W automatyce przemysłowej chwytak to standardowy element wyposażenia. Ma chwycić detal, utrzymać go we właściwej pozycji i umożliwić wykonanie kolejnej operacji. Zazwyczaj nie przywiązuje się do tego szczególnej wagi
Ale co, jeśli przeprojektowanie jednego chwytaka może jednocześnie skrócić czas dostawy, obniżyć koszty importu, zmniejszyć masę całego systemu, ograniczyć zużycie energii i zmienić sposób zarządzania częściami zamiennymi?
Taką szansę dostrzegła działająca w branży automotive firma Sodecia.
Problem: 30 dni oczekiwania na jeden kluczowy komponent
Sodecia wykorzystywała chwytaki przemysłowe do utrzymywania dużych komponentów motoryzacyjnych podczas spawania punktowego, MIG czy nitowania.
W przypadku elementów takich jak ramy drzwi precyzja chwytaka ma bezpośrednie znaczenie dla dokładności całego procesu.
Problem polegał jednak na tym, że firma była uzależniona od zewnętrznego dostawcy, a czas oczekiwania na chwytak wynosił około 30 dni.
Do tego dochodziły:
- koszty i czas transportu,
- podatki importowe,
- konieczność utrzymywania części zamiennych,
- masa aluminiowej konstrukcji,
- ograniczona elastyczność przy wprowadzaniu zmian.
Zamiast więc szukać sposobu na niewielką optymalizację istniejącego rozwiązania, Sodecia postanowiła przeprojektować cały koncept chwytaka z myślą o produkcji addytywnej.
Przełom: czas realizacji skrócony z 30 dni do mniej niż 2 tygodni
Wykorzystanie HP Multi Jet Fusion pozwoliło skrócić czas dostawy od 30 dni do maksymalnie 2 tygodni.
To jednak był dopiero pierwszy efekt.
Produkcja mogła zostać uruchomiona lokalnie w ramach HP Digital Manufacturing Network. W przypadku kanadyjskich zakładów oznaczało to również wyeliminowanie podatków importowych.
Oszczędność: około 5%, czyli blisko 1000 dolarów na każdym zamówieniu.
Lokalna produkcja oznaczała jednocześnie krótszy transport, mniejsze ryzyko opóźnień oraz możliwość znacznie szybszego reagowania na zmiany projektu.
Jeden projekt, wiele obszarów optymalizacji
Najciekawsze w tym case study jest to, że MJF nie zostało wykorzystane wyłącznie jako szybsza metoda produkcji.
Technologia wpłynęła praktycznie na każdy etap funkcjonowania produktu.
Konstrukcja – chwytaki mogły zostać zaprojektowane jako modułowe i regulowane, umożliwiając szybką wymianę poszczególnych ramion.
Produkcja – czas realizacji został skrócony z 30 dni do mniej niż 2 tygodni, a zmiany konstrukcyjne można było wprowadzać bez konieczności wykonywania nowego oprzyrządowania.
Logistyka – lokalny druk ograniczył czas transportu i pozwolił uniknąć części kosztów importowych.
Masa – lżejsza konstrukcja otworzyła możliwość zastosowania mniejszych robotów, ograniczenia zużycia energii oraz łatwiejszego i tańszego transportu.
Magazynowanie – zmniejszyła się potrzeba utrzymywania dużej liczby części zamiennych na stanie.
Montaż – konstrukcja może docelowo wymagać mniejszej liczby elementów złącznych, co upraszcza cały proces.
Mniejsza masa oznacza więcej niż lżejszy chwytak
Redukcja masy jest szczególnie interesująca w kontekście automatyzacji.
Lżejszy chwytak może oznaczać możliwość wykorzystania mniejszego robota. To z kolei wpływa na koszt całego stanowiska, jego gabaryty i zużycie energii.
Sodecia wskazała również na możliwość integracji dodatkowych urządzeń bezpośrednio z chwytakiem, np. systemów do wymiany końcówek elektrod przy spawaniu punktowym.
W praktyce oznacza to, że optymalizacja jednego komponentu może prowadzić do przeprojektowania całego stanowiska produkcyjnego.
Modelowy case dla producentów automatyki
Historia Sodecii jest dobrym przykładem tego, jak należy patrzeć na przemysłowy druk 3D.
Nie jako na technologię, która ma po prostu zastąpić aluminium tworzywem.
I nie tylko jako na sposób na szybsze wykonanie pojedynczej części.
Największa wartość pojawia się wtedy, gdy technologia addytywna staje się elementem całego procesu biznesowego — od projektowania, przez produkcję, aż po logistykę, serwis i zarządzanie zapasami.
W tym przypadku jedna zmiana technologii wpłynęła jednocześnie na:
- 30 dni → mniej niż 2 tygodnie czasu realizacji,
- ~5% / około 1000 USD oszczędności na podatkach importowych,
- niższą masę i możliwość wykorzystania mniejszych robotów,
- mniejsze zużycie energii,
- mniejsze zapasy części zamiennych,
- szybsze modyfikacje projektu,
- prostszą i bardziej modułową konstrukcję.
To właśnie dlatego ten projekt można traktować jako wzór dla firm produkujących chwytaki, oprzyrządowanie, komponenty robotyczne i elementy automatyki.
Najlepsze wdrożenia druku 3D nie polegają na zamianie jednej technologii produkcji na drugą. Polegają na znalezieniu punktu, w którym jedna zmiana konstrukcyjna może poprawić cały system.
