Témata
Reklama

Překvapivé možnosti 3D tisku ve výrobě

12. 04. 2017

Zákazníci neustále hledají možnosti, jak zefektivnit, zrychlit a zlevnit proces výroby. Dnes již existuje mnoho konkrétních průmyslových aplikací, které dokazují efektivitu aditivní výroby a její pevné zakotvení v mnoha výrobních provozech. Znovu a znovu se přesvědčujeme, že v momentě, kdy se firma naučí správně využívat potenciál 3D tisku, může i s poměrně malou investicí (ceny kvalitních desktopových 3D tiskáren začínají zhruba na 50 tisících korun) dosáhnout výrazných změn k lepšímu. V některých případech je návratnost investice do 3D tisku dokonce v řádech dnů.

V modelářských dílnách a ve firmách, které často prototypují nebo vyvíjejí nové výrobky, má aditivní výroba již dlouholetou historii a vývoj nových výrobků bez 3D tisku je pro ně nepředstavitelný. Mluvíme zde například o funkčních výrobcích, tvarových a zástavbových prototypech, master modelech, modelech na ztracenou formu, plastových krytech elektrotechnických zařízení, zkrátka o všem, co má přímou tvarovou souvislost s vyráběným výrobkem.

Na druhou stranu, potenciální zákazníci, kteří pro výrobu svých produktů používají tradiční technologie, často narážejí na nedostupnost informací ke konkrétnímu využití 3D tisku a nevidí tak důvod hledat pro „novou technologii“ místo. Chybí dostatečné množství ukázek a případových studií – čím více je totiž případová studie zajímavější, tím více firmy nechtějí svá know-how prozrazovat a připravit se tak o konkurenční výhodu.

Reklama
Reklama
Reklama
3D tisk zakládacího lože paletky je výrazně rychlejší než tradiční postup

.

Výrobní přípravky – velký potenciál pro využití 3D tisku

Velký boom se právě odehrává v uplatnění tisku nejrůznějších výrobních přípravků: držáků, pomůcek, měřicích šablon, zakládacích čelistí, krytů atd. To jsou předměty, které nejsou na první pohled vidět, a přitom jsou velmi náročné na vlastní návrh, výrobu, množství, dodací termíny a zejména na náklady. Ukázkou efektivního využití 3D tisku je například tisk tvarových šablon – měrek pro výstupní kontrolu tvarových hadic do motoru. Každá taková měrka musela být předtím frézována do hliníku, umělého dřeva nebo jiného vhodného materiálu. V sortimentu tvarových hadic bývají stovky typů a na každou z nich se musí vyrobit měrka. Náklady na měrku vyrobenou 3D tiskem jsou desítky nebo stovky korun, což je samozřejmě výrazně nižší částka než u výroby frézováním.

Vytištěná zakládací paletka firmy Deimos s dvakrát menší hmotností

Jaké výhody získává konstruktér při použití 3D tisku u výrobních přípravků?

  1. Výrobky lze navrhnout, vytisknout, vyzkoušet a inovovat v rekordním čase. Konstruktér již pár hodin po návrhu drží svůj výrobek v ruce, může vyzkoušet jeho funkčnost a následně zapracovat do 3D modelu úpravy. Výsledkem je neuvěřitelné zrychlení inovačního procesu a vývoje finálního produktu (přípravku).
  2. Konstruktér má mnohem širší pole možností, co se týče tvaru výrobku. Nemusí se tolik ohlížet na to, z čeho je bude vyrábět (obrábět) a jestli má suroviny na skladě nebo kde je koupí. Využitím 3D tisku má na cívce s tiskovou strunou celý „sklad materiálu“. Navíc se vytiskne jenom tolik materiálu, kolik výrobek spotřebuje.

