3D-print & additiv produktion
Fra fysisk lager til digital produktionsevne
I mere end hundrede år har Thürmer Tools arbejdet med én grundlæggende udfordring: Hvordan gør vi det rigtige værktøj tilgængeligt, når og hvor der er brug for det? Gennem det meste af industriens historie har svaret været fysisk produktion, transport og lager. Vi mener, at additiv produktion tilføjer en ny mulighed.
Fysisk lager+Digitalt lager+Lokal produktion
I stedet for at flytte hver eneste fysiske komponent gennem en lang forsyningskæde kan nogle produkter og reservedele i stigende grad eksistere som validerede digitale designs – klar til at blive produceret lokalt, når der er behov for det. Det kalder vi:
Localized Sustainable Production on Demand
Vores langsigtede vision er enkel: Producér det, der er brug for, tættere på det sted, hvor der er brug for det, når der er brug for det. Idéen er ikke at erstatte konventionel produktion. Heller ikke at erstatte de globale forsyningskæder. Det handler om at tilføje endnu et lag af kapacitet.
En rejse, der begyndte for mere end ti år siden
Vores historie begyndte i Danmark i slutningen af 1800-tallet med innovation inden for gevindteknologi. Siden da har generationer af vores familie arbejdet med gevind, skærende værktøj, materialer og produktion. I dag er teknologien en anden, men den grundlæggende udfordring er bemærkelsesværdigt ens: Hvordan producerer vi bedre – og hvordan bevarer vi viden og evne til selv at producere? Vi ser ikke 3D-print som en erstatning for konventionel produktion. Vi ser det som endnu et skridt i dens udvikling.
Thürmer begyndte at udforske 3D-print og additiv produktion længe før forsyningskædernes modstandsdygtighed blev et stort europæisk tema. Vores første forsøg startede med relativt simpel 3D-printteknologi. Men spørgsmålet bag dem var langt større:
Kan vi forkorte afstanden mellem behovet for et produkt og evnen til at producere det?
Det spørgsmål førte os videre ind i additiv produktion, forskning og udviklingen af nye koncepter for skærende værktøj.
Gentænkning af den traditionelle forsyningskæde
Den konventionelle industrielle forsyningskæde ser ofte nogenlunde sådan ud:
Additiv produktion skaber mulighed for en anden model:
Ikke for alle produkter. Ikke i alle situationer. Men hvor økonomi, teknologi og anvendelse giver mening, kan det grundlæggende ændre vores måde at tænke lager og tilgængelighed på.
I stedet for kun at spørge Har vi komponenten på lager?
kan vi i stigende grad også spørge Har vi evnen til at producere den?
Det er overgangen fra forsyningskæde til forsyningsevne.
Forskning i en ny generation af skærende værktøj
Hos Thürmer førte den tankegang os til noget langt sværere: Kan additiv produktion bruges ikke blot til at genskabe et eksisterende skærende værktøj, men til at skabe et bedre?
Traditionel produktion sætter grænser for, hvad der kan fremstilles inde i et værktøj. Additiv produktion flytter de geometriske grænser. Der kan skabes indre strukturer, som ville være ekstremt vanskelige – eller umulige – at fremstille konventionelt. Det åbnede for lette strukturer, indvendige kanaler til køle- og smøremiddel, nye geometrier og en mere effektiv udnyttelse af materialet.
Resultatet blev en del af en lang forsknings- og udviklingsrejse med additiv produktion, ekspertise i skærende værktøj og samarbejde med eksterne forskningspartnere.
Udviklingen fortsatte i det internationale forskningsprojekt 3D-CTOOL. I 2017 modtog Thürmer en forskningsbevilling på ca. 1,6 mio. EUR, støttet af EU, Innovationsfonden og en norsk forskningsfond, til at udvikle en ny generation af skærende værktøj med additiv produktion. Ambitionen var ikke blot at printe metal. Den var at gentænke selve værktøjet:
- Kan vi bruge mindre materiale?
- Kan køling integreres i geometrier, som konventionel produktion ikke uden videre kan fremstille?
- Kan værktøjerne blive lettere og mere ressourceeffektive?
- Og i sidste ende: Kan teknologien ændre ikke kun produktet, men også hvor og hvornår produktet fremstilles?
Det sidste spørgsmål er blevet stadig vigtigere for os.
Fra forskning til patent
Et resultat af arbejdet blev Thürmers udvikling af en letvægts-gevindtap, designet specifikt ud fra de muligheder, additiv produktion giver. Teknologien blev efterfølgende beskyttet af europæisk patent.
Europæisk patent EP3197624B1Thread cutting tap and method of producing the same
Patentet dækker en letvægts-gevindtap designet til additiv produktion, herunder et hult indre og gitterstrukturer. Det gør det også muligt at lede køle- og smøremiddel gennem værktøjet og frem mod skæreprocessen via integrerede indvendige kanaler og dyser.
