Dispozitive auxiliare imprimate 3D: costuri mai mici și reacții mai rapide în producția industrială

Performanța unei linii de producție depinde inclusiv de dispozitivele care susțin operațiile zilnice: poziționarea pieselor, fixarea lor, ghidarea montajului sau manipularea între posturile de lucru. Aceste componente trebuie adaptate produsului și înlocuite rapid atunci când se uzează.

 

Exemplele prezentate de Formlabs arată cum fabricarea internă prin imprimare 3D poate răspunde acestor cerințe. La Pankl Racing Systems, Productive Plastics, Eaton și The Factory Amsterdam, dispozitivele personalizate au devenit instrumente pentru reducerea costurilor și rezolvarea problemelor concrete din producție.

Provocarea: dispozitive personalizate disponibile la timp

În fabricația convențională, realizarea unui dispozitiv auxiliar poate implica proiectare, prelucrare, asamblare și aprovizionare de la un furnizor extern. Dacă geometria produsului se schimbă, dispozitivul trebuie modificat sau refăcut.

Imprimarea 3D permite realizarea internă a unor ghidaje, dispozitive de poziționare și fixare, șabloane sau componente pentru manipulare robotizată. Alegerea materialului și validarea funcțională rămân esențiale: dispozitivul trebuie verificat dimensional și testat în condițiile reale de utilizare.

Pankl Racing Systems: dispozitive realizate peste noapte

 

Pankl Racing Systems produce componente pentru motoare și transmisii destinate unor aplicații de înaltă performanță. Fabricarea angrenajelor presupune mai multe etape de prelucrare și numeroase dispozitive adaptate fiecărui reper.

 

În timpul pregătirii unei noi linii de producție, echipa a avut nevoie de mai multe tipuri de dispozitive decât anticipase. Externalizarea realizării lor ar fi întârziat pornirea producției cu aproximativ șase săptămâni.

 

Soluția a fost fabricarea internă pe imprimante Formlabs SLA. Un dispozitiv putea fi imprimat în 5–9,5 ore, fiind disponibil în dimineața următoare pentru verificare și eventuale ajustări. Utilizarea a trei imprimante permitea realizarea a aproximativ 40 de dispozitive pe săptămână.

 

Costurile directe raportate au scăzut de la 40–300 de euro pentru variantele prelucrate convențional la aproximativ 8,5–25 de euro pentru cele imprimate 3D. Pentru necesarul de peste 1.000 de dispozitive, compania estima economii de peste 150.000 de euro.

 

Echipa a verificat inclusiv comportamentul rășinii în contact cu lichidele de răcire și sub sarcini intermitente. Toleranțele de aproximativ ±0,1 mm obținute în aplicația respectivă satisfăceau cerințele dispozitivelor.

 

Productive Plastics: continuitatea producției și reducerea risipei

 

La Productive Plastics, piesele termoformate diferă de la o comandă la alta, iar echipamentele trebuie adaptate acestor geometrii. Compania a introdus imprimarea SLS pe Fuse 1, folosind Nylon 12 pentru dispozitive auxiliare și componente personalizate.

 

Un exemplu a fost realizarea unor dispozitive de prindere care permiteau utilizarea unor foi de material dimensionate mai eficient. Alternativa era consumarea unor foi mai mari sau așteptarea unor componente prelucrate extern. Varianta imprimată intern a permis pornirea producției într-o zi, reducând surplusul de material.

 

O intervenție importantă a vizat rotorul unei pompe de vid. Defectarea acestuia amenința funcționarea unei întregi celule de producție, iar piesa originală avea un termen de livrare de șase până la opt săptămâni. Echipa a proiectat și imprimat peste noapte un înlocuitor din Nylon 12. Acesta a permis repornirea echipamentului, evitând o pierdere estimată de companie la aproximativ 30.000 de dolari.

 

Imprimarea 3D a fost utilizată și pentru ghidaje de poziționare la montaj și șabloane pentru finisare. Acestea au înlocuit operații bazate pe apreciere vizuală sau dispozitive din lemn, contribuind la executarea mai consecventă a operațiilor.

The Factory Amsterdam: adaptarea rapidă a prinderii la geometria piesei

 

Pentru The Factory Amsterdam, atelier specializat în prelucrare, fiecare produs nou poate necesita o soluție diferită de prindere pe strungul CNC. Compania a utilizat imprimarea SLS pentru inserții interschimbabile ale bucșelor de prindere, adaptate formei reperelor.

 

Comparația publicată de Formlabs indică un cost de aproximativ 150 de dolari și un termen de trei până la patru săptămâni pentru alternativa externalizată. Inserția realizată intern din Nylon 12 costa aproximativ 7 dolari și putea fi disponibilă într-o zi.

 

În această aplicație, materialul trebuia să suporte solicitările mecanice și contactul continuu cu lichidul de răcire. Variantele încercate prin FDM prezentaseră probleme de fluaj, delaminare și rezistență chimică. Inserțiile SLS din Nylon 12 au avut un comportament adecvat, iar atelierul a raportat utilizarea unui set pentru aproximativ 3.000 de piese, pe durata a peste 100 de ore de producție, fără semne de uzură.

 

Compania a realizat și dispozitive pentru montarea magneților, reducând efortul operatorilor. Fabricarea internă permitea ajustarea rapidă a geometriei, păstrând utilajele de prelucrare disponibile pentru comenzile clienților.

Eaton: integrarea imprimării 3D în activitatea zilnică

 

La fabrica Eaton din Olean, aproximativ 15.000 de varistoare cu oxid metalic parcurg zilnic operații de fabricație, testare și asamblare. Un asemenea flux necesită numeroase dispozitive auxiliare și componente pentru automatizare.

 

După un an de utilizare a sistemului Formlabs Fuse, fabrica înlocuise aproximativ 90% dintre dispozitivele realizate anterior prin prelucrarea materialului Delrin. Recuperarea investiției, estimată inițial la nouă luni, fusese realizată în aproximativ șase luni, potrivit inginerului responsabil.

 

Implementarea a fost susținută de centrul de competență Eaton pentru fabricație aditivă. Evaluarea tehnologiilor urmărea ușurința utilizării, fiabilitatea și repetabilitatea, astfel încât soluțiile recomandate să poată fi integrate în activitatea fabricilor.

 

Privite împreună, aceste exemple evidențiază valoarea practică a imprimării 3D interne: posibilitatea de a adapta rapid un dispozitiv la o cerință concretă. Beneficiul se măsoară prin timpul câștigat, materialul economisit, operațiile simplificate și capacitatea echipei de a menține producția în mișcare.

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne