Jak druk 3D zmienia pracę konstruktorów maszyn i urządzeń?

Pojawienie się drukarek 3D na zawsze zrewolucjonizowało proces tworzenia urządzeń elektronicznych, maszyn, a nawet zaawansowanych narzędzi i pojazdów. W zaledwie kilka lat nieduże drukarki oparte na technologii FDM (Fused Deposition Modeling) zadomowiły się w pracowni praktycznie każdego zespołu R&D na świecie. 

 

Bieżące drukowanie części i prototypów już od dekady jest standardowym elementem wdrażania nowych produktów i technologii, ale od paru lat, z pierwszego rzędu obserwujemy kolejny etap tej rewolucji. 

 

Za sprawą technologii HP Multi Jet Fusion, druk 3D staje się już nie tylko bieżącym elementem procesu prototypowania, ale i technologią końcową, wspierającą w tworzeniu wytrzymałych części i atrakcyjnych obudów do urządzeń. 

 

Co potrafi nowoczesny druk 3D?

Kiedy te kilkanaście lat temu drukarki 3D FDM stawały się powszechnie używane w procesie tworzenia urządzeń, technologia MJF była dopiero w fazie wczesnego rozwoju. Rozumiejąc potencjał druku 3D, firma HP chciała stworzyć urządzenia o znacznie szerszym zastosowaniu niż FDM. 

Drukarki te miały być znacznie większe i precyzyjniejsze, by pozwolić na szybkie tworzenie znacznie większej liczby części oraz elementów o dużych gabarytach. Producent dostrzegł, że druk 3D może okazać się bardzo opłacalnym rozwiązaniem, stanowiącym doskonałą alternatywę dla technologii wtryskowej. 

 

Drukarki Multi Jet Fusion otworzyły nowy etap w historii druku 3D, opierając się na czterech głównych cechach:

 

1. Szybkość produkcji – drukarki MJF to duże urządzenia stworzone z myślą o zastosowaniu produkcyjnym, a zatem mają znacznie większą komorę. Co więcej, poszczególne elementy powstają w tym samym czasie, co sprawia, że są one w stanie wytworzyć nawet 1000 elementów w tym samym czasie, w jakim drukarki FDM wytworzyłyby kilkadziesiąt.

2. Jakość i precyzja druku – drukarki MJF zapewniają dokładność do +/-0.3 mm dla obiektów o długości do 100 mm i +/-0.3% dla obiektów powyżej 100 mm. W przeciwieństwie do FDM, gdzie warstwy mogą być widoczne, części wytworzone za pomocą MJF mają gładsze powierzchnie i taką samą wytrzymałość na każdej osi. Mogą dzięki temu być używane w bardziej wymagających zastosowaniach, takich jak obudowy elektroniki czy części samochodowe.

3. Możliwość drukowania niemal dowolnych geometrii – technologia MJF pozwala na drukowanie skomplikowanych geometrii, które byłyby trudne do osiągnięcia przy użyciu FDM. W MJF precyzyjne nakładanie materiału i brak konieczności stosowania podpór dla skomplikowanych struktur umożliwiają tworzenie bardziej zaawansowanych i funkcjonalnych projektów, dając większą swobodę inżynierom i projektantom. 

4. Opłacalność przy produkcji krótko i średnioseryjnej – MJF stała się pierwszą technologią addytywną, która pozwoliła w opłacalny sposób tworzyć dużą liczbę części, co w połączeniu z jakością i precyzją umożliwiło wykorzystanie w produkcji obudów do urządzeń.

Przełamywanie opinii „technologii do prototypowania”

Chociaż pierwsze urządzenia Multi Jet Fusion trafiły na rynek już w 2016 roku, druk 3D w oczach wielu projektantów nadal jest technologią mającą zastosowanie wyłącznie w prototypowaniu. 

 

Jako firma specjalizująca się w technologii MJF, regularnie spotykamy się ze sporym zaskoczeniem, gdy rozmawiamy z producentami urządzeń i opisujemy możliwości tego rozwiązania. Zdarza się, że dla niektórzy klienci trafiają do nas już po kilku nieudanych eksperymentach z innymi technologiami, w tym z drukiem 3D. Po kilku zamówieniach okazuje się jednak, że rozwiązanie, jakie oferujemy, znacznie różni się od wcześniej utartej opinii o technologiach addytywnych. 

