Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Investice do 3D tisku se bleskově vracejí
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.
Nomenklatura: 3D technologie

Investice do 3D tisku se bleskově vracejí

Pro výrobní podniky či konstrukční týmy není aditivní výroba novinkou, přesto se i dnes objevují zcela nové možnosti, které jejímu rozšiřování významně pomáhají. Proč čekat na obrobení unikátního funkčního dílu z hliníku, když si jej mohu mnohem rychleji i levněji vytisknout z kompozitu vyztuženého karbonem? Proč pro tisk kovových dílů kupovat zařízení za desítky milionů, když novou technologii pro běžně namáhané díly z nejrůznějších kovů a slitin lze pořídit za zlomek ceny? A stolní 3D tiskárny – ještě nedávno pohrdavě přehlížené coby hračka pro prototypující konstruktéry – dnes najdeme přímo v provozech nejznámějších oborových značek, mj. pro svou dostupnost, spolehlivost i možnost nasazení bez složitého zasahování do podnikové IT infrastruktury.

Na nejvýznamnějších světových fórech k aditivní výrobě v průmyslu, včetně posledního frankfurtského Formnextu, dnes najdeme bezpočet technologií 3D tisku a výrobců tiskáren a příslušenství. Přesto nejde o další z bublin před splasknutím. V celé řadě odvětví už je 3D tisk plnohodnotnou výrobní metodou skvěle doplňující tradiční postupy – od vstřikování až po obrábění. Nové trendy navíc přinášejí 3D tisk i tam, kde si jej dříve nemohli dovolit, čekali na levnější nebo spolehlivější zařízení nebo kde ani netušili, jak významně jim aditivní výroba může pomoci. Volba optimální 3D tiskárny se tak pro mnohé stává významnou konkurenční výhodou.

Konečně dostupnější 3D tisk z kovů

Tradiční aditivní výroba z kovů a slitin je velmi nákladná, cena tiskáren spékajících kovové prášky laserem se i s příslušenstvím běžně pohybuje v řádech desítek milionů korun. Snad i proto se čeká na dostupnější metody, které by zlevnily a zjednodušily 3D tisk běžně namáhaných kovových dílů. I do Česka tak co nevidět zamíří technologie ADAM v zařízení Metal X americké společnosti Markforged. Přináší vše potřebné za zlomek obvyklé ceny a zpřístupňuje 3D tisk z kovů i středním a menším týmům. Kromě centrálních pracovišť se tak dostane i do menších, lokálních provozů.

Mezi první zákazníky, kteří už dostupnější metodu 3D tisku z kovů zavedli, patří třeba Stanley Black & Decker. Známý výrobce hledal nákladově zajímavou cestu k malosériové výrobě tvarově složitých dílů. Po průzkumu trhu již dostupných zařízení a technologií si vybral právě novou 3D tiskárnu Metal X. Ta dnes u Stanley Black & Decker pomáhá až 50násobně zkracovat výrobní časy za zlomek investičních nákladů oproti tradičním metodám výroby.


Unikátní 3D tiskárny Markforged umějí vytisknout pevné a odolné kompozity nahrazující třeba obráběné díly z hliníku – vlastními silami a za výrazně příznivější cenu.

Jak rychle se vrátila investice jičínskému Continentalu?

Na návratnost prostředků vhodně vložených do aditivní výroby (včetně pořízení 3D tiskáren) dnes organizace v průmyslu nečekají roky, ale stále častěji pouhé měsíce nebo týdny. Příkladem může být závod Continental Automotive Czech Republic v Jičíně, kam společnost 3Dwiser vloni dodala tiskárnu Markforged Mark Two, nabízející unikátní 3D tisk pevných a odolných kompozitů. Pilotním projektem zde byla vložka pro přesné zakládání odlitků. Špatné založení dílu operátorem totiž dříve vedlo k haváriím CNC stroje a poškození nástrojů. Každá taková havárie byla velmi nákladná – okolo 15 tisíc eur – a krajně nežádoucí i z pohledu odstávky výroby.

Řešením se stala přesná vložka navržená i vytištěná přímo v závodě z materiálu Onyx (na bázi Nylonu) vyztuženého spojitými vlákny z karbonu. Ta už neumožňuje obrábět při chybě operátora. Návratnost investice do 3D tisku byla takřka okamžitá – díky bezhavarijnímu stavu výrobní linky ode dne vytištění a využití nového dílu. Profesionální 3D tiskárna si zde na sebe obratem „vydělala“ – a ještě je nasazena u řady dalších projektů v rámci závodu, kde značně urychluje výrobu funkčních montážních přípravků a nástrojů.
 


Návrh i výroba nástrojů, montážních a upínacích přípravků probíhá na stolních tiskárnách Ultimaker přímo ve výrobním závodě Volkswagen Autoeuropa. Šetří statisíce eur ročně.

