Chương trình thúc đẩy sản xuất bồi đắp (in 3D) “AM Forward” do Chính phủ Mỹ khởi xướng
Thứ Sáu, ngày 6 tháng 5 năm 2022, Tổng thống Biden đã thông báo khởi động một chương trình mới có tên là “Chuyển đổi sản xuất bồi đắp” (AM Forward).
Chiến dịch liên bang này được khởi xướng với mục đích sử dụng công nghệ in 3D nhằm cải thiện khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng cho các nhà sản xuất tại Mỹ. Bằng cách đẩy nhanh việc áp dụng sản xuất bồi đắp (AM) trong các công ty vừa và nhỏ, những nhà sản xuất được hỗ trợ bởi AM này sẽ lần lượt góp phần xây dựng chuỗi cung ứng linh hoạt cho hệ sinh thái sản xuất trong nước có trụ sở tại Hoa Kỳ, đồng thời áp dụng in 3D để cải thiện khả năng cạnh tranh công nghiệp.
Bài viết này cung cấp thông tin chi tiết về chương trình Chuyển đổi Sản xuất bồi đắp năm 2022 như: tại sao chương trình này được đưa ra, những gì nó hướng đến, ai sẽ tham gia, AM là gì (lợi ích của AM so với sản xuất truyền thống), và danh sách các chương trình liên bang có liên quan hỗ trợ các nhà sản xuất SME của Hoa Kỳ áp dụng in 3D.
Sản xuất bồi đắp là gì?
Sản xuất bồi đắp (AM), thường được gọi là in 3D, là một loại công nghệ chuyên xây dựng các vật thể in 3D theo từng lớp. Với phần mềm phân lớp và máy in 3D, sản xuất bồi đắp cho phép chuyển đổi đầu vào kỹ thuật số (thường ở dạng tệp CAD) thành các vật thể 3D vật lý, chẳng hạn như các chi tiết công nghiệp.
Công nghệ sản xuất bồi đắp là một phương pháp tương phản với sản xuất truyền thống, in 3D không tạo ra sản phẩm cuối cùng thông qua việc cắt gọt vật liệu.
In 3D có thể được sử dụng để thay thế hoặc hỗ trợ các phương pháp sản xuất truyền thống với những lợi ích sau:
- Sản xuất đơn lẻ, khi cần thiết
- Sản xuất các chi tiết có hình dạng phức tạp không thể chế tạo được bằng các phương pháp sản xuất truyền thống
- Giảm số lượng chi tiết cần thiết cho từng ứng dụng
- Giảm chi phí trên từng đơn vị cho các chi tiết sản xuất quy mô nhỏ
- Giảm thời gian thực hiện bằng cách in chúng theo yêu cầu tại vị trí cần thiết
- Ngăn ngừa các biến cố xảy ra bởi quá trình vận chuyển
Với những tiến bộ của công nghệ sản xuất bồi đắp ngày nay, lợi ích của nó có thể ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Nhựa và kim loại đều có thể được in 3D, thậm chí được ứng dụng bởi các nhà sản xuất trong các ngành chuyên biệt, kiểm soát cao như hàng không vũ trụ.
Sản xuất bồi đắp là một công nghệ có nguồn gốc từ Công nghiệp 4.0, là một phần của quá trình số hóa sản xuất rộng rãi nhờ các công nghệ phát triển nhanh chóng như kết nối đám mây, dữ liệu lớn, cảm biến thông minh, trí tuệ nhân tạo (AI) và tự động hóa tiên tiến.
Chuyển đổi sản xuất bồi đắp (AM Forward) là gì?
AM Forward là một chiến dịch liên bang được khởi động vào ngày 6 tháng 5 năm 2022. Trong tuyên bố chính thức từ Nhà Trắng, AM Forward là “một tổ hợp tự nguyện giữa các nhà sản xuất lớn, mang tính biểu tượng với các nhà cung cấp nhỏ hơn có trụ sở tại Hoa Kỳ.”
Hiện tại, chiến dịch đã có năm nhà sản xuất lớn tham gia. Mỗi nhà sản xuất lớn này sẽ hỗ trợ cho các nhà cung cấp nhỏ hơn tại Hoa Kỳ, thúc đấy việc chuyển đổi sản xuất bồi đắp, thông qua các cam kết:
- Mua các linh kiện được sản xuất bằng in 3D từ các nhà cung cấp nhỏ hơn trong nước
- Cung cấp đào tạo sản xuất bồi đắp cho nhân viên
- Cung cấp hỗ trợ kỹ thuật trong việc áp dụng sản xuất bồi đắp của các nhà cung cấp
- Đóng góp vào việc phát triển các tiêu chuẩn chung và chứng nhận cho các công nghệ, sản phẩm in 3D.
Tại sao AM Forward được triển khai?
Để ứng phó với sự gián đoạn chuỗi cung ứng toàn cầu, chương trình AM Forward đã được khởi động nhằm hỗ trợ phục hồi chuỗi cung ứng trong nước, đồng thời cải thiện khả năng cạnh tranh công nghiệp của các nhà sản xuất vừa và nhỏ có trụ sở tại Hoa Kỳ. Bằng cách xây dựng các chuỗi cung ứng linh hoạt hơn trong nước và giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp quốc tế, chi phí sản xuất hàng hóa sẽ giảm xuống: việc này sẽ hạn chế tỷ lệ lạm phát.
Nhà Trắng xác định sản xuất bồi đắp là một công nghệ có khả năng đạt được điều này. Việc tăng cường áp dụng AM giữa các nhà cung cấp vừa và nhỏ ở Hoa Kỳ sẽ xây dựng chuỗi cung ứng linh hoạt hơn nhiều cho hệ sinh thái sản xuất trong nước, đồng thời thúc đẩy sự đổi mới.
Do đó, AM Forward tìm cách loại bỏ dần các rào cản trong việc chuyển đổi AM. Trong số các nhà cung cấp vừa và nhỏ ở Hoa Kỳ, các rào cản chính trong việc chuyển đổi bao gồm:
- Sự bất ổn về nhu cầu của các sản phẩm in 3D
- Thiếu nguồn lực để triển khai sản xuất bồi đắp ở quy mô hiệu quả
Chương trình AM Forward, thông qua các cam kết của năm nhà sản xuất lớn, giải quyết những rào cản này bằng cách đảm bảo nhu cầu cùng với hỗ trợ kỹ thuật để thực hiện và mở rộng hoạt động sản xuất bồi đắp.
Mục tiêu của AM Forward là gì?
AM Forward tìm kiếm phương pháp để áp dụng sản xuất bồi đắp tiên tiến cho các nhà cung cấp đối tác. Điều này tăng cường khả năng cạnh tranh công nghiệp cho họ cũng như các nhà sản xuất lớn: một chuỗi cung ứng các sản phẩm AM ổn định từ các nhà cung cấp bên ngoài sẽ giúp các nhà sản xuất lớn đủ điều kiện và triển khai nhiều bộ phận AM hơn trong thiết kế các dự án của riêng họ.
Các mục tiêu chính được nêu trong thông báo của Nhà Trắng về Chuyển đổi Sản xuất bồi đắp bao gồm:
- Xây dựng chuỗi cung ứng sáng tạo và linh hoạt hơn cho các nhà sản xuất trong nước, bằng cách đầu tư vào in 3D cho các công ty vừa và nhỏ
- Giảm thiểu các rào cản đối với việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như sản xuất bồi đắp, đồng thời thúc đẩy tăng trưởng Công nghiệp 4.0 và các công nghệ sản xuất tiên tiến
- Phát minh và sản xuất nhiều mặt hàng ở Mỹ hơn, bằng cách đầu tư vào việc áp dụng công nghệ in 3D trong hệ sinh thái sản xuất khu vực
Những nhà sản xuất lớn tham gia AM Forward
Những người tham gia chương trình AM Forward ban đầu là năm nhà sản xuất lớn – GE Aviation, Honeywell, Lockheed Martin, Raytheon và Siemens Energy – và mạng lưới các nhà cung cấp trong nước có trụ sở tại Hoa Kỳ, bao gồm các nhà sản xuất vừa và nhỏ.
