Blog

Stratasys o serijskoj proizvodnji i aditivnim tehnologijama

Niel Hopkinson objašnjava zašto aditivne tehnologije postaju zanimljive tradicionalnim proizvođačima

Kroz protekla dva desetljeća pratili smo 3D printanje od svojih začetaka u brzom prototipiranju pa sve do potpuno formirane proizvodne tehnologije. Nešto što je nekoć bio specifičan alat u proizvodnji egzotičnih predmeta danas je nezamjenjiv korak u procesu mnogih dizajnera, inženjera i proizvođača diljem svijeta. Pratili smo rast tržišta od opremanja škola i ureda s malim 3D printerima od rane 2000. pa sve do integracije 3D printera u svakom koraku proizvodnje. Tehnologija je napredovala u svakom pogledu više nego što smo očekivali. 3D printani modeli organa spašavaju živote svakog dana, dijelovi raketa izrađeni na 3D printerima su u orbiti, 3D printana odjeća nosi se na modnim pistama visoke mode i mnogo drugih primjena u 3D print svijetu su donijeli mnoge napretke.

Kako su thenologije napredovale, nezgrapni strojevi opće namjene, smišljeni pri začetku tehnologije, zamjenjeni su specijaliziranim uređajima za industrijsku proizvodnju. Dentalna industrija je u ovom pogledu napravila nevjerojatne pomake. U ranim godinama 2000.-ih SLA strojevi su počeli s dugim procesom podešavanja strojeva kako bi poboljšali učinkovitost u proizvodnji prozirnih aparatića. Danas imamo široku lepezu strojve koji su prilagođeni za dentalnu industriju.

Aditivna proizvodnja dozrijeva

Ovaj pristup je potaknuo zdravu konkurenciju na tržištu i dopustio razvoj uređaja sa stvarnim primjenama u proizvodnji. Danas 3D printeri više nisu samo egzotične igračke par sretnih dizajnera. Ti uređaji postaju pravi proizvodni sustavi sa specijaliziranom namjenom u industriji, zajedno s ekosustavom proizvođača materijala i sustava za završnu obradu 3D printa. Zajedničkim snagama postali su nezamjenjivi u proizvodnim pogonima diljem svijeta. Unatoč svim naprecima, proizvodnja većih serija aditivnim tehnologijama je i dalje nedostižna većini proizvođača.

Veliki su pomaci napravljeni u tradicionalnim proizvodnim sustavima u proteklom desetljeću, no 3D print je i dalje primarno u korišten za proizvodnju malih serija predmeta. Serija predmeta od tisuća ili desetaka tisuća komada je jednostavno bila preskupa u usporedbi s brizganjem. No, kako je dozrelo tržište, tako su i strojevi tražili nova rješenja na dugo postavljano pitanje: što sa većim serijama?

Poslovne prednosti proizvodnje većih serija aditivnom proizvodnjom

Jedna tehnologija koja je dala svoj odgovor na to pitanje u proteklih 12 mjeseci je SAF, nova generacija uređaja koji 3D printaju iz polimernog praha. SAF je rezultat nekoliko desetljeća iskustva i desetljeća razvoja. Koristeći napredne tehnike srašćivanja praha, proizvođači danas mogu proizvesti serije preko 10,000 komada s cijenom po dijelu manjom od brizganja ili CNC obrade. Kad se uzme u obzir da tih 10,000 komada mogu biti potpuno jedinstveni, primjene postaju očite.

Kad bi proizvođači trebali početi razmišljati o korištenju aditivne proizvodnje? Koje primjene najbolje koriste prednosti ovog procesa? Optimalna je, naravno, proizvodnja velike količine predmeta kompleksne geometrije. Složeni oblici su oduvijek zadavali glavobolje tradicionalnim proizvodnim sustavima, no 3D print ovdje vlada. Mogućnost odabira između 3D printa i tradicionalnih tehnologija nudi proizvođačima fleksibilnost da odgovore na zahtjeve klijenata – bilo da se radi o optimizaciji postojećih procesa ili otvaranju potpuno novih mogućnosti proizvodnje potpuno prilagođenih serija predmeta.

Već vidimo mnoge primjere iz industrije gdje naši klijenti mogu proizvesti dijelove za djelić cijene brizganog komada u srednjim serijama plastičnih proizvoda. Naravno te uštede su i veće nakon što uzmemo u obzir uštede zbog manjeg skladišnog prostora i kraćeg vremena isporuke. Ove uštede su vidljive u mnogim industrijama, od proizvodnje tisuća malih pomoćnih alata u pogonu, pa sve do kompleksnih medicinskih proizvoda. Proizvođači malih, složenih dijelova su počeli obraćati pozornost na ovaj način proizvodnje.

Kad razgovaramo o prilagodbi velikih serija za proizvodnju na aditivnim tehnologijama, njemačka tvrtka DQBD Gmbh je odličan primjer. Tvrtka se bavi proizvodnjom sjedala za bicikle prilagođenih korisniku. Koriste SAF tehnologiju kako bi proizveli nosive dijelove samog sjedala. DBQD je imao iznimnog uspjeha s ovim pristupom i tvrde da su uštedjeli preko 25.000 Eura na prvoj proizvedenoj seriji, ali da su također skratili vrijeme izrade sa 3 do 6 mjeseci na samo 10 dana. To dopušta DQDB da se brzo prilagodi potrebama tržišta.

Ukoliko dodatno razmislimo o proizvodnom pogonu, van izravne proizvodnje, možemo naći još puno mjesta za primjenu 3D printa. Očiti odabir su „End-of-Arm“ alati za robotske ruke. S dizajnom za 3D print na umu od početka, možemo proizvesti složene grippere s djelićem težine originalnog komada. To ne znači samo jeftinije strojne dijelove, već i značajno brže robote s naprednim mogućnostima. Smanjena težina također rezultira s većom nosivosti robotske ruke ili sporijim trošenjem opreme. Ove mogućnosti nude nevjerojatnu sposobnost optimizacije proizvodnog procesa. Ovo je samo jedan primjer i svaki proizvodni pogon je prepun mogućnosti za daljnja poboljšanja.

Svjetla budućnost proizvodnje

Aditivna proizvodnja ima svjetlu budućnost, s obzirom na sve o čemu smo do sad pričali. Kako proizvođači nastavljaju s daljnjim razvojem opreme, industrijski 3D print postaje bolji, brži i pouzdaniji, pomičući granice u svakoj grani proizvodnje. Ako pogledam na svoje iskustvo sa SAF tehnologijom, razvoj koji se dogodio u proteklih par godina čini se nemoguć. Pratio sam ovu tehnologiju od 1990. godine kad je proizvodnja šačice predmeta bila veliki uspjeh, pa sve do trenutka kad možemo proizvesti više dijelova u tjedan dana nego što imamo skladišnog prostora. Čini se nemoguće pretpostaviti što budućnost nosi, no siguran sam da će ova grana proizvodnje nastaviti svoj eksponencijalni rast.

Kratkoročne projekcije za sad pokazuju da u ovo vrijeme nesigurnosti proizvođači se sve više oslanjaju na ove tehnologije za izradu raznih dijelova za svoje pogone. Mogućnost da sami izrade rezervne dijelove se pokazala nezamjenjivom. Iako dijelovi nisu iste trajnosti poput čeličnih, u velikom broju primjena, 3D printani dio će izdržati dovoljno dugo da zamjenski rezervni dio stigne s odgodama. Fleksibilnost je najveća prednost ovih strojeva i smatram da je pravi trenutak za proizvođače da usvoje ovu tehnologiju.