Przestój na linii produkcyjnej to realny koszt. Wiemy, że działy utrzymania ruchu potrzebują szybkich rozwiązań, które umożliwią reakcję i ograniczanie kosztów. Właśnie w takich momentach pomocą okazuje się druk 3D, który pozwala produkować części zamienne i narzędzia na miejscu, bez czekania i bez pośredników.
Na tym tle wdrażanie technologii przyrostowych w utrzymaniu ruchu jest coraz bardziej powszechne. Druk 3D w wielu firmach skraca czas reakcji i zwiększa dostępność narzędzi i części. W tym artykule pokażemy, w jaki sposób wykorzystać druk 3D do natychmiastowej produkcji oprzyrządowania i komponentów wspierających ciągłość pracy linii produkcyjnej. Zebraliśmy konkretne przykłady, dane ROI i korzyści operacyjne, które pokazują, jak szybko może się to opłacić.
Spis treści
- Problemy UR – typowe wyzwania związane z dostępnością narzędzi
- Druk 3D vs CNC – różnice i zalety podejścia addytywnego
- Zastosowanie w produkcji – ergonomia, czas, bezpieczeństwo
- Wpływ na KPI – MTTR, dostępność, OEE
- Zwrot z inwestycji – koszty, oszczędności, case study
- Jak zacząć? – sprzęt, wdrożenie, pierwsze kroki
- Podsumowanie – najważniejsze wnioski i działania
Dlaczego utrzymanie ruchu potrzebuje szybszego dostępu do narzędzi i części zamiennych?
Działy utrzymania ruchu (UR) w zakładach produkcyjnych w sposób naturalny mierzą się z wyzwaniami związanymi z dostępnością narzędzi, oprzyrządowania i części zamiennych. W sytuacjach awaryjnych każda godzina przestoju oznacza straty finansowe. Tradycyjne metody pozyskiwania narzędzi – jak obróbka CNC (frez, toczenie), spawanie czy zamówienia zewnętrzne – wymagają czasu albo angażują pracę wykwalifikowanej kadry i generują wysokie koszty jednostkowe. Straty finansowe to podstawowe przyczyny poszukiwań szybszego toolingu. Zobaczmy, co na nie wpływa.
- długi czas realizacji zamówień na nietypowe elementy,
- brak możliwości szybkiej modyfikacji istniejącego oprzyrządowania,
- uzależnienie od zewnętrznych dostawców i zamówień specjalnych,
- brak ergonomii i nadmierna masa konwencjonalnych narzędzi,
- ograniczenia projektowe wynikające z technologii obróbki skrawaniem.
W tym kontekście doświadczony dział projektowy z możliwościami druku 3D staje się dobrą alternatywą dla dotychczasowych metod pozyskiwania elementów i projektowania produktów. Dzięki centrom druku 3D jak CADXPERT można też potrzebne usługi wyoutsourcować w krótkich terminach.
Czym różni się druk 3D od tradycyjnych metod produkcji części i narzędzi?
Obróbka CNC i formowanie wtryskowe – gdzie leżą ograniczenia?
Tradycyjne technologie produkcji części zamiennych i narzędzi mogą być czasochłonne i kosztowne. Obróbka CNC oznacza potrzebę doświadczonego operatora i wykorzystanai maszyn, które często są obciążone zleceniami produkcyjnymi.
Formowanie wtryskowe z kolei z zasady nie opłaca się przy produkcji jednostkowej lub niskoseryjnej ze względu na konieczność/czas wykonania formy.
Druk 3D dla szybkiej produkcji jednostkowej i niskoseryjnej
Druk 3D, szczególnie w technologiach FDM i SLA, pozwala na szybkie wytworzenie narzędzi i części o złożonej geometrii. Nie wymaga form ani specjalistycznych oprzyrządowań poza sama drukarką 3D, której obsługa jest mniej pracochłonna niż w przypadku maszyn CNC. Sam proces druku 3D pozwala uzyskać gotowe elementy w ciągu kilku godzin, w natychmiastowym przejściu od projektu CAD do wykonania gotowej części.
