Tranzicija na proizvodne aplikacije primjenom aditivne proizvodnje

Mnogo činjenica potvrđuje, da su tehnologije aditivne proizvodnje spremna za primjenu u proizvodnji, što se može pripisati velikom napretku na području aditivne proizvodnje i 3D-ispisa. Razvoj tehnologija aditivne proizvodnje u posljednja četiri desetljeća omogućio je njihovu tranziciju s tradicionalne nišne izrade prototipova na područje industrijske proizvodnje. U tvrtki Stratasys, koja je vodeća tvrtka na području aditivne proizvodnje, uvjereni su, da se trenutačno odvija prijelazno razdoblje, kojeg pokreće kombinirani napredak performansi uređaja, svojstava materijala i programske opreme, što omogućuje velikoserijsku proizvodnju konačnih proizvoda visoke kvalitete na cjenovno učinkovit način.

Brojne tehnologije aditivne proizvodnje su se pokazale kao primjerene za proizvodnju konačnih proizvoda, što dokazuje partnerska suradnja tvrtke Stratasys sa sve većim brojem korisnika, kako bi se udovoljilo zahtjevima i potrebama na tom području. Unatoč tome, u tvrtki Stratasys su svjesni, da su i dalje u fazi tranzicije na primjenu aditivne proizvodnje u industriji. Primjena postupaka aditivne proizvodnje za izradu konačnih proizvoda je pozitivan znak napretka, no tehnologija se još uvijek ne primjenjuje u proizvodnim okruženjima za pouzdanu i ponovljivu proizvodnju srednjih i velikih serija proizvoda. Iako trenutačno postoje neke aplikacije primjene te tehnologije u proizvodnom okruženju, one su i dalje u manjini. No unatoč tome, stvari se pomiču u pravom smjeru, jer sve više tvrtki povećava proizvodne količine proizvoda načinjenih aditivnom proizvodnjom.

Proizvodnja konačnih proizvoda u velikim količinama, a ne samo izrada pojedinačnih komponenata ili vrlo malih serija, već je dugo vremena cilj aditivne proizvodnje, pri čemu je vrlo velika prepreka trošak izrade pojedinog proizvoda, a pri tome proizvodnja mora biti ekonomična i kod izrade jednog ili deset tisuća proizvoda, prije nego li je proizvode jeftinije izrađivati primjerice injekcijskim prešanjem. Prevladavanje te prepreke zahtjeva cjelovit pristup. Razvoj različitih tehnologija strojne i programske opreme za aditivnu proizvodnju, zajedno s razvojem materijala, omogućuje povećanje primjenjivosti aditivne proizvodnje za mnogo veće proizvodne količine. Neki od ključnih čimbenika, koji pokreću tu tranziciju, obuhvaćaju više performanse materijala, cjelovito optimiranje procesa, uključujući naknadnu obradu, povišenu produktivnost i učinkovitost, te poboljšanu iskoristivost, procesnu pouzdanost i ponovljivost.

Performanse procesa i sustava

Mogućnost svladavanja proizvodnje većih količina proizvoda je, pored visoke kvalitete, pouzdanosti i ponovljivosti izrade, glavni cilj proizvodnih sustava koji se temelje na tehnologiji aditivne proizvodnje. Sve se temelji na iskorištavanju napredne strojne opreme i tehnologija za provedbu projekata u velikom opsegu bez ugrožavanja točnosti i brzine izrade. Takve sustave se može primjenjivati i za izradu kompleksnih proizvoda po mjeri, za izradu šarži kao i za velikoserijsku proizvodnju, što tradicionalni proizvodni sustavi ne omogućuju.

Unatoč tome, već od samog početka, i kod aditivne tehnologije jedan proces ne udovoljava svim zahtjevima. Zbog toga su u tvrtki Stratasys usredotočeni na razvoj i širenje palete procesa i sustava za udovoljavanje zahtjeva svojih industrijskih korisnika, pri čem tehnologija 3D-ispisa P3 i procesi industrijske proizvodnje s tehnologijama FDM i SAF pokrivaju široki spektar proizvodnih aplikacija uz osiguravanje brzine, proizvedenih količina te kvalitete i mehaničkih svojstava proizvoda.

