Den digitala revolutionen fortskrider, drivs med tekniker som stor data, analytik, AI, maskininlärning, automatisering och saker i Internet. Och tillverkningssektorn börjar nu omfamna en egen omvandling. En omvandling av en teknik med potential att digitalisera hela produktionsprocessen och försörjningskedjan.

3D-utskrift är på väg att omvandla världens tillverkningsindustri på $ 12 biljoner på huvudet. Det förändrar hur vi tänker, utformar, gör, distribuerar och konsumerar nästan allting. Som en digital teknik erbjuder tillverkningsföretag möjlighet att omvandla sina produktionsmetoder.

Och den goda nyheten är att Storbritannien är idealiskt placerat för att spela en ledande roll i utvecklingen av denna grundligt störande teknik.

  • Vi har också markerat de bästa 3D-skrivarna 2018

Full cirkel

3D-utskrift genererar snabbt en helt ny modell för industriproduktion. Det uppdaterar tillverkningen för dagens hyperlänkade digitala ekonomi - samtidigt som man återfördelar fördelarna med långdistanserade metoder.

Tänk tillbaka ett ögonblick till en tid före den första industrirevolutionen, när produkterna konstruerades och producerades av hantverkare. De var skräddarsydda, gjorda på begäran och avsedda för lokal konsumtion.

Sedan kom de första två industriella varvtalen, som drivs av ånga och el. De sätter stopp på denna modell genom att skilja ut design från tillverkningen.

De två funktionerna förblev emellertid geografiskt samlokaliserade - det vill säga tills IT-ålder och internet kom fram. Den tredje industrirevolutionen förbundit världen med borta behovet av fysisk närhet mellan design, produktion och konsumtion. Så nuvarande produktionsparadigm har blivit: producerar varor där kostnaderna är lägsta och transporterar dem till marknader där det finns efterfrågan.

Det är en modell som ställer enorma avstånd mellan tillverkning och konsumtion, vilket har lett till långa och komplexa försörjningskedjor. Dessa är inte bara kostsamma; De är också styva, vilket gör dem ineffektiva vid matchande utbud och efterfrågan. Och de kräver att varor flyttas runt om i världen, vilket är tydligt skadligt för miljön.

Men nu utvecklas en ny digital tillverkningsmodell, speglad av 3D-utskrift. Det återvinner kraften i den anpassade produktionen av den preindustriella åldern och tillämpar den på den digitala tiden - allt på global nivå.

Digital produktionsteknik flyttar oss från massproduktion till massanpassning. Det accelererar design, innovation och produktion, minskar tillverkningskostnaderna och driver mer flexibla försörjningskedjor. Framsteg i metaller 3D-tryckteknik, som HPs senaste meddelande med Metal Jet, accelererar den fjärde industrirevolutionen genom att tillåta massproduktion av mekaniskt funktionella delar.

Gröna referenser

3D-utskrift förbättrar också hållbarheten hos tillverkningen på ett antal fronter.

För det första har den potential att driva stora effektivitetskedjor. Moderna försörjningskedjor svarar för cirka 22% av de energirelaterade utsläppen av växthusgaser. En produkt som är enkel som en sko kan innehålla 25 eller fler material, som alla kommer från olika delar av världen.

Men tack vare digital produktion kan skorhandlare nu skapa egna skor. På samma sätt kan en möbelaffär skriva ut din föredragna soffbordsdesign, medan bilfabrikanter kan göra de komponenter de behöver i sina fabriker.

Allt detta innebär färre containrar lastade på enorma dieseldrivna fraktfartyg; och färre lastbilar täpper upp motorvägarna och förorenar luften. Det är mycket mer kostnadseffektivt - och betydligt mer hållbart.

Traditionella tillverkningsmetoder är också skickliga för att slösa bort material. De stämplar, huggar eller skär råvaror till färdiga produkter, vilket resulterar i upp till 30 pounds avfall för varje pund produktprodukt. Däremot kan 3D-skrivare uppnå 98% materialeffektivitet vid tillverkning av färdiga delar.

Slutligen kan produktionsskalan minskas drastiskt med hjälp av digital produktion. Istället för att behöva göra miljontals komponenter för att driva skalfördelar, kan objekt göras specifikt för att kräva, vilket allt utom eliminerar överproduktion.

Som ett resultat av dessa fördelar kan 3D-utskrift minska koldioxidutsläppen med upp till 525 miljoner ton år 2025. Det motsvarar att man tar över 100 miljoner personbilar från vägen.

Kommer ålder

Trots sina dramatiska fördelar är det i vissa kretsar, även inom tillverkningssektorn, en uppslukande uppfattning att 3D-utskrift ännu inte når full industriell löptid.

Men det här är helt enkelt inte fallet. Digital tillverkning används redan som en storskalig anpassad produktionsmetod.

Kungliga flottan har till exempel använt den för att utveckla en drone som är lämplig för service under de hårda förhållandena i Antarktis. Droner gjorda av traditionella tillverkningsprocesser kan inte fungera i sådana extrema klimat. Dessutom har Navyens 3D-tryckta modell faktiskt visat sig billigare än vad som gjorts på konventionella sätt.

Och på en helt annan arena använder FICEP Steel Surface Systems digital produktionsteknik för att förbättra prestanda hos stål som används i stora byggprojekt som The Shard.

Styrkor och svagheter

Här i Storbritannien har den digitala produktionssektorn ett genuint tillfälle att ingå sin fordran som ledare i den nya globala tillverkningsordern.

Ny forskning från HP och A.T. Kearney placerar Storbritannien bland de fem största länderna globalt när det gäller dess beredskap för 3D-utskrift. Studien av 30 länder rankar Storbritanniens andra i Europa, bakom endast det industriella kraftverket som är Tyskland. Och det tyder på att vår konkurrenskraft kan förbättras ytterligare, eftersom vi har världens tredje snabbast växande 3D-tryckmarknad.

Men samtidigt finns det problem som måste åtgärdas. Rapporten sätter den brittiska arbetskraften utanför de tio största på internationell nivå för de digitala tillverkningskapaciteten som gör det möjligt för 3D-utskrift att blomstra.

Trots denna kompetensbrist är jag övertygad om att digital produktionsteknik ger en möjlighet till en gång i livet för vår ekonomi. Men för att få det att hända måste landets 3D-tryckekosystem samlas som helhet. Tekniker, designers, tillverkare, forskare, tillverkare, lärare och myndigheter: alla har en viktig roll att spela för att stärka 3D-trycksektorn i Storbritannien och göra digital produktionsteknik tillgänglig för Storbritanniens företag.

George Brasher är VD i Storbritannien HP

  • Intresserad av 3D-utskrift? Ta reda på hur denna teknik gör det mer ekonomiskt att bygga bostäder i utvecklingsländerna