 

Co nás dnes napadne, můžeme zítra navrhnout – a díky 3D tisku okamžitě vyrobit. Nečekáme týdny na výrobu tradičním obráběním v nástrojárně. Můžeme vyzkoušet více variant v krátkém čase, rychle najdeme ideální tvar,“ říká k nasazení 3D tisku Jan Blepta z jičínského závodu divize Chassis & Safety, Continental Automotive Czech Republic, s. r. o.

Jde-li o přesnost, nejsou třeba nechtěné kompromisy

Jak příjemně mohou překvapit produkční tiskárny využívající struny z termoplastů (ABS, ASA, Nylon, PC, CPE, TPU atd.), dokládá další příklad z Česka. Zákazník z oblasti automobilového průmyslu potřeboval vytisknout objemný, zhruba 500 × 300 × 300 milimetrů velký a tvarově velmi složitý díl – tzv. „housing“ automobilového světlometu. Cena za zakázkový tisk technologií SLS (laserové sintrování prášků) by se u takového dílu už blížila 100 tisícům korun. V centru zakázkového tisku společnosti 3Dwiser přitom stejný díl vytiskli metodou FDM/FFF na zařízení 3ntr A2 z mnohem dostupnějšího ABS. Tento dodnes oblíbený termoplast navíc lépe odpovídal finálnímu výrobku, což konstruktéři rozhodně ocenili.

Rozměrově i tvarově náročný tisk zabral (i s dočasnými podporami) více než 160 hodin a vyšel z jednoho kusu hned napoprvé – a bez jakékoli chyby. Po ověření geometrie 3D měřením bylo zjištěno, že drtivá většina měřicích bodů měla odchylku do 0,05 milimetru. Uvážíme-li, že ABS je technický plast, který se během tisku smršťuje, jde o vynikající výkon. Aplikace od výrobce 3D tiskárny totiž počítá se smrštěním materiálu již při přípravě modelu na 3D tisk. Zdařilý výtisk pak bylo možné vidět právě na podzimní výstavě Formnext coby hlavní exponát na stánku společnosti 3ntr.

Stolní tiskárny spolehlivostí nezaostávají

Dávno neplatí, že ta nejdostupnější zařízení pro profesionály – stolní 3D tiskárny – musejí být pouhou hračkou nadšenců. Zařízení tisknoucí ze strun termoplastů najdeme díky stále větší spolehlivosti a univerzálnosti na stolech konstruktérů i u těch nejznámějších výrobců světa. Důkazem jsou například dvoumateriálové tiskárny Ultimaker 3, sloužící přímo v portugalském výrobním závodě automobilky Volkswagen Autoeuropa, kde šetří statisíce eur ročně při realizaci nástrojů, montážních a upínacích přípravků na míru.

Stejné tiskárny Ultimaker 3 si nově – po náročném srovnávacím testu – vybrali i do poboček společnosti Bosch po celém světě. Sloužit budou nejen při přípravě prototypů, ale také pro výrobu funkčních nástrojů a přípravků. Jejich výhodou není jen kombinace přesnosti, snadného ovládání samotnými konstruktéry a spolehlivosti při velmi příznivé vstupní investici, ale i systém správy tisku u více zařízení (tisková fronta), který není vázán na složité zapracovávání do IT infrastruktury podniku.

Správný výběr technologie šetří výrobcům čas i prostředky

Několik uvedených střípků z praxe ukazuje, že při nasazení 3D tisku už není nutné řešit otázku, zda to nejdražší, nebo nic. Nové, dostupnější metody aditivní výroby dokážou v řadě provozů výrazně snížit potřebné investice směřující do 3D tiskáren a příslušenství, aniž by vedly k nechtěným kompromisům. Pomáhají decentralizovat 3D tisk natolik, aby mohl být po ruce přímo tam, kde je to právě třeba.
 


Přípravky a nástroje vytištěné z termoplastů zvládají ve Volkswagenu ostré tempo montážních linek. Lze je snadno přizpůsobit konkrétnímu typu vozu či pracovníkovi a obratem vytisknout.

 


3D tiskárny Markforged, 3ntr, Ultimaker a další si můžete prohlédnout v akci v showroomech společnosti 3Dwiser v Praze či Olomouci.


Něco navíc....

Případové studie z nasazení 3D tisku:

Případová studie: Stanley Black & Decker: https://markforged.com/ty/stanley-black-decker-case-study/

Případová studie: Volkswagen Autoeuropa: https://3dwiser.com/zvysujeme-efektivitu-vyroby-s-3d-tistenymi-nastroji-pripravky-a-upinaci/
 


3Dwiser

tomas.vit@3dwiser.com

3dwiser.com
 

Další články

3D technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: