По данным Бюро трудовой статистики, половина всех американских предприятий терпит крах в течение первых пяти лет. Учитывая, что шансы складываются против начинающих бизнесменов, рассчитывающих на долголетие, как им избежать провала и защититься от дестабилизирующих факторов?
Для Брэндона Талкмитта, основателя и владельца компании BTI Gauges, ответ на этот вопрос кроется в 3D-печати с помощью SLS принтера Fuse 1. Талкмитт не только занял нишу рынка, но и сумел превратить побочное предприятие в успешный бизнес с полной занятостью, который пережил пандемию COVID-19, глобальные проблемы с цепочками поставок и рост цен на сырье.
Поиск пробела
Как и многие успешные компании, BTI Gauges начала с пробела на рынке - Талкмитт искал настраиваемый подход к отображению телеметрии для своего высокопроизводительного автомобиля. В обычном пригородном автомобиле дисплеи приборной панели ограничиваются стандартными показателями, такими как скорость и количество оборотов колеса в минуту (RPM). Однако водителям высокопроизводительных автомобилей необходимо знать гораздо больше о работе своего автомобиля, чтобы безопасно передвигаться со скоростью более 150 миль в час. При такой высокой скорости и мощности такие показатели, как давление охлаждающей жидкости, имеют огромное значение для безопасности. Чтобы отобразить всю эту информацию, водители устанавливают ряд датчиков, которые показывают дополнительные измерения, такие как соотношение воздуха и топлива, наддув турбокомпрессора, давление охлаждающей жидкости и многое другое.
«С мощностью, которую генерируют эти автомобили, когда что-то идет не так, они быстро портятся, и их ремонт обходится чрезвычайно дорого», - говорит Талкмитт. Чтобы не допустить ухудшения ситуации, водители должны постоянно следить за дисплеями, чтобы избежать избыточного давления или перегрева двигателя. Но при таком количестве различных показателей, которые необходимо отслеживать, датчики разрастаются, загромождая переднюю часть автомобиля.
Талкмитт безуспешно искал прибор, который содержал бы несколько показателей производительности, чтобы его лобовое стекло не было загромождено множеством экранов и отвлекающих показаний. Поэтому, как в историях многих основателей, он просто создал то, чего не мог найти на рынке.
«Я искал что-то, но никто этого не делал, поэтому я разработал один круглый прибор с сенсорным экраном, который показывал всю эту информацию», - рассказал нам Талкмит. Он начал с создания прототипов внешних корпусов манометров на FDM 3D-принтере и самостоятельно их тестировал, подвергая корпуса воздействию высоких температур в автомобилях и духовках, а также изменяя дизайн, чтобы он подходил к нескольким моделям автомобилей.
Хороший внешний вид, отличные характеристики
Сразу же возник интерес к его продукту со стороны клиентов, управляющих японскими гоночными автомобилями в стиле 1990-х годов, Lamborghinis, Dodge Vipers и другими высокопроизводительными автомобилями. Для энтузиастов, которые влюблены в то, как выглядит автомобиль, болезненно загромождать приборную панель множеством неприглядных датчиков, а изящный, единый сенсорный дисплей был одновременно эффективным и эстетически приятным.
Здесь Талкмитт столкнулся с другой проблемой. Отделка поверхности деталей, напечатанных методом FDM, не соответствовала высококлассному внешнему виду и дизайну манометра. «Не всем нравились линии слоев», - говорит Талкмитт. «Нам пришлось сошлифовать линии слоев, а затем заполнить их автомобильной шпатлевкой. Это был очень трудный процесс».
Талкмитт начал оценивать другие варианты 3D-печати, включая дорогие 3D-принтеры с порошковым напылением пластика, 3D-принтеры со смолой и недорогой компактный вариант SLS. Но между ценой в полмиллиона долларов на одних и сложным процессом закупки материалов у других - просто не было доступных вариантов. Так было до тех пор, пока он не услышал о Fuse 1. Когда Талкмитт получил образец, он подумал: «Вот бы мои детали могли выглядеть так же». Он провел несколько тестов, выяснил, какой нагрев он может выдержать, провел процесс отделки и покраски, и - все получилось!
Точность до мельчайших деталей
Для увеличения объемов производства с помощью Fuse 1 Талкмитту требовался не только привлекательный внешний вид, но и стабильная точность деталей даже при больших объемах, и наконец-то у него появился принтер, способный обеспечить повторяемость и жесткие допуски. Талкмитт смог настроить точность своих файлов, будучи уверенным в том, что Fuse 1 сможет точно напечатать детали, которые он разработал.
«Я спроектировал отверстие 40 мм х 40 мм, а теперь, с помощью Fuse 1, я могу напечатать штифт 40 х 40, и он действительно подойдет. Мы делаем винтовые резьбы и другие элементы, которые должны быть точными. В автомобильной среде другие детали деформировались бы, но с тех пор, как мы перешли на Fuse 1, у нас не было ни одной деформированной детали.» - Брэндон Талкмитт.
