Druk 3D Alternatywą dla Konwencjonalnych Metod Produkcji

152

Druk 3D, jeszcze nie tak dawno postrzegano jako kolejną nowinkę technologiczną. Dziś drukarki 3D stanowią integralną część parku maszynowego wielu przedsiębiorstw, a ich zastosowanie stanowi alternatywę dla konwencjonalnych metod produkcji. Do niedawna technologia druku 3D w przemyśle, stosowana była przede wszystkim w procesie szybkiego prototypowania modeli, na bazie których powstawały części testowe. Dzisiaj drukowanie przestrzenne stanowi istotne wsparcie wytwarzania w pełni funkcjonalnych komponentów i produkcji małoseryjnej. Dla wielu producentów, druk 3D stał się niezbędnym narzędziem doskonalenia jakości produkcji, kreowania i testowania nowych rozwiązań oraz bardziej wydajnego ich montażu.

Najczęściej technologie addytywne wykorzystywane są w procesie wspomnianego już szybkiego prototypowania (Rapid Prototyping). Co niezwykle istotne – zastosowanie druku 3D w procesie prototypowania z zastosowaniem rozpuszczalnych materiałów podporowych, pozwala tworzyć kształty, które są bardzo trudne lub niemal niemożliwe do wykonania konwencjonalnymi metodami. Warto zwrócić uwagę chociażby na wydruki prototypowe wykonywane przez firmę Donplast – producenta artykułów dekoracyjnych z tworzyw sztucznych, do wystroju mieszkań, ogrodów i balkonów czy też ABB – lidera w technologiach dla energetyki, robotyki i systemów napędowych, automatyki przemysłowej i sieci energetycznych.

Technologia druku 3D stwarza bardzo duże możliwości modelowania skomplikowanych kształtów z dużą dokładnością, stając się przy tym przedmiotem badań naukowców, zainteresowanych wykorzystaniem jej potencjału m.in. w służbie zdrowia. Prace badawcze nad zastosowaniem wydruków 3D w procesach leczenia pacjentów, prowadzone przez jedną z największych na Słowacji uczelni technicznych – Uniwersytet Techniczny w Koszycach (TUKE) i firmę ENBICORE, wspiera drukarka 3D VSHAPER PRO. Uniwersytet wykonuje prototypy implantów, wykonywanych w PEEK.

Technologia druku 3D znajduje także doskonałe zastosowanie w procesie prototypowania, zwłaszcza wtedy, gdy produkt ma dopiero zostać zaprezentowany potencjalnym inwestorom i producentom poszczególnych jego komponentów. Przekonali się o tym twórcy start-upu ISMO (Interactive System for Medicine On-Line) wykonujący wydruki 3D we współpracy z zespołem VSHAPER.

Bardzo ciekawym przykładem zastosowania druku 3D w procesie prototypowania jest również producent opakowań szklanych – firma CP Glass. Zanim w przedsiębiorstwie rozpoczną się procesy produkcyjne, Dział Badań i Rozwoju we współpracy z Działem Handlowym opracowuje nowe wzory opakowań. Wzorowanie w tworzywie sztucznym wykonywane za pomocą skrawania coraz częściej zastępowane jest przez drukowanie w 3D przy użyciu materiałów ABS i PA. Druk 3D pozwala firmie na szybkie i geometrycznie wierne wzorowanie nowych kształtów butelek przy zachowaniu odpowiedniej ich jakości. Współpracując z Zespołem VSHAPER, CP Glass opracowało metodę drukowania modeli w ABS i PA, dzięki której uzyskiwane są wydruki z charakterystyczną przeźroczystością w kolorze białym, zielonym i brązowym. Wydrukowane modele poddawane są dodatkowo obróbce żywicznej.

Firma CP Glass jest również przykładem firmy, która wykorzystuje druk 3D w procesie szybkiego wytwarzania części zastępczych tzw. Rapid Tooling. Firma wykorzystuje Drukarkę VSHAPER 270 Double w produkcji nietypowych części zamiennych, zwłaszcza w sytuacjach gdy nie są już one dostępne, koszt ich zakupu jest zbyt wysoki lub czas oczekiwania na części do maszyn wykorzystywanych na linii produkcyjnej jest zbyt długi.

Jak widzimy powszechnie znane przedstawicielom przemysłu zastosowanie druku 3D w procesie prototypowania, coraz częściej staje się doskonałą alternatywą dla konwencjonalnych technologii wytwarzania narzędzi i oprzyrządowania. Tzw. Rapid Tooling w dobie precyzyjnych drukarek 3D i szerokiej gamy dostępnych materiałów odgrywa istotną rolę w dynamicznie rozwijających się firmach np. motoryzacyjnych, wśród których na uwagę zasługuje m.in. firma PZL Sędziszów S.A. specjalizująca się w produkcji wszelkiego rodzaju filtrów.

Druk 3D stosowany w procesach Rapid Prototyping i Rapid Tooling znajduje zastosowanie również w produkcji małoseryjnej, zwłaszcza wtedy gdy wykorzystanie tradycyjnych metod wytwarzania za pomocą wtrysku okazuje się nieopłacalne, lub znacznie podnosi cenę finalnego wyrobu. Dzięki technologii addytywnej i zastosowaniu jej jako tzw. Rapid Manufacturing możemy w szybki i tani sposób wykonać niewielką serię, która jest gotowa do zastosowania, a nawet sprzedaży. Drukarki 3Dmogą znajdować zastosowanie tym samym w produkcji elementów, które nie są już dostępne w sprzedaży, a stanowią istotny komponent wyrobu gotowego.

Jedną z firm, w których ma miejsce takie zastosowanie druku 3D jest BORG Automotive – Firma specjalizująca się w regeneracji, sprzedaży i dystrybucji alternatorów, rozruszników, kompresorów klimatyzacji samochodowej i zacisków hamulcowych do wszystkich popularnych marek samochodów oraz maszyn rolniczych i budowlanych. BORG Automotive wykorzystuje drukarki VSHAPER w produkcji komponentów z tworzyw sztucznych, które nie są już dostępne na rynku. Elementy wytwarzane w technologii druku wysokotemperaturowego, cechują się podwyższoną wytrzymałością termiczną i mechaniczną, a zlecanie jednostkowej produkcji takich podzespołów na zewnątrz jest zbyt kosztowne, czasochłonne i wymaga obsługi procesów logistycznych.

Podsumowując – Przemysł od wielu już lat dąży do tego, aby powszechnie stosowane metale, zastąpić wysokiej jakości polimerami i materiałami kompozytowymi. Wydruki przestrzenne, cechujące się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, zginanie i obciążenia udarowe coraz częściej stanowią alternatywę dla elementów wykonywanych z żelaza, ołowiu czy też tytanu, stając się istotnym wsparciem procesów produkcyjnych.

Artykuł został opracowany na podstawie prelekcji wygłoszonej podczas targów TCT Show 2017 w Birmingham przez Liam’a Monte, autoryzowanego dystrybutora rozwiązań VSHAPER.

Liam Monte
AM3D Director

Źródło: Vshaper