Kvalita a vhodnost tištěných plastových dílů

Nabízí se otázka, jak je to s kvalitou tištěných plastových výrobků a těch vyrobených klasickou technologií. Klasické technologie pracují většinou s kovem, protože v případě přípravků vyráběných malosériově je to první a téměř jediná možnost. Jejich mechanická odolnost je tak mnohdy pro svůj účel využití předimenzovaná. Přitom se často jedná o dočasné přípravky pro výrobu časově omezené série. Je evidentní, že životnost výrobku z plastu bude kratší než z kovu. Ovšem 3D tištěný výrobek můžeme po opotřebování bez problému vytisknout znovu a vyměnit. Navíc se dnes již tisknou výrobky z velmi odolných technických materiálů typu PC-ABS, polykarbonátu nebo třeba nylonu. A pokud stále pevnost není dostačující, je možné sáhnout po plněných materiálech typu PA + sklo, nylon-karbon apod. Pro zajímavost, teplotní odolnost plastových 3D výrobků může dosahovat až ke 300 °C.

V případě tvaru platí jednoduché pravidlo; čím je tvar přípravku složitější (a bylo by tedy na jeho výrobu nutné hodně obrábění), tím je výrobek vhodnější pro 3D tisk. Jednoduché výrobky, vyráběné z plošných nebo tyčových materiálů s minimem obrábění, zůstávají doménou tradiční výroby.

U známého českého výrobce nářadí používají 3D tisk pro vývoj nového nářadí a boxů.

Příklad z praxe

Konkrétní ukázkou efektivního využití 3D tisku ve výrobě je například aplikace firmy Deimos, která se specializuje na automatizaci ve výrobě. Pro svého klienta vyvinula a dodala částečně robotizované pracoviště, kde dochází k lepení dvou tvarově složitých částí spojleru automobilu. V rámci této zakázky bylo nutné vyrobit desítky zakládacích paletek, se kterými celý den manipuluje operátor výroby. Původně navržené tvarové lože a čelisti upínek měly být frézované z hliníku. Hmotnost paletky 16 kg se ukázala jako příliš vysoká a firma přestoupila z klasické technologie na 3D tisk. Výsledkem byla úspora 8 kg na každé paletce a dvojnásobné zrychlení výrobního procesu. Milým překvapením nakonec byla i cena, která ale v tomto případě nebyla důvodem pro změnu.

Pro orientaci v oblasti 3D tisku

Jak se tedy zorientovat v dnešních možnostech 3D tisku a zjistit, jestli je vaše firma vhodným kandidátem na jeho využití? Dobrým startem může být školení 3D tisku pro konstruktéry, kde se technici za půl dne seznámí s technologiemi, materiály, povrchovými úpravami a zásadami navrhování. Následně jsou schopni vytipovat ty přípravky, pro které by 3D tisk byl vhodnou volbou, nebo navrhnout zcela nové, optimalizované pro 3D tisk. Důležité je i to, že i když 3D tiskárnu firma sama nevlastní, jsou konstruktéři alespoň schopni vytvořit správné poptávky pro 3D tisk na zakázku.

3Dwiser

lucie.perinova@moveup.cz

www.3dwiser.com

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 170451
Datum: 12. 04. 2017
Rubrika: Monotematická příloha / Moderní výrobní technologie
Autor:
Firmy
Související články
Nanokrystaly celulózy v pokročilých biokompozitních aplikacích

Současná moderní společnost neustále zvyšuje požadavky na produkty vyrobené z obnovitelných a udržitelných zdrojů, které jsou biologicky odbouratelné, nejsou založené na ropných produktech, mají nízkou nebo téměř žádnou uhlíkovou stopu, jsou zdraví neškodné a ekologicky nezávadné.

Materiál světí prostředky

Nadpisem tohoto článku je lehce pozměněné rčení „Účel světí prostředky“– někdy pravdivé, někdy demagogické. My si ho vypůjčíme v tom pozitivním slova smyslu a pouze pro potřeby zamyšlení nad obsahem monotematické přílohy časopisu MM Průmyslové spektrum.

Výroba polymerních a kompozitních prototypů

Aditivní technologie výroby je termín pro dnes běžně používané označení „3D tisk“. Tato technologie dříve spadala pod tzv. rapid prototyping, který se využívá v různých průmyslových odvětvích pro rychlé vytváření prototypů nebo jejich částí před finální výrobou a samotnou komercializací produktů. Díky dynamickému vývoji odvětví umožňuje dnes tato technologie vytvoření komponent splňujících požadavky pro finální produkt nejen po vizuální stránce, ale i z hlediska mechanických vlastností.