Антихрупкое производство
Подобные детали могут быть изготовлены различными способами, так в чем же преимущество наличия SLS 3D-принтера в компании? Для BTI Gauges это позволило достичь того, что автор Нассим Николас Талеб назвал «антихрупкостью». Антихрупкие детали - это те, которые не только выдерживают давление и потрясения, но и становятся сильнее, лучше и эффективнее благодаря им. Во время проблем с цепочкой поставок в последние два года компания BTI Gauges столкнулась с нехваткой сенсорных дисплеев и других компонентов, необходимых для девяти линий продукции. Для «хрупкого» производителя такие нехватки могли бы остановить производство, распределение и получение прибыли. Для Талкмитта это стало поводом искать новые типы дисплеев, что повлияло на тип процессора, печатной платы и форму самого измерительного прибора.
Переняв 3D-печать у Fuse 1, он смог сразу же перейти к новому дизайну, не тратя тысячи долларов на новую оснастку и не имея дела с отстающими продуктами, которые уже не выпускаются. «Я бы застрял со всем этим пластиком, но с Fuse 1 я мог вносить изменения на лету. Замена файлов заняла у меня 30 минут. Без этого я бы точно сейчас застрял», - говорит Талкмитт.
Талкмитт не полагался на внешнего поставщика услуг и поддерживал вертикальную интеграцию, насколько это было возможно. Столкновение с несколькими дефицитами подтолкнуло его к разработке цифрового инвентарного списка запасных частей, чтобы защитить себя от будущих дефицитов в цепочке поставок. Борьба с экономическим давлением, не зависящим от него, фактически укрепила его бизнес-модель и защитила его от будущих потрясений - определение понятия «антихрупкость».
Высокопроизводительное производство
Чтобы поддерживать рентабельность и устойчивость производства, Талкмитт полагается на эффективность всей системы Fuse Series. Используя усовершенствованный алгоритм упаковки PreForm, он может вложить детали внутрь других, чтобы увеличить общую плотность упаковки и максимально приблизить ее к скорости обновления Nylon 12 Powder, равной 30%. "Один из наших продуктов имеет толщину 4,3 мм, для которого нужны передняя и задняя части, но в середине остается много места, поэтому я беру деталь 3,5 мм и вкладываю их внутрь. Мы можем стратегически правильно заполнить объем сборки и регулярно достигать 25% плотности упаковки", - говорит Талкмитт.
Упакованная камера сборки Fuse 1, показанная в PreForm, с деталями, вложенными в более крупные детали (слева), и напечатанная деталь Fuse 1 на этапе пост-обработки (справа).
Благодаря эффективной упаковке деталей с такой высокой плотностью, компания Talkmitt может достичь практически безотходного процесса печати, когда каждый кусочек порошка используется в последующих раундах печати. Для небольшого производителя такая эффективность позволяет снизить стоимость одной детали и быстрее достичь положительной рентабельности инвестиций.
Высокая производительность Fuse 1 позволила компании Talkmitt перейти от трех FDM-принтеров, которые работали без остановки, к полностью заполненным камерам сборки на Fuse 1, работающим раз в неделю. Использование оптимизированного рабочего процесса Fuse Sift позволяет Talkmitt тратить меньше времени на постобработку и больше времени на разработку новых деталей и расширение присутствия бренда. "На задней стене нашего цеха расположены Fuse 1, Fuse Sift и дробеструйная камера. Затем покраска, сборка и упаковка - все это проходит через цех. Размер и площадь Fuse 1 идеально подходят для этого процесса", - говорит Талкмитт.
Эффективно упаковывая детали с такой высокой плотностью, компания Талкмитта может добиться почти полного отсутствия отходов в рабочем процессе печати, когда каждая частица порошка используется в последовательных циклах печати. Для небольшого производителя такая эффективность обеспечивает более низкую себестоимость детали и более быструю окупаемость инвестиций.
Высокая производительность Fuse 1 позволила Талкмитту перейти от трех FDM-принтеров, которые работали без перерыва, к полностью заполненным камерам печати один раз в неделю на Fuse 1. Использование оптимизированного рабочего процесса Fuse Sift позволяет Талкмитту тратить меньше времени на пост-обработку, и больше времени на разработку новых деталей и расширение бренда. "На задней стене нашего цеха расположены Fuse 1, Fuse Sift и дробеструйная камера. Затем покраска, сборка и упаковка - все это проходит через цех. Размер и площадь Fuse 1 идеально подходят для этого процесса", - говорит Талкмитт.
Fuse 1 и Fuse Sift имеют доступную площадь и оптимизированный рабочий процесс, который легко вписывается в существующее рабочее пространство.
Движение вперед
Начинающему предпринимателю трудно пробиться в отрасль, где автомобили регулярно продаются за сотни тысяч долларов. Сделать это в условиях глобальной остановки производства, перебоев в международной цепи поставок и экономических потрясений практически невозможно.
Внедрив собственное производство с использованием высококачественного SLS 3D-принтера, такого как Fuse 1, он смог контролировать и обеспечивать свои производственные мощности, что позволило ему подняться выше тех, кто все еще зависит от традиционного производства или внешних поставщиков. "Я бы рекомендовал его всем. Fuse 1 изменил для нас правила игры", - говорит Талкмитт.
