi saat ini tidak memiliki skalabilitas untuk mengakomodasi kebutuhan industri sepatu yang intensif dan berproduktivitas tinggi.

Meski demikian, tren dalam manufaktur digital dan permintaan akan pengalaman yang dipersonalisasi akan terus mendorong merek alas kaki untuk lebih mengeksplorasi peluang pencetakan 3D dan menemukan cara untuk menerapkan teknologi dalam skala besar.

Perhiasan dan aksesori

Nilai logam mulia untuk AM diperkirakan akan mencapai $1,8 miliar secara global pada tahun 2028, menurut Analisis SmarTech. Dengan pemikiran ini, perhiasan, aksesori, dan objek dekoratif mungkin merupakan beberapa aplikasi pencetakan 3D yang paling sukses dalam industri barang konsumsi.

Dalam segmen ini, pencetakan 3D dapat digunakan untuk aplikasi manufaktur langsung dan tidak langsung. Manufaktur tidak langsung melibatkan penggunaan pencetakan 3D untuk membuat cetakan lilin, yang kemudian digunakan dalam pengecoran lilin. Proses ini menghemat waktu, tenaga, dan biaya tinggi yang terkait dengan model ukiran dengan tangan.

Sebagai contoh, perusahaan perhiasan Kanada, Vowsmith – yang berspesialisasi dalam cincin khusus – mampu memangkas waktu produksi dan pengirimannya hingga 50%, dengan mengintegrasikan printer 3D untuk produksi cetakan lilin. Dalam satu cetakan, perusahaan dapat memproduksi antara 35 dan 40 pola cincin yang dipersonalisasi, siap untuk casting.

Pencetakan 3D langsung dengan logam mulia juga dimungkinkan, meskipun jumlah sistem pencetakan 3D yang mampu memproses logam mulia masih terbatas.

Perusahaan perhiasan Austria BOLTENSTERN telah menggunakan pencetakan 3D langsung untuk memproduksi perhiasan, seperti gelang, anting-anting, kalung, dan kancing manset.

Bekerja sama dengan COOKSONGOLD, pemasok serbuk logam mulia, BOLTENSTERN menggunakan teknologi AM berbasis serbuk logam untuk membuat koleksi perhiasan 'Embrace' miliknya. Menurut pembuat perhiasan, ini adalah koleksi komersial pertama di pasar yang langsung dicetak 3D dalam emas dan platinum.

Kacamata

Pencetakan 3D memberi desainer kacamata lebih banyak kebebasan dalam menciptakan tampilan baru. Desainer dapat bereksperimen dengan bentuk dan tekstur baru yang akan sulit dan, dalam banyak kasus, tidak ekonomis dengan teknik tradisional.

Pada saat yang sama, teknologi memungkinkan merek kacamata untuk menyediakan lebih banyak pilihan kepada pelanggan mereka dalam hal desain bingkai kacamata. Pilihan dapat mencakup berbagai bentuk, warna, dan tekstur.

Hoet Design Studio, produsen kacamata high-end Belgia, adalah salah satu perusahaan yang telah mengembangkan koleksi kacamata dengan bantuan pencetakan 3D.

Koleksi Hoet Couture menampilkan lima model yang diproduksi menggunakan teknologi laser-melting. Bagian depan bingkai kaca terbuat dari titanium, dengan struktur geometris seperti jaring yang tidak dapat dibuat melalui teknik apa pun selain pencetakan 3D.

Meskipun banyak perusahaan memelopori pencetakan 3D kacamata, teknologinya belum siap untuk produksi massal dan sebagian besar digunakan untuk memproduksi sejumlah kecil produk. Tetapi bahkan dengan batch kecil, merek kacamata dapat membedakan diri mereka sendiri dan menjelajahi jalan baru yang sebagian besar belum dimanfaatkan, seperti bingkai kacamata cetak 3D yang disesuaikan.

Manufaktur sepeda

Pencetakan 3D menawarkan berbagai manfaat unik untuk produksi sepeda, itulah sebabnya beberapa produsen sepeda khusus telah mengintegrasikan komponen cetak 3D ke dalam produk mereka.

Sementara beberapa perusahaan menggunakan pencetakan 3D untuk menurunkan biaya sepeda serat karbon dan titanium yang mahal secara tradisional, yang lain bereksperimen dengan bentuk baru untuk meningkatkan kinerja sepeda.

Misalnya, perusahaan manufaktur sepeda Inggris, Empire Cycles, bekerja sama dengan produsen printer 3D, Renishaw, untuk membuat kerangka sepeda titanium yang dioptimalkan secara topologi. Renishaw mengembangkan desain bingkai baru yang 33 persen lebih ringan dari aslinya.

