敏捷制造:满足电子供应链需求实现按需制造3D打印电子产品

敏捷制造:满足电子供应链需求实现按需制造3D打印电子产品

3D打印微纳电子

满足高效电子供应链需求,敏捷制造正在寻找按需制造3D打印电子产品。例如iPhone需要40多个国家/地区的供应商提供的组件。整个供应链中的产量通常基于销售预测。但是,如果消费者的口味或要求突然发生轻微变化,或者新产品的销售好于或差于预期,或者如果在偏远地区或在很短的时间内突然需要某个特定零件,则现有供应链效率大大降低。 

这些变化会导致未使用的组件堆积,新组件无法足够快地满足需求,并且可能会延迟整个生产过程。从逻辑上讲,成本增加了,最终潜在的购买者失望了。解决方案?按需制造。 

按需制造

按需制造提供了一种解决方案。与其预先预测将需要什么,并没有一个供应链来满足这些预测,  而是要根据需求进行制造。确实,这是一个聪明的解决方案。

按需制造不仅可以减少浪费,还可以使公司以更加敏捷的方式适应不断变化的需求,并促进更大的定制化。3D打印电子技术是一种新兴技术,可实现这种新的制造范例。

3D打印电子产品

从概念到商业化的不同3D打印电子技术在不同应用中的状态,  资料来源:IDTechEx研究
从概念到商业化的不同3D打印电子技术在不同应用中的状态,  资料来源:IDTechEx研究

3D打印(也称为增材制造)是一种过程,其中逐层沉积材料以构建3D对象。到目前为止,3D打印是一种相对完善的技术。3D打印中最常用的材料是热塑性塑料。尽管3D打印也可以应用于金属和陶瓷。

IDTechEx Research已发布了有关整个3D电子设备的详尽而有见地的详细报告,其中包括3D模制互连设备(3D-MID)和模内电子设备(IME)。根据IDTechEx研究报告《3D-Electronics 2020-2030:技术,预测,参与者》,主要优势之一是可以按需订购具有独特规格的特定产品,从而可以经济高效地生产定制零件,从而简化了制造过程,实现按需制造。

这意味着材料浪费远远少于其他制造技术,例如机械加工。最近更新的报告《2020-2030年3D打印和增材制造:Covid Edition》详细介绍了最近的Covid-19对制造业中整个3D打印应用程序的影响

3D打印电子产品保证至少在不折价购买初始设备的情况下,制造的单位成本与产量无关,  来源:
3D打印电子产品保证至少在不折价购买初始设备的情况下,制造的单位成本与产量无关,  来源:
IDTechEx Research

3D打印不需要模具,遮罩或专用工具,因此在生产1,000种不同产品和1,000种相同产品之间,除了调整输入文件外,成本差异很小。3D打印电子产品非常适合于制作非常小的原型或需要大规模定制的应用。 

大规模定制提供切实价值应用是假肢和助听器等医疗设备。从3D打印电子原型制作过渡到批量生产,此类应用很可能是第一个需要解决的应用。

分布式制造

3D打印电子产品以及一般的3D打印消除了许多规模经济。3D打印电子产品降低了在工厂整合生产的优势。这导致一些人提出了不同的模型:分布式制造。

分布式制造和按需制造通常一起用于描述响应特定需求的本地制造的供应链方法。

分布式制造具有诸如减少分发时间和成本等优点,因为产品可以在其最终地点附近制造。因此,无需对与特定用途相关的大型设施进行长期投资,就可以使制造业供应链更加敏捷。

此外,另一个优势(尤其是与Covid-19在全球范围内造成的破坏有关)与其他优势有关,这是在多个地点(甚至是独立的供应商)附近分布制造,可以降低生产线故障或电子供应链中断的风险。

分布式的小规模生产还意味着可以轻松地在新地点开始生产,以利用产能过剩的优势-即使该工厂先前生产的是其他产品,也可能降低成本。

分布式制造:优势与挑战

但是,分布式制造并不适用于所有情况。最大的挑战是与现有制造和供应链竞争,这些制造和供应链在过去的几十年中已经发展成为效率非常高的企业。 

根据IDTechEx Research的研究,这对于大批量生产来说或许是不可能的,因为批量生产的时间和成本优势(尤其是注塑成型)要超过按需制造的优势。 

另一个挑战是配送,因为目前远距离运输要比最后一英里的运输便宜得多。将供应物分配到多个分布位置的成本可能抵消了靠近最终位置制造的优势。

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