Efektywna produkcja komponentów z wykorzystaniem druku 3D

Materialise, druk 3D, chwytak © Materialise

Udostępnij:

Coraz bardziej widoczna w procesach przemysłowych automatyka pozwala na realizację zindywidualizowanych wymogów konkretnych linii produkcyjnych, wpływa na wzrost wydajności i szybsze wytwarzanie. Coraz istotniejszym jej elementem staje się druk 3D, pozwalający inżynierom przygotowywać projekty poszczególnych komponentów z uwzględnieniem wszystkich aspektów ich funkcjonalności. 

Przykładem indywidualizacji elementów linii produkcyjnych są uchwyty pneumatyczne i podajniki wibracyjne – ich projekt można ściśle dostosować do potrzeb branży, specyfiki materiału, gabarytu oraz zastosowań konkretnego produktu. Podczas projektowania uchwytów, dysz lub podajników wibracyjnych należy uwzględnić wiele czynników: kształt, orientację, wagę, wymiary produktu, co sprawia, że ten etap procesu jest bardzo wymagający. Jednak wykorzystanie technologii drukowania 3D całkowicie go modyfikuje, zmieniając podejście do projektowania i obniżając koszty wdrożenia produkcji.


Taniej i dokładniej
Uchwyty wytwarzane w technologii druku 3D są szczególnie przydatne w procesach przenoszenia, pakowania i montażu – palce chwytaka można bowiem zaprojektować tak, by precyzyjnie dopasować je do transportowanych elementów. Stopień złożoności nie zwiększa przy tym kosztów, projektanci mogą więc swobodnie realizować swoje pomysły, poszukując najwyższej efektywności produktu. Pozwala to zredukować zakres montażu manualnego dzięki integracji wielu funkcji w jednym elemencie oraz zmniejszyć wagę projektowanego detalu poprzez wykonanie jego wnętrza w formie drążonej, co jednocześnie minimalizuje zużycie materiału, przynosząc oszczędności. Wszystkie te czynniki odgrywają znaczącą rolę w procesie ewolucji od oryginalnego projektu do jego zoptymalizowanej wersji na potrzeby druku 3D.

Jako przykład procesu generującego oszczędności można wskazać wytwarzanie przez jednego z producentów uchwytu ssącego wykonanego z aluminium, który w oryginalnym projekcie zakładał jego frezowanie i skrawanie. Część przeprojektowana pod kątem druku 3D pozwoliła na redukcję kosztów o 1/3 w porównaniu z wersją wyjściową, waży niemal trzy razy mniej, nie wymaga montażu i jest wykonana z tego samego materiału, tj. aluminium. Wskazane korzyści – zmniejszenie kosztów wskutek oszczędności na materiale i montażu – są bezpośrednim efektem optymalizacji projektu. Wewnętrzną część detalu przygotowano w formie drążonej, dobudowano kanały powietrzne, rurkę łączącą oraz ramię, a sam komponent ustawiono na platformie konstrukcyjnej 3D w taki sposób, by zminimalizować zapotrzebowanie na materiał podporowy. Ta ostatnia kwestia jest szczególnie ważna, ponieważ zużycie materiału stanowi istotny czynnik kosztowy podczas drukowania 3D elementów metalowych.


TOP w kategorii




Materiały do druku przestrzennego
W automatyce przemysłowej wykorzystywane są różnego rodzaju materiały, o zróżnicowanych właściwościach i wymaganiach. Różnią się m.in. twardością czy trwałością, ale też np. dopuszczeniem (bądź nie) do kontaktu z żywnością. Technologia wytwarzania przyrostowego również oferuje szeroki asortyment materiałów, od elastycznych po materiały sztywne o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, w tym tworzyw sztucznych i metali, spełniających różnorodne wymagania branżowe. Stal nierdzewna, powszechnie stosowana w kontakcie z żywnością i w produkcji narzędzi medycznych, może być w tej technologii wykorzystana w sposób bardziej ekonomiczny, zapewniający krótszy czas wytwarzania. Z kolei w przypadku projektów wymagających lżejszych komponentów, które umożliwiają szybszy ruch robota, z powodzeniem użyć można tworzyw sztucznych. Wachlarz materiałów stosowanych w druku 3D jest bardzo szeroki, dzięki czemu można je bez problemu dostosować do konkretnych wymagań projektowych.

Potrzeby coraz większe
W związku z coraz większymi inwestycjami w zautomatyzowane urządzenia o wysokiej wydajności w obrębie linii produkcyjnych, w tym także w systemy robotyczne, stale podejmowane są działania mające na celu zwiększenie ich efektywności. Widoczne jest dążenie do umożliwienia coraz większej liczby ruchów robota na minutę dzięki zastosowaniu lżejszych chwytaków lub dyszy. Dobrą metodą na osiągnięcie tego celu jest wytwarzanie przyrostowe, które pozwala na planowanie w pełni cyfrowego łańcucha dostaw – zaczynając od skanów 3D, przez projekty CAD i cyfrową optymalizację projektu, aż do opracowania procesu produkcji addytywnej wspieranej przez specjalistyczne oprogramowanie, bez konieczności konstruowania dodatkowych narzędzi.

Tradycyjne technologie wykorzystywane w zindywidualizowanych procesach wytwarzania wiążą się z dużymi kosztami, dlatego w produkcji krótkoseryjnej w wielu sytuacjach lepiej sprawdzi się drukowanie 3D. Dzięki wyeliminowaniu etapu konstrukcji narzędzi można przejść bezpośrednio od projektu do produkcji, co znacząco oszczędza czas przy jednoczesnym zapewnieniu idealnego dopasowania produktu do potrzeb.

Udostępnij:

Drukuj





Barbara Blaczkowska



Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również