Industri 4.0 dan Manufaktur Terdistribusi Mendorong Produksi Berkelanjutan

Produsen memanfaatkan teknologi seperti 3D printing untuk memindahkan beberapa produksi secara lokal, menggunakan bahan yang lebih berkelanjutan, dan mengurangi limbah.

Pandemi saat ini telah menunjukkan banyak tantangan baru dan yang ada dalam rantai pasokan dunia, mulai dari pabrik yang harus tutup karena lockdown, kebutuhan untuk memodifikasi ulang banyak garis produksi, hingga gangguan duniawi pada rantai pasokan angkutan udara dan pelayaran laut.

Sementara sebagian besar pabrik telah melanjutkan operasi normal di banyak negara, terutama di Asia, perubahan dalam distribusi yang diperlukan untuk menyampaikan perlengkapan perlindungan yang diperlukan telah meninggalkan kontainer pengiriman kosong di lokasi yang tidak biasa. Mengumpulkan kontainer tersebut mahal, dan kini produsen menghadapi biaya pengiriman tambahan dan penundaan dalam mengirimkan produk mereka ke pelanggan dan pusat distribusi.

Produsen senang memindahkan produksi ke tempat lain, tetapi sekarang mereka menginginkannya kembali ke rumah

Pada tahun 2010, Andy Grove yang sudah meninggal, mantan CEO Intel, menulis di Businessweek: “Perusahaan Amerika menemukan bahwa mereka dapat melakukan manufaktur dan bahkan rekayasa mereka dengan lebih murah di luar negeri. Ketika mereka melakukannya, margin meningkat. Manajemen senang, dan begitu pula pemegang saham. Pertumbuhan terus berlanjut, bahkan lebih menguntungkan. Tetapi mesin pekerja mulai terhambat.”

Produsen Asia belajar dengan cepat dan memulai industri mereka di komponen kunci seperti LCD, cetak injeksi (hasil dari investasi besar dalam manufaktur mainan di China), baterai lithium-ion, kartu nirkabel, papan kontrol, sirkuit fleksibel, dll. Perusahaan Amerika sangat senang untuk setuju, pikir mereka masih memiliki desain dan rekayasa high-end produk inovatif di tangan mereka.

Sekarang bahwa banyak pabrik bergegas untuk mendapatkan komponen yang mereka butuhkan, banyak OEM saat ini mencari teknologi inovatif untuk mendekatkan produksi ke pasar mereka.

Teknologi seperti 3D printing dan pemotongan laser memungkinkan produksi lokal dari seri terbatas dengan harga yang dapat bersaing dengan cetak injeksi dan manufaktur waterjet.

Dalam satu dekade terakhir, 3D printing telah berevolusi dari teknologi eksperimental yang hanya digunakan untuk produksi sangat terbatas menjadi teknologi untuk memproduksi kuantitas besar bagian khusus untuk beberapa industri.

Perusahaan besar, terutama di pasar elektronika konsumen, telah melakukan outsourcing beberapa tugas pengembangan produk baru selama bertahun-tahun, terutama untuk desain prototipe dan kemasan. Sekarang, perusahaan kecil, awalnya ragu untuk membiarkan orang luar bekerjasama dalam produk baru, meminta hal-hal seperti pengembangan kode cetak 3D, validasi produk, dan pengujian luar ruangan produk baru untuk dilakukan oleh supplier eksternal.

“Sejak lockdown awal, ada pergeseran dalam pekerjaan yang kita lakukan untuk beberapa klien, terutama untuk perusahaan menengah hingga besar. Sekarang bahwa disarankan untuk orang untuk menghindari perjalanan 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 berbasis Chicago, kami mendesain casing untuk perangkat elektronik, menyelaraskan dengan tim pengembangan elektronik mereka, berbagi perubahan dan perbaikan yang keduanya lakukan dan mencetak ulang iterasi untuk mengujinya secara fisik.”

Bahan baru memungkinkan produksi yang lebih berkelanjutan dan pengurangan limbah

3D printing untuk industri memungkinkan produksi dari banyak struktur geometris dan menyederhanakan proses desain produk. Ini juga relatif ramah lingkungan. Dalam produksi volume rendah hingga menengah, ini juga dapat mengurangi waktu kemudi dan total biaya produksi.

Dalam 3D printing, tidak seperti manufaktur tradisional, biaya per unit tidak bergantung pada volume. 3D printing juga memungkinkan bagian yang sama diproduksi dengan spesifikasi yang sama persis di mana pun di dunia, sehingga menghemat biaya transportasi tambahan dan membuat produksi lebih berkelanjutan. Juga, seiring printer 3D industri menjadi lebih murah dan lebih cepat, kebutuhan untuk penyimpanan dan inventaris besar menjadi kurang kritis, karena bagian dapat diproduksi sesuai permintaan.

Saat ini, sebagian besar printer 3D industri menggunakan poliamida seperti PA11 dan PA12. Plastik high-end ini adalah bahan pilihan untuk aplikasi di mana keselamatan, daya tahan, atau keandalan adalah kritis. Mereka digunakan untuk memproduksi bagian yang andal untuk industri seperti otomotif, medis, olahraga, dan penerbangan. PA11 adalah bio-poliamida yang terbuat 100% dari bahan daur ulang, esensial untuk mendukung inisiatif ekonomi lingkaran. Sampai beberapa waktu lalu, harga tinggi mereka membuat bahan ini terlalu mahal untuk barang konsumen berbiaya rendah.

HP dan produsen lain sekarang menggunakan bahan lain seperti kaca suhu tinggi dan beberapa logam.

Selanjutnya, sekarang mungkin untuk mencetak sirkuit elektronik dasar pada bagian yang dicetak 3D. Keajaiban di sini adalah mencetak elektronik 3D yang tertanam dalam objek. Oleh karena itu, dengan biaya tambahan hampir nol, Anda dapat menanam sensor. Setiap item dapat memiliki garis daya, garis sinyal, dan sensor yang tertanam dalam bagian yang dicetak 3D.

“Fakta bahwa Industri 4.0 secara ekonomis memungkinkan manufaktur terdistribusi berarti Anda dapat mengubah cara Anda membangun dan mendistribusikan produk,” kata Ramón Pastor, Vice President dan General Manager, 3D Printing, HP, dalam wawancara dengan IoT Times. “Ada beberapa estimasi bahwa hingga setengah dari bahan bakar, bahan bakar fosil, dalam hal ini, yang dikonsumsi di dunia digunakan untuk mengangkut produk dari tempat diproduksi ke tempat dikonsumsi. Dalam arti ini, kombinasi Industri 4.0, manufaktur digital, dan 3D printing memungkinkan kami untuk mengubah paradigma ini dan pergi ke manufaktur terdistribusi, yang pada dasarnya, Anda memproduksi apa yang Anda butuhkan pada saat yang Anda butuhkan di dekat tempat permintaan ada.”