 

Koniec końców, często słyszymy tego rodzaju feedback:

 

„Realizacja naszych projektów bez wsparcia Cubic Inch byłaby właściwie niemożliwa. Technologia okazała się dla nas idealna, a proces współpracy był bez zarzutu”. – Piotr Gryszczuk, CTO InnovationAG

 

Negatywna opinia o druku 3D jako technologii wykorzystywanej głównie na etapie “proof of concept” jest jednak wciąż dość powszechna, co oczywiście jest zrozumiałe, jeśli weźmiemy pod uwagę to, jak długo druk 3D był rozumiany wyłącznie jako FDM. 

 

Tak sytuację opisuje nasz konstruktor, Michał Figat:

 

„Chociaż technologia MJF należy do dużej grupy rozwiązań nazywanych ogólnie »drukiem 3D«, to jest ona dość szczególna i znacznie różni się od konkurencyjnych podejść. Projektując pod MJF mamy więcej możliwości i pola do manewru, co może mieć bardzo duży wpływ na projekt — np. zmniejszając wagę części i tym samym koszt zamówienia. Niestety, projektantom nie mającym doświadczenia w MJF, bardzo trudno maksymalnie wykorzystać ten potencjał, dlatego za każdym razem pokazujemy klientom te możliwości optymalizacji”.

 

Rewolucyjny wpływ druku 3D na proces projektowania i wdrażania produktów

Jak pokazują nam niektóre współprace, projektowe możliwości technologii MJF nie są oczywiste nawet dla konstruktorów mających doświadczenie z drukiem 3D. Tak wspomina jeden z projektów Michał Figat:

 

„Podczas pracy nad projektem, który nie był przystosowany pod druk 3D,  zauważyliśmy możliwości modyfikacji pod kątem masy, która jest jednym z kluczowych czynników wpływających na wycenę projektu. Wprowadzone zmiany pozwoliły zmniejszyć masę części z 400 g do 130 g. Koszt projektu został znacznie zredukowany, co przyniosło klientowi oszczędności na ponad 50%”.

 

Innym kluczowym aspektem, na jaki zwracają uwagę firmy, jest wpływ na sam proces produkcji. Szczególnie docenianą przewagą jest możliwość szybkiej realizacji zamówień i dowolne zmiany w projekcie między seriami bez dodatkowych kosztów. Idealnym przykładem na to była m.in. nasza współpraca z firmą AM Systems, zajmującą się montażem dodatkowego wyposażenia samochodów. 

 

„Projekty dla branży automotive są zawsze na wczoraj. Taka specyfika branży. Kiedy więc okazało się, że kilka dni realizacji na 600 sztuk obudów do czujników parkowania to realny termin, klient był w niemałym szoku. Najważniejsze dla klienta jednak było to, że mogliśmy przed każdym zamówieniem wprowadzić zmiany w projekcie. Części musiały być precyzyjnie dopasowane do konkretnego modelu samochodu, więc nie było mowy o skorzystaniu z technologii wtryskowej. Szybko stało się jasne, że klient zostaje z nami na dłużej”.

 

Rewolucja, która dopiero się zaczyna

 

Codziennym elementem naszej pracy jest pomaganie klientom odnaleźć najlepsze metody na wykorzystanie nowoczesnego druku 3D w ich projektach. Pomagamy odnajdywać i redukować koszty, przyspieszać procesy, ale też na bieżąco odkrywamy nowe zastosowania tej technologii. 

 

Jako konsultanci, poznajemy dokładnie potrzeby naszych klientów, by znaleźć najbardziej korzystne sposoby wykorzystania Multi Jet Fusion w ich procesach i pomagamy odpowiedzieć na pytania, takie jak:

 

• • Czy druk 3D będzie odpowiednią technologią?

• • Ile uda się zaoszczędzić, wykorzystując druk 3D?

• • Jak dużym usprawnieniem czasowym i procesowym może być druk 3D?

 

Jeśli też szukasz odpowiedzi na te pytania, napisz do nas.