Cjeloviti pristup

Sam napredak strojne opreme nije dovoljan da aditivna proizvodnja postane pouzdana industrijska metoda. U tvrtki Stratasys su toga svjesni od samog početka, tako da su tehnologiju razvijali na cjelovit način. Tranzicija aditivne proizvodnje neposredno na industrijsku proizvodnju je u tijeku, jer su se raspoloživa strojne oprema, programska oprema i materijali razvili do te mjere, da omogućuju cjelovita i konkurentna rješenja za ključne aplikacije.

Performanse sustava su ključne za konačne proizvode, a istodobno predstavljaju pokretač za sve veći rast, koji se događa preko palete validiranih materijala koje je tvrtka Stratasys dodala u svoju ponudu.

»End-to-End«

S aditivnom proizvodnjom svaka faza proizvodnog lanca, od savjetovanja glede početne ideje, do završne naknadne obrade, može biti optmirana glede učinkovitosti, kvalitete i troškovne učinkovitosti.

Optimiranje razvoja i sustava je vrlo važno za ukupan rezultat aditivne proizvodnje u industrijskoj proizvodnji, kao i strojne opreme i materijala. Uz uzimanje u obzir svega navedenog, u tvrtki Stratasys su razvili zbirku rješenja programske opreme za podršku radnom toku aditivne proizvodnje, koja je usredotočena na otvorenu i povezanu platformu za racionalizaciju procesa aditivne proizvodnje. Programska oprema GrabCAD sa svojim korisničkim sučeljem prilagođenim korisnicima podržava pojednostavljenje pripreme za izradu s funkcijama koje omogućuju pregled i prilagođavanje 3D modela prije samog 3D-ispisa. Profesionalna inačica programske opreme omogućuje i upravljanje radnim tokovima s dodatnim funkcijama koje obuhvaćaju pristup kontroli, alate za upravljanje postupkom izrade te sljedivost proizvedenih dijelova.

Prilike za dodanu vrijednost

U tvrtki Stratasys mnogo razgovaraju sa svojim kupcima glede izazova primjene aditivne proizvodnje za serijsku izradu. Količine, troškovi i kvaliteta važni su čimbenici, no često se zaboravljaju prednosti integracije proizvodnih strategija aditivne proizvodnje i dodane vrijednosti koje donosi.

• Često se podcjenjuje fleksibilnost i njen doprinos poslovanju. Tehnologije aditivne proizvodnje ne zahtijevaju alate, što otklanja duga vremena isporuke i visoke troškove, te omogućuju agilniji pristup proizvodnji. Komponente se mogu proizvoditi obzirom na potrebe, što donosi dodatne uštede na području zaliha i skladištenja te osigurava višu fleksibilnost.

• Tehnologije aditivne proizvodnje se pokazuju izvrsnima pri izradi kompleksnih komponenata. Način izrade sloj-po-sloj omogućuje proizvodnju kompleksnih geometrija bez ograničenja koja imaju tradicionalne proizvodne tehnologije. Ta tehnologija omogućuje unutrašnje elemente, rešetkaste strukture i kanale u jednom procesu. A pored toga se proizvode može optimirati obzirom na funkciju te razvijati sa svim elementima za poboljšanje performansi.

• Procese aditivne proizvodnje se može proširiti s izradom prilagođenih proizvoda i srednjih serija na ekonomičan način te velikih serija učinkovitije nego li s tradicionalnim tehnologijama. A to omogućuje rast masovne prilagođene proizvodnje.

Vertikalna integracija u proizvodnju

Razvoj tehnologija aditivne proizvodnje u tvrtki Stratasys i osvješćivanje korisnika glede mogućnosti i dodane vrijednosti te tehnologije već pokazuje prve pozitivne rezultate na području tranzicije na primjenu za serijsku proizvodnju. Potražnja za agilnim i učinkovitim proizvodnim rješenjima koja su prilagodljiva raste na brojnim područjima, između ostalog na područjima medicine i stomatologije, zrakoplovne industrije, energetike i transporta. U nastavku je nekoliko primjera aplikacije tehnologija aditivne proizvodnje u praksi.

