W zarządzaniu częściami zamiennymi ostatecznym celem jest znalezienie równowagi między kosztami produkcji części zamiennych, czasem realizacji i ilością części, które muszą być przechowywane w magazynie. Jedną z technologii, która pomaga zarówno producentom, jak i dostawcom osiągnąć ten cel, jest druk 3D, często w parze ze skanowaniem przestrzennym.
Jako cyfrowa technologia produkcyjna, druk 3D umożliwia przechowywanie niektórych części zamiennych w wirtualnym magazynie i produkcję w miejscu, w którym są potrzebne, zmniejszając w ten sposób koszty magazynowania i poprawiając obsługę. Przy niższych kosztach stałych w porównaniu z tradycyjnymi technologiami druk 3D okazuje się również bardziej opłacalny w przypadku produkcji niskonakładowej.
Nic więc dziwnego, że coraz więcej firm uważa, że drukowanie części zamiennych w 3D umożliwia bardziej efektywny rynek obsługi posprzedażowej, a ponadto może zmniejszyć nakłady logistyczne i zapasy. Szczególnie w przypadku starszych maszyn, urządzeń czy samochodów (oldtimerów i youngtimerów) o bardzo skomplikowanych podzespołach, do których wycofano już oryginalne części zamienne z seryjnej produkcji.
Odtworzenie zużytego komponentu, który nie jest już wytwarzany
Aby wykonać wydrukowaną w 3D kopię uszkodzonej lub zużytej oryginalnej części, konieczne jest posiadanie jej cyfrowego modelu 3D. Istnieją dwa sposoby na uzyskanie takiego modelu 3D – poprzez zaprojektowanie danej części zamiennej lub skan 3D uszkodzonego komponentu i konwersja uzyskanego modelu siatkowego na bryłowy.
Skanowanie 3D w przypadku odtworzenia komponentu, którego projektu nie posiadamy, jest najszybszym sposobem na jego replikację. Sprawdza się szczególnie w przypadku komponentów średniej wielkości o złożonej geometrii, np. z licznymi otwartymi przestrzeniami.
Skanowanie 3D z wykorzystaniem skanera Artec Spider 3D
Zespół AM3D wspiera serwisantów Centrum Druku w odtwarzaniu komponentów drukarek i innych urządzeń, które nie są już produkowane seryjnie. Aby płynnie realizować usługi konserwacyjne i naprawy często wymagana jest digitalizacja części, które następnie są drukowane w ilościach zgodnych z aktualnym zapotrzebowaniem. Skan 3D wykonywany jest za pomocą ręcznego skanera Artec Spider 3D, przeznaczonego do przechwytywania w wysokiej rozdzielczości obiektów o skomplikowanych kształtach i ostrych krawędziach z dokładnością do 0,05 mm. Dzięki najnowszemu zestawowi funkcji i narzędzi skanowania do CAD bezpośrednio w Artec Studio możliwa jest konwersja złożonych kształtów organicznych na modele bryłowe jednym kliknięciem.
Główną zaletą zastosowania skanowania 3D w replikacji komponentów jest to, jak wierne rzeczywistości są tworzone modele. Skany trafiają do komputera w skali 1:1, co stanowi ogromną poprawę w stosunku do ręcznego wykonywania pomiarów, obarczonych ryzykiem błędu. Ponadto zapewnia szybkie uzyskanie dokładnych danych bez wpływu na oryginalną część.
Modelowanie 3D w celu odtworzenia uszkodzonego fragmentu części
W ciągu kilkunastu minut inżynierowie AM3D zebrali wszystkie dane o prowadnicy, którą chcieli zreplikować i przetworzyli najpierw na siatkę, a następnie model CAD w Artec Studio z dodatkowym modelowaniem 3D wykonanym w oprogramowaniu SolidWorks.
Finalny plik STL został następnie wysłany do druku 3D. Po kilku godzinach otrzymali gotowy komponent, który niczym nie różnił się od oryginału.
Addytywne wytwarzanie części zamiennych to oszczędność czasu nawet do 80% w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Jeśli część zamienna jest elementem funkcjonalnym, szczególnie odpowiednie są tworzywa termoplastyczne (głównie nylony). Druk 3D umożliwia również uzyskanie najwyższej precyzji części zamiennych, przy jednoczesnym skróceniu czasu potrzebnego na ich wytworzenie. Projekt CAD można także zapisać i wznowić drukowanie w momencie zapotrzebowania, bez konieczności fizycznego przechowywania komponentu w magazynie.
Zespół AM3D wykorzystał do produkcji uszkodzonej prowadnicy druk 3D w technologii HP Multi Jet Fusion, która oferuje inżynieryjną jakość wydruków między innymi z biopolimeru PA 11, który wybrano do produkcji komponentu. Wytrzymałość tego materiału jest porównywalna ze stalą, a waga komponentu zdecydowanie niższa.
Montaż komponentu
Dzięki zastosowaniu skanowania 3D i precyzyjnego druku 3D inżynierom AM3D udało się uzyskać w pełni funkcjonalny komponent, który można było łatwo zamontować w urządzeniu. Nowo wydrukowana prowadnica pasowała idealnie. Przyjmując ten proces, serwisanci Centrum Druku mogą znacznie poprawić swoją elastyczność i sprawność biznesową oraz przyspieszyć realizację napraw niezależnie od dostępności części zamiennych na rynku.
Nie tylko serwis Centrum Druku korzysta z addytywnej produkcji części zamiennych na miejscu. Whirlpool — międzynarodowy producent urządzeń gospodarstwa domowego, tworzy cyfrową inwentaryzację w ramach optymalizacji swojego systemu części zamiennych. Pierwszą częścią, która została zakwalifikowana do wytwarzania addytywnego, jest przycisk wykonany z PA 12 w technologii HP MJF, którą Whirlpool również wybrał do produkcji swoich komponentów montowanych w sprzęcie AGD.
Druk 3D części zamiennych otwiera nowy model biznesowy zarówno dla producentów, jak i dostawców. Drukowanie części zamiennych zamiast przechowywania ich w magazynie może obniżyć koszty, poprawić dostępność części i zminimalizować zależność firmy od łańcucha dostaw dzięki produkcji lokalnej. Jeśli mają być produkowane tylko niewielkie ilości części zamiennych, firmy niekoniecznie muszą inwestować w drukarki 3D. Wraz z rosnącą liczbą platform druku 3D, takich jak AM3D, producenci mogą z łatwością skorzystać z outsourcingu drukowania części zamiennych w 3D, bez inwestowania w kosztowną infrastrukturę AM.
Skanowanie 3D i modelowanie na zlecenie
Aby czerpać korzyści z drukowania w 3D części zamiennych, firmy muszą przyjąć odpowiednie podejście i narzędzia, takie jak inwentaryzacja cyfrowa z wykorzystaniem skanowania 3D. Dysponując szeroką gamą profesjonalnych skanerów firmy Artec 3D, AM3D wykonuje skanowanie 3D wraz z modelowaniem zróżnicowanych obiektów. Oferujemy szczegółowe odwzorowanie w wirtualnej rzeczywistości, wykonując usługi zarówno w Krakowie, jak i w dowolnej lokalizacji wskazanej przez zleceniodawcę.