Související články
Aditivní výroba míří k sériové výrobě

Aditivní výroba je na vzestupu s celosvětovými prodejním navýšeným o zhruba 30 % v roce 2016 na více než sedm miliard dolarů. Jedním z průkopníků oboru je firma Concept Laser z Lichtenfelsu v Německu. Společnost pokračuje v pozici lídra realizací své vize "Aditivní výroba - továrna zítřka".

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Automatisiertes Entpack-/Entpulverungssystem für additiv hergestellte Lasersinterbauteile

Zur Entwicklung technologischer Grundlagen für ein automatisiertes Entpack-/Entpulverungssystem für additiv hergestellte Lasersinterbauteile werden die Peripherieprozesse des selektiven Laserstrahlschmelzens optimiert.

Automatické odělování zbytkového prášku u aditivně vyráběných dílů

Vývoj technologie automatického systému pro oddělování zbytkového prášku aditivně vyráběných dílů technologií SLS byl námětem úkolu, který byl řešen na pracovišti Fraunhoferova institutu obráběcí a tvářecí techniky (IWU) v Žitavě.

Integrovaná aditivní výroba

Společnost WFL Millturn Technologies zahájila intenzivní vývoj aditivní výroby již před více než rokem. Novou variantu laseru pro stroj M80 Millturn/3000 mm představila na Technologickém setkání v Linci. Tento vývoj přidává zcela novou kapitolu k historii komplexního obrábění.

O plastech v kontrastech

Plasty jsou nedílnou součástí novodobé společnosti, výrazně se podílejí na technickém rozvoji, zlepšování kvality života i zdraví lidstva. Vyznačují se unikátní kombinací materiálových vlastností, od kovů se výrazně odlišují, ale v něčem jsou si vzájemně podobné. Chemická podstata plastů však vyvolává ve společnosti i kontroverzní reakce na jejich použití.

Hledání příležitostí pro aditivní výrobu

Přestože aditivní výroba našla teprve svá první aplikační využití, očekává se její výrazný rozvoj. Jen v letošním roce by mělo být prodáno o 30 % více strojů pro tento druh výroby než v loňském roce, s obratem přesahujícím sedm miliard dolarů. Ovšem existuje zde řada bílých míst – jak z pohledu možných průmyslových aplikací, tak samotné technologie.

Software pro konstrukci a výrobu forem

Software TopSolid je standardním řešením pro konstrukci i výrobu ve strojírenství. Má však i podporu specializovaných oblastí, jako je například konstrukce a příprava forem nebo postupových nástrojů.

Náklady na přídavné materiály pod kontrolou

ColorSave 1000 je poslední generace gravimetrického dávkování aditiv pro lisovny. Jedná se o patentovaný systém izraelské firmy LIAD, který má vnitřní vážicí násypku, zajišťující vysokou odolnost vůči mechanickým nárazům a chvění.

Plně elektrický vstřikovací stroj

Nová řada strojů PX od firmy KraussMaffei představuje nový standard pro plně elektrické vstřikovací stroje. Tato nová řada kombinuje výhody plně elektrického vstřikovacího stroje s maximální modularitou. Provozovatelé strojů těží z vysoké přesnosti, produktivity a flexibility ve všech fázích výroby.

Automatická optimalizace plastového výrobku, formy a vstřikovacího procesu

Virtuální a reálná optimalizace procesu vstřikování plastů Varimos (Virtual And Real Injection Moulding Optimisation System) je expertní systém německé firmy Simcon GmbH. Sestává ze dvou základních částí – virtuální a reálné.

Technologie DMLS - 3D tisk kovů

Moderní technologie vyrábějící 3D objekty přímo z 3D CAD modelů zažívají v posledních letech obrovský rozmach, který svědčí o tom, že se podařilo výrobcům 3D tiskáren dosáhnout kvality a efektivity procesů tak vysoké, že dnes již směle konkurují dlouhodobě zavedeným konvenčním výrobním postupům a mnohdy je dokonce předstihují. Uvedená skutečnost platí dvojnásob pro 3D tisk kovů, který je široce uplatňován v rozmanitých oborech výroby od průmyslu až po zdravotnictví.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit