Будет ли государственная помощь действительно стимулировать аддитивное производство в США?

Новый пакет помощи администрации Байдена для производственных МСП страны называется Аддитивное производство вперед стремится продвигать инновации и внедрять аддитивное производство (3D-печать) для решения целого ряда текущих проблем — от заблокированных цепочек поставок до офшорных производственных рабочих мест и простого проигрыша другим странам, когда речь идет об инновациях в производстве. Американцы ощущают последствия неспособности мелких производителей модернизироваться в виде повышения цен на товары, заявил Байден на запуске программы 6 мая в Огайо.

«Технология 3D-печати невероятна, — сказал Байден, — она может сократить время изготовления деталей на целых 90%, сократить затраты на материалы на 90% и сократить потребление энергии вдвое. Все это снижает стоимость производства товаров здесь, в Америке. Но не все малые и средние фирмы до сегодняшнего дня имеют доступ к ресурсам, финансированию и поддержке, которые им необходимы для адаптации к этой технологии».

AM Forward — это сложное сочетание партнерских отношений, обязательств и ряда федеральных программ, которые американские производители могут использовать для поддержки внедрения аддитивного производства и повышения своей конкурентоспособности.

Будет ли она работать?

В других странах были аналогичные программы по внедрению технологии аддитивного производства, и AM Forward — не первый план США. На самом деле, нет недостатка в странах, которые борются за то, чтобы стать мировым центром инноваций в области аддитивного производства, инвестируя сотни миллионов долларов по всему миру, и все это в попытке дать толчок новой промышленной революции для стареющих производственных секторов.

Подходы различаются, но одна вещь кажется неизменной; стимулирование производственного сектора к инновациям требует времени. Давайте посмотрим, что происходит по всему миру, и посмотрим, как AM Forward сравнивается.

Сделать исследования и разработки более доступными

Программа Catapult в Великобритании в 900 году влила в производственный сектор страны более 2018 миллионов долларов для продвижения инноваций на важных рынках, от биотехнологий до производства. В рамках программы был создан ряд центров Catapult для ускорения применения исследований и расширения масштабов новых технологий. Центры Catapult предоставляют предприятиям доступ к их опыту и возможностям, что позволяет им тестировать, демонстрировать и совершенствовать свои идеи.

Сегодня программа может похвастаться более чем 9,000 малых и средних предприятий помощь. Среди них RAM Engineering & Tooling, поставщик станков. программа помогла инженерная компания понимает сложности технологии аддитивного производства и снижает риски своих планов, прежде чем внедрять ее. Согласно Catapult, использование аддитивного производства в RAM Engineering & Tooling уже начинает приносить дивиденды. Этот подход позволил компании начать предлагать своим клиентам аддитивные технологии вместе с режущим инструментом, что помогло ей получить заказы от новых клиентов.

«Финансирование AM началось очень поздно в Великобритании, раньше в Европе, особенно в Германии», — говорит Ян Холлидей, консультант по стратегии AM и пионер отрасли. «Как ни странно, США немного позже начали играть в государственную поддержку, хотя было много денег, вложенных частным капиталом и венчурными капиталистами».

План AM Forward требует от Министерства энергетики предоставить свой производственный демонстрационный комплекс в Национальной лаборатории Ок-Ридж для производителей малого и среднего бизнеса для тестирования новых технологий аддитивного производства. Также обещана техническая помощь через государственное Партнерство по расширению производства, центры которого есть во всех 50 штатах и ​​Пуэрто-Рико.

Государственно-частное партнерство

Германия является горячей точкой Европы в области 3D-печати и является домом для почти 25% всех компаний по производству аддитивных материалов в мире. По данным агентства по внешней торговле Германии Germany Trade & Invest, примерно каждая третья крупная немецкая промышленная компания, от аэрокосмической и автомобильной до машиностроительной и железнодорожной отраслей, в настоящее время так или иначе использует 3D-печать. Производственный сектор быстро внедрил технологию 3D-печати, в немалой степени благодаря значительным программам, финансируемым государством, с тех пор, как Германия впервые определила аддитивное производство в качестве ключевой технологии более десяти лет назад.

Сегодня Германия выходит за рамки НИОКР и внедрения МСП к заводским производственным линиям и дополняет традиционные технологии аддитивным производством. Один государственный проект под названием IDAM (индустриализация и цифровизация аддитивного производства), который был запущен в 2020 году и предоставил финансирование на сумму более 10 миллионов долларов, только что дебютировал в своей первой истории успеха. BMW анонсировала полностью автоматизированный производственная линия аддитивного производства на своем заводе за пределами Мюнхена, который, как ожидается, будет печатать на 3D-принтере 50,000 XNUMX металлических автомобильных компонентов в год. Эта инициатива представляла собой пилотную программу государственного и частного секторов с участием BMW в качестве доказательства концепции, призванной стимулировать дальнейшее внедрение.

В Швеции Научно-исследовательский институт Шведского центра приложений для аддитивного производства является еще одним примером государственно-частного инновационного партнерства, призванного стимулировать внедрение 3D-печати в качестве устойчивой производственной технологии. В рамках своих программ центр предлагает семинары, охватывающие различные аспекты аддитивного производства, технико-экономические обоснования для компаний, заинтересованных в аддитивном производстве, а также практическое обучение и обучение.

AM Forward также является государственно-частной инициативой, в которой ведущие корпорации играют ведущую роль. Компании, включая GE Aviation, Honeywell и Lockheed Martin.
LMT
подписали договор с AM Forward, пообещав закупать компоненты, напечатанные на 3D-принтере, у поставщиков из США. Ожидается, что другие крупные предприятия присоединятся к AM Forward и создадут привлекательный рынок для 3D-печатной продукции малых и средних американских производителей.

«Что мне нравится в AM Forward, так это то, что это государственно-частный договор, — говорит Джон Барнс, ветеран отрасли, ставший консультантом AM, — и если мы будем работать вместе, мы сможем решить множество проблем. Не поймите меня неправильно, я бы хотел, чтобы правительство выделило кучу денег, но сегодня нам нужно больше деталей, проходящих через цепочку поставок AM. Когда это произойдет, производители будут инвестировать».

Стандартизируйте аддитивное производство

Аддитивное производство включает в себя как минимум семь уникальных технологий, обширную экосистему материалов и бесчисленное количество запатентованных машин и охватывает все ниши производства, многие из которых в регулируемых отраслях требуют сертификации конечного продукта.

Отсутствие стандартизации в аддитивном производстве уже давно считается препятствием для внедрения. Хотя Международная организация по стандартизации и Американское общество испытаний и материалов (ASTM) установили некоторые стандарты с тех пор, как они начали координировать свои усилия почти десять лет назад, многие местные и национальные организации работают над внедрением своих собственных стандартов и утверждением 3D-печатных материалов. частей для использования на таких рынках, как аэрокосмическая промышленность, здравоохранение и нефть и газ.

Инициатива ЕС по поддержке стандартизации в аддитивном производстве (SASAM) направлена ​​на внедрение единых стандартов и координацию деятельности по стандартизации по всей Европе, чтобы больше производителей в регулируемых отраслях могли быстрее внедрить аддитивное производство.

AM Forward также определила разработку общих стандартов и сертификацию аддитивных продуктов в качестве одного из своих четырех столпов для обеспечения продвижения AM. Администрация Байдена пообещала, что Министерство торговли США через Национальный институт стандартов и технологий не только проведет исследования, но и ускорит утверждение стандартов, особенно для 3D-печати металлом.

«Предыдущие усилия по внедрению аддитивного производства в США были больше сосредоточены на осведомленности и развитии, а не на производстве», — отмечает Барнс. «Образование и НИОКР, конечно, необходимы, но без стандартов мы не можем их принять, поэтому все взаимосвязано».

Повышение квалификации производственного персонала

Аддитивное производство требует значительных инвестиций, которые нелегко сделать, не зная из первых рук о преимуществах его внедрения.

Десятки университетов по всему миру в настоящее время предлагают программы на получение степени в области аддитивного производства, выпуская тысячи инженеров аддитивного производства в год, что далеко не соответствует текущему спросу.

По словам Холлидея, возможности обучения недостаточны для переподготовки нынешних производственных рабочих и производителей 3D-принтеров. «Подавляющее большинство образовательных усилий в Великобритании было возложено на поставщиков услуг AM просто потому, что никто другой не был сильно заинтересован в выполнении этой работы. Тем не менее, до понимания AM в Великобритании в малом бизнесе еще далеко».

Национальные центры аддитивного производства, такие как Институт Фраунгофера в Германии и Америка делает, спонсируемый Министерством обороны США институт производственных инноваций в Огайо, также предлагает обучение, чтобы восполнить этот пробел.

Администрация Байдена поручила America Makes сделать больше. AM Forward будет полагаться на организацию для разработки учебной программы для обучения персонала — только с участниками AM Forward — и будет помогать производителям запускать программы обучения в области аддитивного производства.

Наличные для покупки оборудования

По словам производителей 3D-принтеров, несмотря на критическую важность обучения, образования и НИОКР, финансирование закупок оборудования — это то, что способствует его быстрому внедрению.

«Мы видели, что гранты оказывают огромное влияние на продажи», — говорит Томас Клаустр, директор по продажам французского производителя 3D-принтеров Prodways. «Среда грантов по-прежнему сильна в странах Восточной Европы, но в меньшей степени в Западной Европе, где аддитивное производство имеет более прочную основу». По словам Клаустра, в Европе сегодня принято, когда молодая компания, начинающая предлагать 3D-печать в качестве услуги, получает гранты на покупку оборудования, «но гранты задерживают продажу на целых шесть месяцев, в зависимости от того, насколько быстро клиент может получить грант».

В последние годы правительство Германии предлагало компаниям субсидии в размере до 70% на покупку 3D-принтеров, Австрия предлагала грант в размере 14%, а Великобритания предлагала широкий спектр грантов для стартапов и компаний, стремящихся к инновациям.

AM Forward предоставит мелким производителям доступное финансирование в рамках различных программ, позволяющих им модернизировать существующее производственное оборудование, приобретать новые аддитивные машины и проводить обучение, необходимое для повышения квалификации их рабочей силы, но гранты прямого финансирования, похоже, не обсуждаются.

Многосторонний подход

Если взглянуть на международные усилия по расширению внедрения аддитивного производства, становится ясно одно, это требует комплексного подхода. Сочетание образования, практического обучения навыкам, информационно-пропагандистской деятельности и исследований при установлении стандартов, партнерских отношениях с промышленностью и непосредственном страховании закупок оборудования имеет важное значение. AM Forward, разработанная в партнерстве со многими производителями и организациями, которые десятилетиями отстаивали аддитивное производство в США, кажется, обладает нужными ингредиентами для стимулирования устойчивых инвестиций и внедрения промышленного аддитивного производства.

Когда будут видны результаты?

«Всегда требуется больше времени, чем вы думаете, чтобы принять что-то, что приносит позитивные изменения», — говорит Холлидей. «Я бы сказал, что от двух до четырех лет было бы отлично, но, вероятно, от пяти до 10 лет».