Wysokiej jakości części z tworzywa sztucznego powstające w elastycznym procesie druku 3D to szybka, ekonomiczna alternatywa dla kosztownego, ale znanego procesu formowania wtryskowego.
Wytwarzanie przyrostowe w połączeniu z maszynami CNC oferuje szybkie prototypowanie, uznawane za technologię produkcyjną. Ale czy naprawdę może konkurować z klasycznymi procesami produkcyjnymi, takimi jak formowanie wtryskowe, jeśli chodzi o rozmiar, dokładność, niezawodność i powtarzalność? Albo inaczej — kiedy sensowne jest zastąpienie formowania wtryskowego produkcją addytywną?
Druk 3D - potencjał i zalety
Dru 3D nie wymaga kosztownych i czasochłonnych narzędzi — za pomocą tego samego urządzenia można stworzyć komponenty w praktycznie każdym kształcie. W powstałych modelach fizycznych błędy i nieścisłości można łatwo i szybko wykryć. Proces iteracji projektowej jest zatem bardziej oszczędzający czas, opłacalny i nieskomplikowany z wykorzystaniem druku 3D. I wreszcie, jest znacznie mniej odpadów, które byłyby generowane przez inne procesy produkcyjne, takie jak frezowanie, toczenie lub szlifowanie. Chroni to środowisko, oszczędza zasoby i odciąża budżety.
Dzięki procesowi wytwarzania przyrostowego możemy również szybko reagować na zmiany wymagań podczas trwającego procesu produkcyjnego, zamawiać stosownie do sytuacji, a tym samym unikać kosztownego magazynowania. Szybkie prototypowanie umożliwia nam tworzenie precyzyjnych prototypów bezpośrednio z istniejących danych CAD – szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. A te prototypy nie tylko wyglądają jak produkty końcowe, ale też tak działają. W ten sposób można szybko i łatwo zoptymalizować wygląd i funkcjonalność.
W przypadku części formowanych wtryskowo te elastyczne opcje nie są dostępne, ponieważ forma wtryskowa musiałaby być modyfikowana lub nawet przebudowywana, co w przypadku wycinania czy frezowania itp. wiąże się z wysokimi kosztami. W procesie wytwarzania addytywnego wystarczy zmiana w cyfrowym modelu CAD. Co więcej, cena części pozostaje taka sama.
Szybkie prototypowanie - wyzwania
Oprócz wszystkich niezaprzeczalnych korzyści technologia szybkiego prototypowania wiąże się jednak z pewnymi podstawowymi wyzwaniami:
- komponenty nadal muszą zostać przeprojektowane, co jest czasochłonne i stosunkowo niezautomatyzowane
- obecnie wciąż mamy ograniczony wybór materiałów do niektórych procesów druku 3D
- nie można uzyskać tak gładkich powierzchni, jak w przypadku formowania wtryskowego
Istnieją również wyzwania związane z powtarzalnością procesu i jego niezawodnością. Wymagany jest tutaj szczególnie wysoki standard jakości, który nie wszyscy dostawcy są jeszcze w stanie skutecznie wdrożyć, aby nadążyć za konwencjonalnymi procesami. Zmniejszenie całkowitych kosztów produkcji jest celem nie tylko w przypadku małych partii i prototypów, ale także w przypadku produkcji na dużą skalę.
Przemysłowa produkcja seryjna z wykorzystaniem technologii wytwarzania przyrostowego, nawet w przypadku większych ilości, wymaga niezależnych strategii projektowania komponentów, aby dotrzymać kroku konwencjonalnym metodom. Nasi eksperci w AM3D mają takie strategie i wdrażają je indywidualnie w zależności od projektu. To sprawia, że jesteśmy jednym z nielicznych usługodawców, którzy do tej pory opracowali niezawodne rozwiązania umożliwiające przezwyciężenie wszystkich wspomnianych wyżej wyzwań i uczynienie szybkiego prototypowania prawdziwą alternatywę produkcyjną.
Szybkie prototypowanie jako idealne uzupełnienie konwencjonalnych technologii wytwarzania
Wróćmy do początkowego pytania — czy szybkie prototypowanie może nadążyć za formowaniem wtryskowym? To zależy! Ponieważ szybkie prototypowanie nie jest Świętym Graalem produkcji dla wszystkich zastosowań. Przede wszystkim konwencjonalne procesy, takie jak formowanie wtryskowe, nadal są najlepszym rozwiązaniem dla dużych ilości w sektorze produkcji wielkoseryjnej i masowej. Tam technologie addytywne nigdy nie zastąpią wszystkich technologii konwencjonalnych. Natomiast jeśli chodzi o wytwarzanie małych serii, spersonalizowane wyroby lub szczególnie skomplikowane geometrie, procesy wytwarzania addytywnego zdecydowanie sprawdzają się jako optymalna alternatywa, albo uzupełnienie wypróbowanych i przetestowanych procesów. Im bardziej rozwinie się ta technologia w najbliższych latach, tym większe będą ilości, jakie będzie można wyprodukować z jej wykorzystaniem.
Wysoki potencjał istnieje w wielu branżach — w służbie zdrowia, lotnictwie, transporcie, sportach motorowych i innych. W tym miejscu szybkie prototypowanie ujawnia zalety, które sprawiają, że jest to obecnie jedna z najbardziej ekscytujących technologii, oferująca:
- krótki czas produkcji — tylko kilka dni na prototyp
- zrównoważony rozwój — mniej odpadów materiałowych
- indywidualizację — szybka adaptacja danych 3D
- zamówienie na żądanie — produkcja krótkoterminowa, elastyczna
- realizacja lekkich konstrukcji — szeroki wachlarz możliwości
- niskie koszty produkcji — brak wysokich kosztów początkowych związanych z produkcją oprzyrządowania i narzędzi
- dowolnie skalowalne — możliwe złożone geometrie
- wydajna metodologia testowa — ekonomiczny, szybki druk testowy
Produkcja addytywna ma zatem zawsze sens, gdy komponenty (złożone geometrycznie) są wymagane w mniejszych ilościach, a konwencjonalnie byłoby to obciążone dużym kosztem. Ponadto szybkie prototypowanie może wzbogacić standardowe komponenty o dodatkowe funkcje. Jeśli jednak te części są już od dawna optymalizowane i mogą być produkowane ekonomicznie w dużych ilościach za pomocą konwencjonalnych metod, na przykład poprzez formowanie wtryskowe, to warto przy tym pozostać.