Na naszych kartach drukarek 3D przeczytasz o oprogramowaniu do druku 3D od firm takich jak Stratasys i Formlabs. Dzięki niemu błyskawicznie dostosujesz projekt CAD potrzebnej w UR części do procesu druku 3D, potniesz go na potrzebne drukarce 3D warstwy (slicing, i stąd oprogramowanie znane jest pod nazwą slicer) i będziesz mógł kontrolować na żywo wydruk.
Zobacz, co piszemy o oprogramowania Stratasys GrabCAD Print i pobierz bezpłatnie jego pełną wersję.
Dlaczego warto zastosować druk 3D na linii produkcyjnej?
Produkcja narzędzi specjalnych i uchwytów dopasowanych do konkretnego procesu
Możliwość szybkiego zaprojektowania i wydrukowania niestandardowego narzędzia to jedna z głównych zalet druku 3D. Firmy takie jak Ford czy Mercury Marine korzystają z druku 3D, by tworzyć lekkie, ergonomiczne uchwyty i elementy montażowe. Takie narzędzia skutecznie skracają cykl produkcyjny i przez dostosowanie indywidualne poprawiają bezpieczeństwo pracy.
Redukcja przestojów dzięki natychmiastowej dostępności części
Gdy dochodzi do awarii, dział UR wyposażony w drukarki 3D może samodzielnie wydrukować brakujący element bez konieczności oczekiwania na dostawcę. Przykład z zakładu PepsiCo w Świętem pokazuje, jak drukowane podstawki, kapturki czy sprawdziany są wykorzystywane do bieżącego usprawniania pracy.
Druk 3D a utrzymanie ruchu – jak poprawić wskaźniki operacyjne?
Spójrzmy na trzy podstawowe metryki, które druk 3D i natychmiastowy dostęp do narzędzi/części zamiennych pomaga poprawić.
Kluczowe KPI w utrzymaniu ruchu
- MTTR (Mean Time to Repair): Średni czas potrzebny na usunięcie awarii. Obliczany według wzoru:
MTTR = całkowity czas naprawy / liczba awarii
Druk 3D skraca MTTR, umożliwiając wytwarzanie brakujących komponentów na miejscu, bez konieczności oczekiwania na ich dostawę zewnętrzną. Dzięki temu naprawa może rozpocząć się niemal natychmiast po zidentyfikowaniu usterki – redukuje się więc składowa MTTR, całkowity czas naprawy.
- Dostępność linii (Availability): Procent czasu, w którym linia/maszyna jest gotowa do pracy. Obliczana według wzoru:
Availability = Czas pracy / (Czas pracy + Czas przestoju)
Druk 3D zwiększa dostępność poprzez eliminację przerw spowodowanych brakiem narzędzi lub części zamiennych – właśnie czasu przestoju. Możliwość szybkiego druku niestandardowych elementów oznacza, że linia może wrócić do pracy znacznie szybciej.
- OEE (Overall Equipment Effectiveness): Wskaźnik efektywności uwzględniający dostępność, wydajność i jakość. Obliczany według wzoru:
OEE = Dostępność × Wydajność × Jakość
Druk 3D poprawia OEE poprzez zwiększenie dostępności (jak wyżej), poprawę wydajności (szybsze przezbrojeniu i dostosowaniu oprzyrządowania do zmieniających się potrzeb produkcji), poprawę jakości poprzez możliwość tworzenia sprawdzianów i narzędzi do kontroli (redukcja błędów montażowych i poprawa precyzję operacji).
Przykład wdrożenia: zakład PepsiCo w Świętem
Dzięki drukarce UltiMaker S7 Pro Bundle znana firma z branży żywieniowej może teraz w swoim nowoczesnym zakładzie samodzielnie drukować komponenty potrzebne do codziennych operacji: podstawki, uchwyty do tabletów, sprawdziany do palet. Inżynierowie UR reagują teraz na potrzeby produkcji bez opóźnień i mają spore pole do pracy nad usprawnieniami.
Koszty vs korzyści – jaki jest zwrot z inwestycji w drukarkę 3D?
