Twoje cele są jasne: wysoka produktywność i bezpieczeństwo pracowników, niskie koszty i materiały, które mogą wytrzymać rygory środowiska produkcyjnego. Tradycyjna produkcja ma swoje miejsce, ale nie jest jedyną drogą do uzyskania wytrzymałych części. Produkcja addytywna (AM) wykorzystująca nylon wypełniony włóknem węglowym drukuje w 3D mocne, lekkie części o wysokim stosunku wytrzymałości do masy. Świetnie nadają się do szybkiego prototypowania, krótkich serii produkcyjnych, a nawet jako części końcowe.
Hale produkcyjne, które wykorzystują połączenie tradycyjnej obróbki skrawaniem i produkcji addytywnej, realizują najbardziej wydajny i opłacalny scenariusz.
Druk 3D z wykorzystaniem włókna węglowego pozwala uzyskać wytrzymałe, złożone i łatwo konfigurowalne części na potrzeby od funkcjonalnych prototypów po pełne serie produkcyjne. Można zmniejszyć wagę narzędzi i pomocy produkcyjnych oraz dostosować je tak, aby były bardziej ergonomiczne, wygodne i łatwe w użyciu. Wytrzymałość i sztywność materiału wypełnionego włóknem węglowym umożliwia usprawnienie procesu od wstępnego projektu aż po produkcję.
Twoja hala staje się bardziej wydajna. Eliminuje się bariery projektowe, koszty i czas realizacji są skracane, a kontuzje pracowników są coraz rzadsze.
Ten krótki opis rozwiązania pokazuje nie tylko korzyści płynące z drukowania 3D przy użyciu materiałów o wysokim stosunku wytrzymałości do masy, takich jak włókno węglowe, ale także ilustruje ścieżkę do pełnego rozwiązania integrującego druk 3D w hali produkcyjnej.
Dodanie druku 3D do twojej hali produkcyjnej
Obróbka CNC nie zniknie w przypadku długich serii wytrzymałych części. Jednak drukowanie 3D przy użyciu mocnych, lekkich i sztywnych materiałów, takich jak włókno węglowe, oznacza, że produkcja addytywna może uzupełniać obecne procesy w hali produkcyjnej, zwiększając zwrot z inwestycji w zakresie czasu realizacji części, swobody projektowania i złożoności.
Kluczem jest dokładne określenie, w którym miejscu hali produkcyjnej AM (ang. additive manufacturing) może pomóc obniżyć koszty oprzyrządowania oraz konserwacji i napraw. Czasami znalezienie kluczowych przypadków użycia AM mogą zapewnić sami pracownicy hali produkcyjnej. Nie jest to jednak jedyne źródło.
Zacznij od zidentyfikowania swoich punktów wrażliwości. Następnie przejdź do zastosowań w hali produkcyjnej, które można ulepszyć dzięki skróceniu czasu produkcji, co może poprawić wyniki finansowe. Na koniec skorzystaj z usług ekspertów w dziedzinie strategii i wdrażania technologii AM w celu uzyskania najnowocześniejszych rozwiązań.
Przeszkody na drodze do wydajności
Od strat czasu pracowników, przez nieefektywność linii produkcyjnych, po maksymalizację wykorzystania sprzętu produkcyjnego – wszystko, co stoi na przeszkodzie wydajności, kosztuje. Wyeliminuj nadmierne zużycie, zmniejsz magazynowanie części i dowiedz się, jak wdrożyć inteligentną produkcję z halą produkcyjną połączoną z IoT.
Aplikacje narzędziowe
Nieergonomiczne narzędzia mogą powodować urazy pracowników, a w rezultacie przestoje. Długie terminy produkcji oprzyrządowania, a także brak części zastępczych to obszary, w których AM może poprawić wydajność i obniżyć koszty.
Poszukiwanie właściwej drogi
Potrzebujesz doradztwa w zakresie druku 3D, które niekoniecznie pasuje do konkretnego procesu, ale raczej doradztwa, które pasuje do Twojej linii produkcyjnej. Kompleksowe rozwiązanie AM zaczyna się od właściwej strategii opracowanej przez zespół ekspertów. Właściwe doradztwo odpowiada nie tylko na pytanie, czy technologia AM pasuje do przepływu pracy, ale także w jaki sposób. Spacer po hali produkcyjnej z ekspertami druku 3D może dodatkowo wskazać kluczowe obszary dla zwiększenia wydajności produkcji i pomóc zidentyfikować oszczędności czasu i kosztów.
