Page 42 - Inżynieria & Utrzymanie Ruchu III kwartał 20123

Raport: druk 3d dla przemysłu
TECHNOLOGY APPLIED SP. Z O.O.
Druk 3D od niedawna zaczyna gościć w przemyśle jako tech- nologia produkcyjna. Do odczarowania druku 3D z postrze- gania go jako technologię do tworzenia prototypów albo zabawek w znacznym stopniu przyczyniły się proszkowe tech- nologie druku 3D. Mam tu na myśli zarówno technologie do produkcji detali z tworzyw sztucznych takie jak SLS oraz MJF jak również technologie druku z metali między innymi DMLS oraz SLM.
Do faktu, że przemysł zaczął traktować druk 3D poważnie przyczynił się też szereg korzyści jakie druk 3D wnosi w życie inżyniera. Postaram się po krótce wymienić najważniejsze z nich.
1. Możliwość wytwarzania złożonych topologii. Druk 3D dzięki swojej naturze wytwarzania, zniwelował konieczność dostosowywania projektu do narzędzia. Niezależnie czy była to forma wtryskowa, frezarka czy tokarka w procesie projek- towania należało mieć na uwadze aspekt wykonalności detalu. W druku 3D a w szczególności w technologiach bez podpo- rowych ograniczenia narzędzia są marginalne. Oznacza to, że konstruktor nie musi zwracać uwagi na szereg aspektów tech- nologii wytwarzania a jedynie na użyteczność konstrukcji. Jest to ogromna przewaga druku 3D nad innymi technologiami, wy- maga ona jednak zmiany sposobu myślenia co nierzadko jest najtrudniejszym zadaniem.
2. Konsolidacja. W pewnym sensie konsolidacja jest wy- nikową pierwszego punktu. Jest to przewaga polegająca na stworzeniu możliwości produkcji w jednym elemencie deta-
lu, który w innych technologiach ze względu na wymagania produkcyjne musiałby być wieloelementowy. Brak ograniczeń narzędziowych w druku 3D pozwala na produkowanie nawet najbardziej złożonych kształtów. Obiekty złożone z wielu części produkowane jako jeden element to szereg korzyści takich jak oszczędność czasu produkcji, skrócenie procesu produkcyjne- go oraz zniwelowanie kosztu montażu.
3. Redukcja masy. To już ostatni punkt bezpośrednio powią- zany z topologią obiektu. Brak ograniczeń narzędziowych to również możliwość redukcji masy obiektu poprzez produkcje tych jego elementów, które wykonują faktyczną pracę. Jest to ogromna przewaga produkcyjna przede wszystkim w takich branżach jak lotnicza oraz kosmiczna. Gdzie redukcja masy przekłada się bezpośrednio na obniżenie kosztu eksploatacji urządzenia oraz jego zużycia paliwa.
4. Czas. Spór o to czy druk 3D jest technologią szybką czy powolną toczy się od dawna. U jego podstaw leży brak zro- zumienia natury szybkości druku 3D. Technologie druku 3D zestawione np. z technologią wtrysku, w kontekście wytwarza- nia tego samego detalu zawsze wypadną kiepsko. Przewagą druku 3D nie jest faktyczny czas produkcji detalu ale czas re- akcji. W druku 3D nie jest wymagane wytworzenie narzędzia a cały proces można rozpocząć natychmiast. Oznacza to, że w początkowej fazie wytwarzania druk 3D jest szybszy. Można zatem powiedzieć, że druk 3D ma świetny moment obrotowy ale kiepską prędkość maksymalną przy czym wtrysk ma kiepski moment obrotowy ale świetną prędkość maksymalną.
40 III kwartał 2023
INŻYNIERIA & UTRZYMANIE RUCHU – www.utrzymanieruchu.pl
• Zalety: dostosowanie podeszwy środkowej dla opty- malnego komfortu i wydajności. Zmniejszona ilość odpadów w produkcji i możliwość szybkiego dostoso- wywania projektów w odpowiedzi na opinie klientów.
6. Architektura: MX3D Bridge w Amsterdamie
• Studium przypadku: MX3D, rma zajmująca się ro- botyką i oprogramowaniem, drukuje 3D most dla pieszych w Amsterdamie. Projekt mostu składa się ze skomplikowanych, organicznych kształtów, które były- by trudne do osiągnięcia przy użyciu tradycyjnych me- tod konstrukcyjnych.
• Zalety: innowacje architektoniczne i ograniczenie od- padów materiałowych. Projekt pokazuje potencjał dru- ku 3D w budownictwie na dużą skalę.
Te studia przypadków ilustrują wszechstronność pro- dukcji addytywnej w różnych branżach, od lotnictwa i opieki zdrowotnej po motoryzację, energetykę, modę i architekturę. Zdolność produkcji addytywnej do obniżania kosztów, popra- wy wydajności i umożliwienia złożonych projektów sprawiła, że stała się ona technologią transformacyjną w krajobrazie przemysłowym.
Wymagania dotyczące wdrożenia produkcji addytywnej w produkcji
Jak wspomniano powyżej, podjęcie decyzji o wdrożeniu tech- nologii wytwarzania przyrostowego na linii produkcyjnej
wymaga wielu wstępnych badań, aby zamówienie było odpo- wiednie dla Twoich potrzeb. Przygotowaliśmy jedenastoeta- powy proces podejmowania decyzji, aby pomóc Ci w upew- nieniu się, że uwzględniłeś wszystkie podstawy niezbędne przed dokonaniem tej ważnej inwestycji:
1. Jasna strategia projektowa. Inżynierowie muszą mieć dobrze zde niowaną strategię integracji AM z procesem pro- dukcyjnym. Obejmuje to określenie, które części lub produkty nadają się do druku 3D w oparciu o czynniki takie jak złożo- ność, wielkość partii i wymagania materiałowe.
2. Wiedza z zakresu projektowania cyfrowego. Inżynie- rowie i projektanci potrzebują biegłości w oprogramowaniu CAD, aby tworzyć modele 3D zoptymalizowane pod kątem AM. Modele te muszą uwzględniać takie czynniki, jak struk- tury podporowe, grubość warstwy i orientacja druku.
3. Znajomość materiałów. Zrozumienie właściwości i ograniczeń dostępnych materiałów ma kluczowe znaczenie. Inżynierowie powinni wybierać materiały, które spełniają wy- magania mechaniczne, termiczne i chemiczne aplikacji.
4. Kontrola jakości. Opracowanie solidnych procesów kontroli jakości jest niezbędne. Obejmuje to etapy przetwa- rzania końcowego, takie jak obróbka cieplna, wykończenie powierzchni i inspekcja w celu zapewnienia zgodności druko- wanych części ze specy kacjami.
5. Wybór drukarni. Wybór odpowiedniej drukarni 3D ma kluczowe znaczenie. Czynniki, które należy wziąć pod