Tranzicija na proizvodne aplikacije primenom aditivne proizvodnje

Mnogo činjenica potvrđuje, da su tehnologije aditivne proizvodnje spremne za primenu u proizvodnji, što se može pripisati velikom napretku na području aditivne proizvodnje i 3D-štampe. Razvoj tehnologija aditivne proizvodnje u poslednje četiri decenije omogućio je njihovu tranziciju s tradicionalne nužne izrade prototipova na područje industrijske proizvodnje. U kompaniji Stratasys, koja je vodeća na području aditivne proizvodnje, uvereni su, da se trenutno događa prelazni period, kojeg pokreće kombinovani napredak performansi uređaja, svojstava materijala i programske opreme, što omogućuje velikoserijsku proizvodnju konačnih proizvoda visokog kvaliteta uz visoku isplativost .

Brojne tehnologije aditivne proizvodnje su se pokazale kao primerene za proizvodnju konačnih proizvoda, što dokazuje partnerska saradnja kompanije Stratasys sa sve većim brojem korisnika, kako bi se udovoljilo zahtevima i potrebama na tom području. Uprkos tome, u kompaniji Stratasys su svesni, da su i dalje u fazi tranzicije na primenu aditivne proizvodnje u industriji. Primena postupaka aditivne proizvodnje za izradu konačnih proizvoda je pozitivan znak napretka, no tehnologija se još uvek ne primenjuje u proizvodnim sistemima za pouzdanu i ponovljivu proizvodnju srednjih i velikih serija proizvoda. Iako trenutno postoje neke aplikacije primene te tehnologije u proizvodnom sistemu, one su i dalje u manjini. Uprkos tome, stvari se kreću u pravom smeru, jer sve više kompanija povećava količine proizvoda izrađenih aditivnom proizvodnjom.

Proizvodnja konačnih proizvoda u velikim serijama, a ne samo izrada pojedinačnih komada ili vrlo malih serija, već je dugo vremena cilj aditivne proizvodnje, pri čemu je vrlo velika prepreka trošak izrade pojedinačnog proizvoda, a pri tome proizvodnja mora biti ekonomična i kod izrade jednog ili deset hiljada proizvoda a pre nego što bi izrada npr. brizganjem bila jevtinija. Savlađivanje te prepreke zahteva potpun pristup.

Razvoj različitih tehnologija hardvera i softvera za aditivnu proizvodnju, zajedno s razvojem materijala, omogućava povećanje primene aditivne proizvodnje za mnogo veće serije. Neki od ključnih faktora, koji pokreću tu tranziciju, obuhvataju više performanse materijala, potpunu optimizaciju procesa, uključujući naknadnu obradu, povišenu produktivnost i efikasnost, kao i poboljšanu iskoristivost, procesnu pouzdanost i ponovljivost.

Performanse procesa i sistema

Mogućnost usvajanja proizvodnje većih količina proizvoda je, pored visokog kvaliteta, pouzdanosti i ponovljivosti izrade, glavni cilj proizvodnih sistema koji se temelje na tehnologiji aditivne proizvodnje. Sve se temelji na iskorištenju naprednog hardvera i tehnologija za implementaciju projekata u širokom opsegu bez ugrožavanja tačnosti i brzine izrade. Takve sisteme je moguće primenjivati i za izradu kompleksnih proizvoda po meri, za izradu šarži kao i za velikoserijsku proizvodnju, što tradicionalni proizvodni sistemi ne omogućavaju.

Uprkos tome, već od samog početka, i kod aditivne tehnologije jedan proces ne zadovoljava sve zahteve. Zbog toga su u kompaniji Stratasys usredsređeni na razvoj i širenje palete procesa i sistema za ispunjenje zahteva svojih industrijskih korisnika, pri čemu tehnologija 3D-štampe P3 i procesi industrijske proizvodnje s tehnologijama FDM i SAF pokrivaju široki spektar proizvodnih aplikacija uz obezbeđivanje brzine, proizvedenih količina te kvaliteta i mehaničkih svojstava proizvoda.

Potpuni pristup

Sam napredak hardvera nije dovoljan da aditivna proizvodnja postane pouzdana industrijska metoda. U kompaniji Stratasys su toga svesni od samog početka, tako da su tehnologiju razvijali na potpun način. Tranzicija aditivne proizvodnje neposredno na industrijsku proizvodnju je u toku, jer su se raspoloživi hardver, softver i materijali razvili do te mere, da omogućuju potpuna i konkurentna rešenja za ključne aplikacije.

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

»End-to-End«

S aditivnom proizvodnjom svaka faza proizvodnog lanca, od savetovanja s aspekta početne ideje, do završne naknadne obrade, može biti optimizovana s aspekta efikasnosti, kvaliteta i finansijske efikasnosti.

Optimizacija razvoja sistema je vrlo važna za ukupan rezultat aditivne proizvodnje u industrijskoj proizvodnji, kao i hardvera i materijala. Uz uzimanje u obzir svega navedenog, u kompaniji Stratasys su razvili zbirku rešenja softvera za podršku procesu aditivne proizvodnje, koja je fokusirana na otvorenu i povezanu platformu za racionalizaciju procesa aditivne proizvodnje. Softver GrabCAD sa svojim korisničkim interfejsom prilagođenim korisnicima podržava pojednostavljenje pripreme za izradu s funkcijama koje omogućuju pregled i prilagođavanje 3D modela pre samog 3D-štampanja. Profesionalna verzija softvera omogućuje i upravljanje procesima s dodatnim funkcijama koje obuhvataju pristup kontroli, alate za upravljanje postupkom izrade te sledljivost proizvedenih delova.