Memiliki sepeda yang ringan menawarkan berbagai manfaat bagi pengendara sepeda. Pertama, ini memungkinkan pengendara sepeda mencapai kecepatan lebih cepat dan menanjak dengan lebih mudah. Kedua, sepeda yang lebih ringan lebih responsif terhadap gerakan pengendara⁠ – memberikan keuntungan utama bagi pengendara sepeda yang kompetitif.

Dan sementara kami masih jauh dari melihat pencetakan 3D untuk produksi massal dalam industri sepeda, jelas bahwa lebih banyak merek pada akhirnya akan ikut serta dalam pencetakan 3D, untuk menambah nilai pada keuntungan mereka, serta pengalaman pelanggan.

Kecantikan dan kosmetik

Pencetakan 3D juga menemukan jalannya ke industri kecantikan. Perusahaan mode Prancis, Chanel, adalah salah satu perusahaan yang menunjukkan potensi pencetakan 3D, setelah meluncurkan sikat maskara cetak 3D pertama di dunia pada tahun 2018. 

Kuas maskara Révolution Volume dibuat menggunakan SLS, teknologi yang menggunakan sinar laser untuk memadukan lapisan bubuk poliamida.

Dengan pencetakan 3D, desain kuas telah dioptimalkan – misalnya, tekstur kasar dan berbutir meningkatkan daya rekat maskara ke bulu mata.

Meskipun pencetakan 3D mungkin baru dalam industri kosmetik, pionir seperti Chanel menunjukkan bagaimana teknologi dapat mengubah cara produk kosmetik diproduksi.

Barang Elektronik

Sementara elektronik cetak 3D masih dalam masa pertumbuhan, penutup elektronik khusus, kotak stik USB, dan keyboard sudah menjadi kenyataan. Pencetakan 3D dapat digunakan untuk membuat enklosur elektronik dengan sentuhan yang dipersonalisasi, dengan bentuk kompleks dan berbagai warna, grafik, dan ukuran yang tersedia.

Perusahaan Belanda, Moogue, telah melihat keberhasilan di bidang ini. Moogue menawarkan konfigurator online, yang memungkinkan pelanggan menyesuaikan casing ponsel cetak 3D dengan memilih di antara berbagai warna, gambar, dan pola.

Tantangan pencetakan 3D untuk industri barang konsumsi

Sementara produsen barang konsumen semakin menyadari manfaat pencetakan 3D, masih ada tantangan dalam menerapkan teknologi tersebut.

Diakui, tingkat adopsi pencetakan 3D, dalam industri barang konsumsi, masih relatif rendah, terutama jika dibandingkan dengan industri perintis, seperti kedirgantaraan dan medis.

Bagi sebagian besar perusahaan barang konsumen, menerapkan lini produksi pencetakan 3D tidak ekonomis, setidaknya untuk saat ini. Pertama, volume produksi dalam pencetakan 3D saat ini tidak dapat bersaing dengan volume yang dicapai dengan manufaktur konvensional.

Namun, dengan teknologi seperti Carbon's Digital Light Synthesis, metal binder jetting, dan Multi Jet Fusion dari HP, semuanya mendorong batas kecepatan dan volume produksi, sistem produksi yang dapat diskalakan secara komersial mungkin saja ada.

Membangun keunggulan kompetitif dengan pencetakan 3D 

Ketika pencetakan 3D menjadi lebih terukur, dekade ini akan melihat lebih banyak perusahaan barang konsumen yang mengujicobakan pencetakan 3D. Ini akan membantu mengidentifikasi aplikasi dan produk yang paling diuntungkan dari teknologi, memungkinkan perusahaan untuk memperkenalkannya ke dalam alur kerja produksi mereka.

Namun, keberhasilan penerapan pencetakan 3D dalam produksi juga akan mengharuskan perusahaan barang konsumen untuk mengintegrasikan solusi, seperti perangkat lunak MES, yang membantu mengelola alur kerja dari ujung ke ujung.

Proses digital, seperti pencetakan 3D, akan memerlukan alat digital yang memungkinkan Anda memproses lebih banyak pesanan dan memberikan visibilitas atas operasi, bahkan jika mereka tersebar di beberapa situs.

Secara keseluruhan, pencetakan 3D akan menjadi salah satu teknologi utama yang membentuk tren baru di sektor barang konsumsi, mulai dari desain perintis hingga kustomisasi massal. Sekaranglah saatnya bagi perusahaan untuk bertindak jika mereka ingin menjadi ujung tombak tren ini dan membangun keunggulan kompetitif mereka.