Pomyśleliśmy, że przyda ci się nasz poradnik
Porównujemy w nim drukarki, żeby ułatwić ci podjęcie decyzji
o wdrożeniu druku 3D dopasowanego do twojej firmy.
Z myślą o tym stworzyliśmy “Porównanie drukarek 3D. Uniwersalny przewodnik użytkownika”.
Nasz przewodnik pomoże ci w procesie decyzyjnym. To użyteczny materiał, który będziesz mógł przedstawić na zarządzie lub przed komitetem zakupowym. Pomaga ocenić technologie i drukarki 3D pod względem szeregu przydatnych kryteriów.
Co znajdę w poradniku?
- Opisy cech charakterystycznych technologii druku 3D.
- Porównanie drukarek 3D różnych producentów według segmentów rynku.
- Porównanie technologii druku 3D.
- Case study zakupu drukarki 3D.
Wytrzymałość materiału ma znaczenie
Tworzywo termoplastyczne wzmocnione włóknem węglowym spełnia wysokie wymagania środowiska produkcyjnego i może zastąpić metalowe oprzyrządowanie. Dzięki mieszance Nylonu 12 i ciętego włókna węglowego, przy obciążeniu 35%, materiał ten ma najwyższą wytrzymałość na zginanie spośród wszystkich termoplastów FDM. Włókno węglowe zapewnia wytrzymałość i sztywność potrzebną do produkcji narzędzi, prototypów i części produkcyjnych. W druku 3D wyprodukowaliśmy nawet funkcjonalne prototypy szyn ramy urządzenia OneWheel.
Poznaj ograniczenia tradycyjnej produkcji, tak aby hala produkcyjna pracowała na pełnych obrotach
Szybkie prototypowanie (ang. rapid prototyping) może być najbardziej znanym zastosowaniem AM, ale nie jest to jedyny szybki proces z wykorzystaniem druku 3D. Dzięki właściwościom materiałów takich jak włókno węglowe dorzucić możemy szybkie oprzyrządowanie (ang. rapid tooling), które może oznaczać mniej przestojów w przypadku awarii narzędzi. Chodzi o szybkie drukowanie w 3D części zamiennych, które mają wytrzymałość niezbędną do utrzymania się w środowisku produkcyjnym. Przyrządy i uchwyty drukowane w 3D z włókna węglowego i Nylon 12 są nie tylko lekkie, ale także wytrzymałe. Spełnią wymogi, zarówno jako tymczasowe narzędzia zastępcze jak i funkcjonalne prototypy.
Ograniczenie przestojów
Przestoje to utracone przychody. Dzięki drukowi 3D można wymienić część znacznie szybciej w porównaniu z tradycyjnymi metodami toolingu. Wszystko dzięki przyjaznemu dla użytkownika oprogramowaniu, które sprawia, że każdy staje się ekspertem w dziedzinie druku 3D.
Zwiększ wydajność
Potrzebujesz nowego narzędzia, aby zwiększyć wydajność linii produkcyjnej? Dzięki drukowi 3D możesz projektować w GrabCAD Print, a następnie płynnie przejść do drukowania. Wszystko to w krótszym czasie niż tradycyjna produkcja przy porównywalnej wytrzymałości i niższych kosztach.
Zmniejszenie ilości odpadów
Produkcja addytywna ze swej natury generuje mniej odpadów niż tradycyjna obróbka skrawaniem. Zamiast wycinania materiału w celu uformowania elementu, materiał jest dodawany warstwa po warstwie, tworząc część, która zasadniczo nie ma odpadów. Jest to nie tylko bardziej opłacalne, ale i bardziej ekologiczne.
Odpowiedni materiał może napędzać projektowanie.
Thule wykorzystuje włókno węglowe i Nylon 12.
Firma Thule, będąca dużym użytkownikiem druku 3D, miała jedną przeszkodę – możliwość drukowania prototypów o sztywności i wytrzymałości części formowanych wtryskowo wzmocnionych włóknem węglowym lub włóknem szklanym. Potrzebne były zwłaszcza w testach funkcjonalnych. Jako pierwsi użytkownicy Nylon 12 wzmacnianego włóknem węglowym firma może teraz wyjść poza samą walidację projektu do rzeczywistego testowania mechanizmów zaciskowych dla produktów takich jak bagażnik kajakowy na dachu.
Stworzyliśmy części obrotowe, takie jak nasz mechanizm zaciskowy z zębami, które pasują do siebie, a które nie wytrzymałyby bez możliwości zastosowania Nylon 12 z włóknem węglowym. Odłamałyby się lub wygięły całkowicie bez złamania.
Rob Humphries, inżynier ds. prototypów i rozwoju produktów w Thule
Zastosowania druku 3D w produkcji
Wartość druku 3D dla branży produkcyjnej polega na jego zdolności do skracania czasu cyklu i obniżania kosztów. Połączenie swobody projektowania pod druk 3D z możliwościami materiałowymi i niezawodnością sprzętu firmy Stratasys daje producentom potężną dźwignię do osiągnięcia personalizacji elementów, produkcji krótkoseryjnej i funkcjonalnego prototypowania.
Materiały o wysokiej wytrzymałości, takie jak Nylon 12 z włóknem węglowym, pozwalają zastąpić cięższe materiały metalowe, tworząc części i narzędzia o mniejszej masie.
Rozważ poniższe przypadki użycia, szukając możliwości obniżenia kosztów produkcji i rozwoju produktu.
Pomoce produkcyjne
Szybka produkcja uchwytów, przyrządów, sprawdzianów i narzędzi kontrolnych pozwala producentom poprawić wydajność cyklu zadań, obniżyć koszty narzędzi i uzyskać więcej narzędzi szybciej niż tradycyjnymi metodami.
Prototypy funkcjonalne
Wysokowytrzymałe materiały umożliwiają tworzenie prototypów funkcjonalnych, skracając czas designu, obniżając koszty i przyspieszając wprowadzanie produktów na rynek.
Optymalizacja ergonomii
Narzędzia drukowane w 3D są lżejsze i można je zoptymalizować pod kątem konkretnych zadań, zwiększając bezpieczeństwo pracowników i wydajność pracy.
Studium przypadku Utah Trikes
Możliwość wykorzystania Nylon 12 z włóknem węglowym na wszystkich etapach procesu produkcyjnego daje Utah Trikes więcej czasu na doskonalenie swoich projektów. Firma wykorzystuje ten materiał do prototypów, oprzyrządowania i produkcji krótkoseryjnej części końcowych ze względu na jego doskonałe właściwości mechaniczne. Jako producentowi personalizowanych produktów druk 3D z Nylon 12 daje Utah Trikes możliwość skrócenia czasu rozwoju produktu.
Części mogą być drukowane szybciej właśnie ze Stratasys Nylon 12 CF, z doskonałą sztywnością w stosunku do masy i z lepszą powtarzalnością niż jakakolwiek inna technologia druku 3D, jaką widzieliśmy.
Ashley Guy, prezes i dyrektor generalny Utah Trikes
Studium przypadku Dixon Valve & Coupling
Dixon Valve & Coupling polega na druku 3D, aby obniżyć koszty produkcji. Używa mocnych, szybko produkowanych narzędzi w postaci lokalizatorów bramowych, uchwytów i szczęk mocujących. Koszt pracy jest znaczącym wydatkiem dla firmy, a możliwość drukowania w 3D narzędzi znacznie obniżyła ten koszt, szybko uzasadniając dalsze inwestycje w druk 3D.
Zaoszczędziliśmy 88% czasu i zredukowaliśmy koszty dzięki zastosowaniu druku 3D w porównaniu do standardowej produkcji.
Rodney Everett, inżynier przemysłowy Dixon Valve & Coupling
Zwiększ swoje możliwości narzędziowe
Zastosowanie w tworzeniu narzędzi jest jedną z największych możliwości uzyskania oszczędności czasu, kosztów i ergonomii dzięki drukowi 3D. Ponieważ drukarki 3D Stratasys pracują na szerokiej gamie tworzyw termoplastycznych, w tym nylonie z włóknem węglowym, PEKK i ULTEM™, druk 3D sprawdzi się także w tej działce.
Typowe pomoce produkcyjne, takie jak uchwyty mocujące i inne narzędzia linii produkcyjnej, są łatwe do wdrożenia i stanowią ogromną szansę na oszczędności dzięki drukowi 3D. Narzędzia te, niezbędne w procesie produkcji, są zwykle powszechne na hali produkcyjnej. Są one jednak zazwyczaj drogie i czasochłonne w produkcji przy użyciu tradycyjnych metod i materiałów, a mogą być drukowane w 3D szybciej, przy niższych kosztach i łatwo zoptymalizowane pod kątem bezpieczeństwa i wydajności pracowników.
Poza typowymi urządzeniami wspomagającymi produkcję, można również znaleźć dodatkowe możliwości wśród bardziej wyspecjalizowanych zastosowań narzędziowych, które obejmują następujące:
Narzędzia do termoformowania
Narzędzia te są zwykle wykonane z drewna, płyty RenShape lub odlewu aluminiowego i są zwykle drogie, z długim czasem realizacji produkcji.
Narzędzia do hydroformowania
Narzędzia do hydroformowania wykonane z aluminium lub innych metali wymagają znacznego czasu wytwarzania w obróbce CNC, szczególnie w przypadku złożonych kształtów. Naturalnie też powodują znaczne straty materiału.
Narzędzia złożone
Narzędzia te są zazwyczaj nieporęczne, ciężkie i kosztowne, a czas realizacji wynosi tygodnie lub nawet miesiące, w zależności od rozmiaru i złożoności.
Zastosowania te dobrze nadają się do wprowadzenia zamienników z druku 3D w produkcji niskich serii lub do oceny projektów narzędzi przed zainwestowaniem w drogie oprzyrządowanie. Materiały o wysokiej wytrzymałości, takie jak Nylon 12 z włóknem węglowym, są wystarczająco mocne, aby zastąpić metalowe narzędzia w niektórych zastosowaniach. ULTEM 1010 może być utwardzany w autoklawie i zapewnia znacznie bardziej opłacalny sposób wytwarzania lekkich narzędzi kompozytowych.
Studium przypadku Genesis Systems Group
Firma Genesis buduje i wdraża zrobotyzowane systemy automatyzacji. Potrzebowała szybszego, lżejszego i tańszego zrobotyzowanego efektora końcowego do chwytania i przycinania części kompozytowych. Wykorzystując wysokowytrzymały ULTEM™ 9085, firma Genesis stworzyła nowy efektor końcowy, który pozwolił na zmniejszenie masy o 94% w porównaniu do tradycyjnego chwytaka, umożliwiając zastosowanie mniejszego silnika robota. Czas produkcji został również skrócony o 85%, z 20 dni do trzech.
Zwykle wykonanie tradycyjnych chwytaków zajmuje tygodnie. Dzięki chwytakowi z FDM nowy efektor końcowy może być gotowy i przykręcony do robota w ciągu jednego dnia.
Doradca techniczny Genesis Systems Group
Drukarki 3D gotowe do produkcji
Wielu producentów uważa, że status quo na linii produkcyjnej jest wystarczająco dobre. Czy Twoja firma popełnia ten kosztowny błąd? Druk 3D, często obok sprawdzonych dotąd technologii, jest niezbędny do wydajnej produkcji. W wyścigu do oszczędnych magazynów narzędzi i wytwarzania na miejscu użytkowania tradycyjna produkcja nie może konkurować z oszczędnością czasu i kosztów druku 3D.
Ze względu na swobodę projektowania, oszczędność kosztów i redukcję wagi elementów drukarki FDM firmy Stratasys uzupełniają istniejące technologie. Skracają też czas wprowadzenia produktów na rynek, zwiększają wydajność produkcji i skracają łańcuchy dostaw.
Drukarka Stratasys F900™ jest gotowa do podłączenia do sieci MTConnect, dzięki czemu zapewnia pełną łączność z halą produkcyjną. Szeroki wybór materiałów pozwala na oszczędne dopasowanie wymagań projektowych do odpowiedniego materiału. Do dyspozycji są podstawowe materiały klasy inżynieryjnej jak i zaawansowane, wysokowydajne polimery takie jak nylon z włóknem węglowym, PEKK i ULTEM™.
Oprogramowanie GrabCAD Print ułatwia przejście od modelu CAD do gotowego wydruku, zapewniając jednocześnie dostęp do krytycznych informacji o wydruku.
Skontaktuj się z nami!
Potrzebujesz pomocy w wykorzystaniu pełnego potencjału druku 3D w swojej fabryce? Pozwól zespołowi CADXEPRT do spraw doradztwa strategicznego lub operacyjnego zweryfikować opcje druku 3D dla Twojej firmy. Pomożemy w mapowaniu konkretnych obszarów dojrzałych do integracji druku 3D na hali produkcyjnej.
Prześlij formularz, nasz konsultant skontaktuje się z tobą w ciągu 15 minut