Mogućnosti za dodatnu vrednost

U kompaniji Stratasys mnogo razgovaraju sa svojim kupcima u vezi s izazovom primene aditivne proizvodnje za serijsku proizvodnju. Količine, troškovi i kvalitet važni su faktori, ali se često zaboravljaju prednosti integracije proizvodnih strategija aditivne proizvodnje i dodatne vrednosti koje donosi.

• Često se potcenjuje fleksibilnost i njen doprinos poslovanju. Tehnologije aditivne proizvodnje ne zahtevaju alate, što otklanja duge rokove 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 obezbeđuje višu fleksibilnost.

• Tehnologije aditivne proizvodnje se pokazuju izvrsnima pri izradi kompleksnih komponenti. 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 proizvod može optimizovati obzirom na funkciju te razvijati sa svim elementima za poboljšanje performansi.

• Proces aditivne proizvodnje se može proširiti izradom prilagođenih proizvoda i srednjih serija na ekonomičan način te velikih serija efikasnije nego tradicionalnim tehnologijama. A to omogućuje rast masovne proizvodnje.

Vertikalna integracija u proizvodnju

Razvoj tehnologija aditivne proizvodnje u kompaniji Stratasys i edukacija korisnika u vezi mogućnosti i dodate vrednosti te tehnologije već pokazuje prve pozitivne rezultate na području tranzicije na primenu u serijskoj proizvodnji. Potražnja za agilnim i efikasnim proizvodnim rešenjima koja su prilagodiva raste na brojnim područjima, između ostalog na područjima medicine i stomatologije, vazduhoplovne industrije, energetike i transporta. U nastavku je nekoliko primera aplikacije tehnologija aditivne proizvodnje u praksi.

Proizvođač konektora i senzora TE Connectivity

Kompanija TE Connectivity je vodeći svetski proizvođač konektora i senzora, gde godišnje izrađuje 192 milijarde proizvoda za globalno tržište. Kompanija je jedan od prvih korisnika tehnologije 3D-štampe te je 2018. godine učestvovala u testiranju sistema Origin One kompanije Stratasys, koji radi na principu tehnologije P3. Tim za aditivnu proizvodnju u kompaniji TE Connectivity je prepoznao potencijal te tehnologije i materijala koji su na raspolaganju.

»Kompanija Stratasys je bila izvrstan partner koji nam je pomagao pri optimizaciji tačnosti i ponovljivosti izrade konektora, koji zahtevaju tačnost ± 50 mikrometara te prikazao mogućnosti primene aditivne proizvodnje na izradu serija veličine više desetina hiljada delova. Softver, hardver i materijali tvrtke Stratasys sada nam omogućuju proširenje proizvodnje. Verujemo, da je sve to pomoglo, da je kompanija TE Connectivity agilan i isplativ partner za brojne vodeće svetske kompanije.« Mark Savage, rukovodilac na području aditivne proizvodnje kompanije TE Connectivity

Izvor: Stratasys

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

Izvor: Stratasys

Proizvođač vazduhoplova Lockheed Martin

Ako je svemir poslednja granica, putovanje čoveka duboko u svemir, nakon Meseca, najveći je izazov. Program Orion američke agencije NASA namenjen je upravo tome. Uslovi u dubokom svemiru zahtevaju pristup s većim brojem misija za ispitivanje komponenti i izradu novih svemirskih letelica za svaku misiju. Takav pristup obezbeđuje izdržljivost komponenti, te ujedno predstavlja i mnoge izazove za kompaniju Lockheed Martin, glavnog dobavljača za svemirske letelice Orion.

Roush Performance

Kompanija 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.

Umesto brizganja plastike, inženjeri kompanije Roush Performance primenjuju 3D-štampu s tehnologijom SAF na štampačima H350 proizvođača Stratasys. Taj proces spajanja slojeva praškastog materijala obezbeđuje dovoljno veliki upliv u proizvodnju, što omogućuje izradu više hiljada komponenti za vozila F-150.

Nissan Nismo

3D-štampači Origin One proizvođača Stratasys obezbeđuju fleksibilnu proizvodnju vozila visokih performansi Nismo proizvođača Nissan.

»Elastomeri koje smo primenili na uređaju Origin One su predstavljali veliku prednost za naš tim. Jednostavnost upotrebe i izdržljivost materijala IND 402 su odgovarajući za naše potrebe, pri čemu smo primetili i evoluciju te nove tehnologije.« Taisuke Shibayama, direktor sektora razvoja vozila u NMC NISMO

Izvor: Stratasys

Na internet stranici kompanije Stratasys mnogo je sličnih primera primene aditivne proizvodnje. Vrlo verovatno će u narednim mesecima i godinama biti još mnogo primera, kod kojih će tehnologije aditivne proizvodnje da se primenjuju za serijsku industrijsku proizvodnju, pri čemu će kompanija Stratasys i dalje biti vodeća na tom području.