Được hỗ trợ bởi năm nhà sản xuất lớn này, những đối tượng tiếp nhận chính của công nghệ sản xuất bồi đắp sẽ là mạng lưới rộng lớn của các nhà cung cấp nội địa Hoa Kỳ, cụ thể là các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Năm nhà sản xuất lớn sẽ dựa vào các nhà cung cấp nội địa này cho nhiều hoạt động chuỗi cung ứng quan trọng của họ.
Ngoài ra, Tổ chức Nghiên cứu Khoa học & Công nghệ Ứng dụng của Hoa Kỳ (ASTRO America) sẽ tư vấn về công nghệ, tiêu chuẩn và cuối cùng sẽ đóng vai trò là người điều phối chiến dịch. Do phạm vi hoạt động và nhu cầu của từng nhà sản xuất lớn đối với các ứng dụng dành riêng cho AM, nhiều loại thiết bị AM khác nhau sẽ được sử dụng.
Thông báo của Nhà Trắng về AM Forward nêu rõ rằng bất kỳ OEM nào cũng có thể tham gia. Việc tham gia là tự nguyện, nhưng cần có cam kết công khai để hỗ trợ việc áp dụng in 3D công nghiệp cho các nhà cung cấp của họ.
Các cam kết công khai từ các nhà sản xuất lớn
Kể từ khi chương trình khởi động, đây là những cam kết công khai từ các nhà sản xuất lớn (nguồn: whitehouse.gov):
- GE Aviation: 50% yêu cầu của họ về báo giá cho các sản phẩm được sản xuất bồi đắp sẽ nhắm đến sự cạnh tranh giữa các nhà cung cấp SME trong nước. GE Aviation cũng sẽ sử dụng 30% các sản phẩm AM bên ngoài từ các nhà cung cấp SME trong nước.
- Raytheon: Hỗ trợ đơn giản hóa và đẩy nhanh quá trình mua sắm các sản phẩm AM; liên quan đến các nhà sản xuất SME với hơn 50% đơn hàng cho các sản phẩm được in 3D.
- Siemens Energy: 20-40% các sản phẩm in 3D từ bên ngoài của họ sẽ được mua từ các nhà cung cấp và đối tác trong nước. Siemens Energy sẽ hỗ trợ 10-20 nhà cung cấp SME trong nước trong việc cải thiện năng lực và triển khai AM. Họ cũng sẽ đào tạo 10-20 nhà cung cấp SME trong nước về các phương pháp tốt nhất cho việc xử lý hậu kỳ và kiểm tra sản phẩm.
- Lockheed Martin: Sẽ đóng vai trò trong việc thực hiện các chương trình nghiên cứu chung với các nhà cung cấp SME trong nước. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc cải thiện hiệu suất của sản xuất bồi đắp như một giải pháp thay thế cho phương pháp đúc và rèn. Hơn nữa, Lockheed Martin sẽ tìm cách thúc đẩy sự phát triển của khả năng sản xuất bồi đắp cho lực lượng lao động: thông qua việc tham gia vào các chương trình đại học và học việc.
- Honeywell: các nhà cung cấp SME trong nước sẽ được cạnh tranh trong các yêu cầu báo giá cho các sản phẩm và dịch vụ sử dụng sản xuất bồi đắp. Việc này bao gồm công cụ, máy móc, phát triển quy trình và các sản phẩm khác. Họ cũng sẽ hỗ trợ các nhà cung cấp SME trong nước trong việc thiết kế linh kiện, tạo dữ liệu, vận hành máy móc, hậu xử lý, kiểm tra và quản lý chất lượng.