Proizvođač konektora i senzora TE Connectivity

Tvrtka TE Connectivity je vodeći svjetski proizvođač konektora i senzora, pri čemu godišnje izrađuje 192 milijarde proizvoda za globalno tržište. Tvrtka je jedan od ranih korisnika tehnologije 3D-ispisa te je 2018. godine surađivala pri testiranju sustava Origin One tvrtke Stratasys, koji djeluje na načelu tehnologije P3. Tim za aditivnu proizvodnju u tvrtki TE Connectivity je prepoznao potencijal te tehnologije i materijala koji su na raspolaganju.

»Tvrtka Stratasys je bila izniman partner koji nam je pomagao pri optimiranju točnosti i ponovljivosti izrade konektora, koji zahtijevaju točnost ± 50 mikrometara te prikazao mogućnosti primjene aditivne proizvodnje za izradu serija veličine više desetaka tisuća dijelova. Programska oprema, strojna oprema i materijali tvrtke Stratasys nam sada omogućuju proširivanje proizvodnje. Vjerujemo, da je sve to pomoglo, da je tvrtka TE Connectivity agilniji i troškovno učinkovitiji partner za brojne vodeće svjetske tvrtke.« Mark Savage, voditelj na području aditivne proizvodnje tvrtke TE Connectivity

Izvor: Stratasys

Proizvođač zrakoplova Lockheed Martin

»Mogli smo ostvariti ogromne uštede, kako troškovno, tako i vremenski primjenom tehnologija aditivne proizvodnje za izradu komponenata koje su ponovljive, pri čemu sve bolje razumijemo svojstva materijala i parametre procesa izrade.« Brian Kaplun, Lockheed Martin Space

Izvor: Stratasys

Ako je svemir zadnja granica, putovanje čovjeka duboko u svemir, nakon Mjeseca, najveći je izazov. Program Orion američke agencije NASA namijenjen je upravo tome. Uvjeti u dubokom svemiru zahtijevaju pristup s većim brojem misija za ispitivanje komponenata i izradu novih svemirskih letjelica za svaku misiju. Takav pristup osigurava izdržljivost komponenata, iako istodobno predstavlja i mnoge izazove za tvrtku Lockheed Martin, glavnog dobavljača za svemirske letjelice Orion.

Roush Performance

Tvrtka koju je osnovala legenda moto-sporta Jack Roush, razvija estetske dodatke visokih performansi za vozila različitih proizvođača, kao što su Ford Mustang i pick-up F-150 te nudi pakete nadogradnje za druga izabrana vozila.

Umjesto injekcijskog prešanja plastike, inženjeri tvrtke Roush

Performance primjenjuju 3D-ispis s tehnologijom SAF na pisačima H350 proizvođača Stratasys. Taj proces spajanja slojeva praškastog materijala osigurava dovoljno veliku protočnost u proizvodnju, što omogućuje izradu više tisuća komponenata za vozila F-150.

Nissan Nismo

3D-pisači Origin One proizvođača Stratasys osiguravaju fleksibilnu proizvodnju vozila visokih performansi Nismo proizvođača Nissan.

»Elastomeri koje smo primijenili na sustavu Origin One su predstavljali veliku prednost za naš tim. Jednostavnost primjene i izdržljivost materijala IND 402 su vrlo primjereni za naše potrebe, pri čemu smo primijetili i evolucijo te nove tehnologije.« Taisuke Shibayama, direktor odjela razvoja vozila u NMC NISMO

Izvor: Stratasys

Na internetskoj stranici tvrtke Stratasys još je mnogo drugih sličnih primjera primjene aditivne proizvodnje. Vrlo vjerojatno će u sljedećim mjesecima i godinama biti još mnogo primjera, kod kojih će se tehnologije aditivne proizvodnje primjenjuju za serijsku industrijsku proizvodnju, pri čemu će tvrtka Stratasys i dalje biti vodeća na tom području.