Det vigtige for os er ikke blot, at en konventionel tap kan 3D-printes. Det er, at additiv produktion giver os mulighed for at gendesigne selve værktøjet. Den forskel er helt afgørende. Det var en rejse på mere end ti år – men for os er patentet ikke målet. Det er beviset på, at rejsen er mulig.
Digitalt lager
Den måske største mulighed rækker ud over det enkelte værktøj. I mere end hundrede år har industriel tilgængelighed i høj grad afhængt af fysisk lager. Og fysisk lager vil fortsat være ekstremt vigtigt. Thürmer har selv et betydeligt lager, fordi øjeblikkelig tilgængelighed giver vores kunder sikkerhed.
Men i fremtiden kan det fysiske lager i stigende grad suppleres af en anden type lager: det digitale lager. Vi tror, at fremtidens industrielle lager i stigende grad vil bestå af viden – validerede designs, produktionsdata, materialeviden, maskiner, mennesker og evnen til at omsætte digital information til et fysisk produkt. En valideret produktionsfil har ikke brug for en lagerhylde. Den kan potentielt opbevares sikkert og produceres tæt på det sted, hvor komponenten skal bruges.
Det giver en anden måde at tænke industrielt beredskab på:
- Fysisk lager til det, vi ved, vi får brug for.
- Digital kapacitet til det, vi måske får brug for.
Lokal produktion og modstandsdygtighed
Betydningen bliver særlig tydelig, når forsyningskæderne forstyrres. En kritisk maskine, et køretøj, et skib, et energianlæg eller et produktionssystem kan stå stille, fordi en relativt lille komponent mangler. Komponentens værdi kan være ubetydelig sammenlignet med værdien af det aktiv, der ikke kan køre uden den.
I de situationer er det vigtige spørgsmål ikke længere komponentens stykpris. Det bliver:
Hvor hurtigt kan vi genoprette kapaciteten?
Distribueret produktion, digitale lagre og additiv produktion kan potentielt blive en del af svaret. Derfor mener vi, at teknologien er relevant ikke kun for produktionseffektivitet, men også for industriel modstandsdygtighed, kritisk infrastruktur og forsvarets forsyningskæder.
Forsvar, kritisk infrastruktur og national sikkerhed
Det bliver særligt vigtigt inden for forsvar, energi, transport og anden kritisk infrastruktur. Moderne forsvarssystemer består af tusindvis af komponenter, værktøjer og vedligeholdelsesbehov. Den komponent, der stopper et køretøj, et fartøj, et produktionsanlæg eller en del af den kritiske infrastruktur, behøver ikke at være stor eller dyr. Nogle gange er det lige omvendt.
Under normale omstændigheder kan det være ubelejligt at vente uger på en reservedel. I en national krisesituation kan det blive uacceptabelt. Derfor tror vi, at fremtidens modstandsdygtighed i stigende grad vil afhænge af evnen til at kombinere traditionelle forsyningskæder og strategiske lagre med distribueret produktionskapacitet.
Et digitalt design kan rejse på en helt anden måde end en fysisk komponent. Kombineret med kvalificerede materialer, validerede processer, additiv produktion og konventionel efterbearbejdning skaber det mulighed for at producere udvalgte komponenter og værktøjer langt tættere på det sted, hvor behovet opstår. For Danmark, for vores allierede og for Europa mener vi, at den evne fortjener seriøs opmærksomhed – ikke fordi vi forventer, at additiv produktion erstatter den etablerede industri, men fordi den kan styrke den.
3D-print er ikke visionen
For Thürmer har 3D-print aldrig været et mål i sig selv. Det er et værktøj. Det større mål er evnen til at producere intelligent, effektivt og tættere på det sted, hvor behovet opstår.
- Nogle gange vil den bedste løsning stadig være konventionel produktion.
- Nogle gange vil det være en komponent produceret i store mængder et andet sted i verden og lagt på fysisk lager.
- Nogle gange kan det være CNC-bearbejdning.
- Og nogle gange kan det være additiv produktion ud fra et valideret digitalt design.
Fremtiden er derfor ikke 3D-print i stedet for traditionel produktion. Den er:
Den rigtige produktionsteknologi, det rigtige sted, på det rigtige tidspunkt.
Det er det, vi mener med Localized Sustainable Production on Demand. Målet er ikke teknologi for teknologiens skyld. Målet er industriel kapacitet – additiv produktion, traditionel bearbejdning, automatisering, robotter, kunstig intelligens, digitale lagre og, vigtigst af alt, industriel viden, der arbejder sammen.
Vi tror ikke, at fremtiden handler om at producere alt lokalt.
Vi tror, at fremtiden handler om at bevare evnen til at producere lokalt, når det betyder noget.
Tal med os om additiv produktion
Forskningssamarbejde, digitalt lager af kritiske komponenter eller et skærende værktøj, som konventionel produktion ikke kan fremstille – vi drøfter gerne, hvor additiv produktion giver mening, og hvor den ikke gør.