Popularność wytwarzania addytywnego (ang. AM, Additive Manufacturing) i rozwój maszyn hybrydowych wykorzystujących zarówno technologię produkcji addytywnej, jak i wytwarzania przez zdejmowanie warstw materiału (ang. SM, subtractive manufacturing), wpłynie na skrócenie cyklu produkcyjnego i zwiększenie różnorodności produktów wytwarzanych metodami druku 3D.
W technologii produkcji addytywnej (AM) dokonuje się wciąż niebywały postęp, co pozwoliło na opracowanie i zbudowanie większych i bardziej wydajnych maszyn. Zdaniem Grega Hyatt, wiceprzewodniczącego i dyrektora do spraw technologii (CTO) w firmie DMG Mori, autora prezentacji “Nowe podejście do produkcji addytywnej”, wygłoszonej na IMTS 13 września, rozwój ten powinien zachęcić operatorów maszyn i konstruktorów do szukania nowych rozwiązań, które w przyszłości znajdą powszechne zastosowanie.
Hyatt przyznał, że jego firma “skupiła uwagę na technikach produkcji addytywnej i zadano sobie pytanie: jakie technologie są dziś dostępne i co my możemy zrobić by wspomóc proces ich rozwoju?” Twierdzi on również, że proces ten wspierają również firmy mające wpływ na rozwój technologii produkcji addytywnej, by w przyszłości udoskonalić przebieg procesu produkcji.
Hyatt proponuje kilka zmian, koniecznych do rozpowszechnienia technologii produkcji addytywnej:
- Redukcja kosztów (szybsze nanoszenie). Szybkość nanoszenia materiału, która będzie mierzona w kilogramach na godzinę zamiast w gramach na godzinę. Podobna zmiana powinna dotyczyć pomiaru drogi narzędzia – praca maszyny powinna być mierzona w metrach, a nie jak obecnie w centymetrach.
- Zdolność do nanoszenia materiału na istniejące obiekty, takie jak odlewy, odkuwki, blachy lub pręty, w celu zmniejszenia masy tworzonej części, jak również skrócenia czasu produkcji i obróbki.
- Integralność z procesami wytwarzania przez zdejmowanie warstw (np. obróbki skrawaniem).
- Obróbka bimetaliczna i materiały gradientowe, które pozwolą na tworzenie różnych komponentów z wielu stopów podczas procesu produkcji.
- Lepsze oprogramowanie. Niezbędne jest opracowanie stosowanego na szeroką skalę systemu komputerowego wspomagania wytwarzania (ang. CAM, computer-aided manufacturing), będącego z łatwością stosowanym i zrozumiałym zarówno przez operatora jak i konstruktora.
Hyatt twierdzi, że odpowiedzią na istniejące potrzeby są maszyny hybrydowe. Jego zdaniem hybrydowe maszyny mogą wykonywać zarówno procesy produkcji addytywnej, jak i wytwarzania przez zdejmowanie warstw materiału w obrębie tej samej maszyny, wykonując te dwie czynności jednocześnie. Hyatt posługuje się argumentem, iż może to wpłynąć na ograniczenie naprężeń szczątkowych w produkowanym przedmiocie i zminimalizować drogę obrabianego elementu, co ma ogromne znaczenie podczas produkcji. Maszyny hybrydowe mogą także wykonywać elementy z różnych stopów, co stanowi obecnie wyzwanie, ponieważ ma negatywny wpływ na proces produkcji elementu.
Zdaniem Hyatt’a przy wdrożeniu tej idei niezbędni są chętni do współpracy partnerzy biznesowi . “Firmy odniosą sukces, gdy konstruktorzy wykorzystywać będą efektywnie proces produkcji addytywnej. Szukają oni bowiem procesu powtarzalnego. W dodatku możliwe jest, że podczas łączenia wszystkiego w całość odkryjemy nowe materiały lub procesy.” Hyatt martwi się, że w przypadku technologii produkcji addytywnej i maszyn hybrydowych, proces obróbki, w zależności od stopnia komplikacji, będzie wymagał wielu testów pozwalających określić prawidłowy sposób wykonania projektu części i realizacji jej obróbki.
Podczas gdy wiele z tych rozwiązań wciąż jest dalekich od wprowadzenia do masowej produkcji, Hyatt jest zadowolony z rezultatów swojej pracy i zapewnia, że jak dotąd, jego firma wiele osiągnęła. “Czy już dotarliśmy tam gdzie chcieliśmy? Mam nadzieję, że tak” stwierdził. “Mam nadzieję, że określiliśmy, jakie technologie potrzebne są, by zrealizować cel i wykorzystać potencjał technik produkcji addytywnej w przyszłości.”
Autor: Chris Vavra, wydawca działu dotyczącego produkcji, Control Engineering