Porównanie kosztów druku 3D vs produkcja konwencjonalna
Druk 3D, nawet z zaawansowanych materiałów, będzie tańszy w przypadku niskoseryjnych i jednostkowych produkcji.
Przykład z Valiant TMS, ręczne narzędzie do mocowania zatrzasku drzwi, pokazuje redukcję kosztów o 78%, a czasów produkcji o 79%. Podobnie Ford obniżył koszty uchwytu do montażu szyb okiennych o 70%, uzyskując dodatkowo 15% redukcji wagi względem wersji metalowej.
Modele ROI w praktyce
Przybliżony/uśredniony zwrot z inwestycji w drukarki 3D opisany przez Stratasys w przewodniku zakłada koszt wytworzenia 10 narzędzi metodami tradycyjnymi na poziomie 5000 USD. W druku 3D ten sam koszt to 2500 USD. I tak różnica 2500 USD będzie stanowić zysk alternatywny wynikający z zastosowania technologii addytywnej. ROI przemysłowej drukarki 3D Stratasys w technologii FDM osiągnie satysfakcjonujące poziomy już po 10 takich cyklach produkcyjnych.
Jak zacząć produkować narzędzia i części zamienne we własnym zakresie?
Dobór technologii druku i materiałów
Technologie FDM i SLS umożliwiają druk z tworzyw konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości, wzmacnianych włóknem węglowym lub szklanym (np. ABS-CF10, Nylon-CF10). Dzięki temu możliwe jest drukowanie części o parametrach zbliżonych do metali. Żywice światłoczułe to z kolei wyższa dokładność drukowanych modeli (precyzyjne geometrie) i możliwości druku w materiałach zbliżonych do ceramiki czy biokompatybilnych.
Szybkie wdrożenie druku 3D
Wdrożenie drukarki 3D nie wymaga przebudowy funkcjonujących w przedsiębiorstwie procesów na żadnym etapie. Urządzenia takie jak UltiMaker S7 czy Stratasys F370CR mogą być obsługiwane przez inżynierów i techników bez konieczności posiadania specjalistycznej wiedzy o druku 3D. Proces druku jest wyjątkowo zautomatyzowany, a kontrolę jakości druku 3D in-house wykonuje i tak odpowiedzialny za UR inżynier. Dla firm rozpoczynających przygodę z drukiem 3D dobrym punktem startowym jest współpraca z dostawcą usług lub leasing sprzętu.
Podsumowanie
Druk 3D jest narzędziem, które umożliwia działom UR samodzielne i szybkie rozwiązywanie problemów technicznych. Produkcja narzędzi i części zamiennych „na miejscu” pozwala skrócić czas reakcji na awarie, poprawić wskaźniki efektywności (OEE, MTTR, dostępność linii) i obniżyć koszty operacyjne. To także gwarancja krótszego time-to-market.
Więcej o zastosowaniach druku 3D w UR przeczytasz w naszym case study, a także na stronach dedykowanych drukowi 3D w poszczególnych branżach:
- PepsiCo i CADXPERT. Wdrożenie drukarki UltiMaker S7.
- Branża produkcyjna i narzędziownie
- Branża AGD
Przykłady wdrożeń u naszych klientów takich jak PepsiCo albo amerykańskich case’ów Forda, Mercury Marine czy Senga Engineering pokazują, że technologia addytywna sprawdza się nie tylko w prototypowaniu, ale również w codziennej produkcji.
Wprowadzenie drukarki 3D to inwestycja w optymalizację i w elastyczność oraz niezależność działów utrzymania ruchu. Z naszymi konsultantami druku 3D już dziś możesz omówić przypadki zastosowania druku 3D w twojej produkcji narzędzi i części zamiennych, a także zaprosić nas na darmową analizę twojego zapotrzebowania i sytuacji, na miejscu w twojej hali.
Wypełnij formularz i otrzymaj pierwsze wskazówki już w 15 minut.
Prześlij formularz, nasz konsultant skontaktuje się z tobą w ciągu 15 minut
