Części maszyn z druku 3D – zastosowanie technologii przyrostowych w ILC Automation

Druk 3D umożliwia działanie w obszarach, gdzie tradycyjne metody wytwórcze nie zdają egzaminu. Szybkie przejście od projektu do modelu, trudne geometrie i optymalizacje elementów – wszystko to wykorzystała w pracy z drukarkami Stratasys wielkopolska firma ILC Automation. Przeczytaj, jak druk 3D od CadXpert zmienił ich pracę.

Sektor: przemysł maszynowy, obróbka CNC

Problem do rozwiązania: krótkie serie części maszyn, konieczna optymalizacja wagowa

Rozwiązania: drukarki Stratasys serii F123.

Przedstawiamy, jak druk 3D odpowiada na realne problemy przemysłu i sprawdza się w polskiej firmie z sektora maszynowego.  

O firmie

Obszar działań ILC AUTOMATION obejmuje projektowanie i budowę maszyn przemysłowych, wdrażanie systemów wizyjnych oraz kompleksowe usługi serwisowe. Firma skupia się na automatyzacji pojedynczych stanowisk oraz całych procesów produkcyjnych. Zapewnia obsługę od etapu projektu po serwis gwarancyjny i pogwarancyjny maszyn (diagnostyka, usuwanie awarii oraz przeglądy). Dodatkowo ma w ofercie obróbkę metali przy użyciu technologii CNC.

ILC AUTOMATION współpracuje z przedsiębiorstwami z branż automotive, przemysłu kosmetycznego, spożywczego czy farmaceutycznego. Dostarcza rozwiązań zarówno dla produkcji masowej jak i dla przedsiębiorstw produkujących niewielkie partie wyrobów. 

Firma z Ostrowa Wielkopolskiego zdobyła uznanie dzięki budowie maszyn przemysłowych o różnym przeznaczeniu, obsługiwanych ręcznie, półautomatycznych oraz zautomatyzowanych. 

W ILC AUTOMATION druk 3D znajduje zastosowanie przy wykonywaniu elementów maszyn i linii produkcyjnych, w ich prototypowaniu i produkcji części zamiennych. 

Wyzwania

Część projektów realizowanych przez ILC AUTOMATION wymaga produkcji elementów o obniżonej wadze i w krótkich seriach. Wykorzystanie maszyn CNC często okazuje się niewystarczające wobec takich wymagań. W grę wchodzi skomplikowana geometria elementów i kwestia właściwości mechanicznych dostępnych materiałów.

“Może się zdarzyć, że klient w przedstawionym projekcie chce wykonać części w niskim budżecie i zachować wysoką wytrzymałość oraz niską wagę. W takiej sytuacji ILC AUTOMATION nie ma możliwości podjęcia projektu w zadanym budżecie na maszynach CNC.” — mówi inżynier Kamil Krysiak. 

W konkretnym przypadku, na który odpowiedzią okazał się druk 3D tysięcy części, chodziło o produkcję fikstur i kształtowników do rur chłodzenia. Zamianie na lżejsze, drukowane przestrzennie miały podlegać elementy wykonane w obróbce CNC z aluminium albo POM.

Kolejny projekt zakładał wymianę płytowych części maszyn, których waga miała wynieść poniżej 12 kg zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa dla operatora. Takie parametry nie są możliwe do uzyskania w technologii obróbki skrawaniem, głównie ze względu na materiały.

Rozwiązanie

W CadXpert przeanalizowaliśmy projekty części, aby dobrać odpowiednią technologię druku 3D do wymagań ILC AUTOMATION. Wybór padł na gwarantującą największą wytrzymałość i dobrą szybkość produkcji technologię FDM (Fused Deposition Modeling), często stosowaną w przemyśle. 

Wdrożenie przemysłowych drukarek 3D Stratasys F170, F270 i F370 okazało się rozwiązaniem otwierającym drogę do lepszych parametrów wyrabianych elementów. Zredukowana została waga fikstur, kształtowników i płyt przy zachowaniu wytrzymałości koniecznej do prawidłowego funkcjonowania maszyn.

Największa z zastosowanych drukarek ma komorę roboczą o wymiarach 355 x 254 x 355 mm, co pozwala na zmieszczenie wszystkich zaprojektowanych elementów i zapewnia możliwości przemysłowego druku detali o większych rozmiarach.

“Wykorzystanie materiałów takich jak ABS pozwala na jednoczesną pracę naszych centrów obróbczych nad elementami z aluminium i stali, podczas gdy drukarki 3D wytwarzają precyzyjne geometrie z termoplastów niezależnie. To znaczna oszczędność czasu.” — wskazuje Kamil Krysiak.

W pracy na drukarkach Stratasys ILC AUTOMATION wydrukował ponad 10 000 elementów do kilku projektów. Duża ilość produkowanych elementów wpłynęła na korzystną stopę zwrotu z inwestycji i była dodatkowym uzasadnieniem stosowania przemysłowych drukarek 3D.

Wyniki

Dane ILC AUTOMATION pokazują, że druk 3D pozwolił zredukować czas produkcji części i utrzymać aktywność w nocy oraz w weekendy, co jest niemożliwe przy obróbce skrawaniem (konieczna obecność operatora maszyn CNC). 

Redukcja kosztów na pojedynczym elemencie wyniosła około 10-15% względem obróbki CNC w aluminium lub POM. Bez zastosowania druku 3D firma nie zmieściłaby się w wyznaczonych budżetach, tracąc szansę na utrzymanie klienta. 

Od momentu wdrożenia druku 3D poszerzyła się baza klientów firmy. Zastosowanie znalazły nowe tworzywa sztuczne, a dokładność w druku skomplikowanej geometrii elementów wyeliminowała ograniczenia obróbki CNC. 

Z biznesowego punktu widzenia wzrosły możliwości realizacji projektów w niższych budżetach, tych o trudnych wymogach oraz krótkich seriach. 

Podziękowania

“ILC Automation decydując się na druk 3D, zyskało nowych kontrahentów na rynku. Zwiększyliśmy też wydajność dzięki zredukowaniu obłożenia centrów obróbczych CNC i pracy drukarek 3D 24 godziny na dobę. Seria F123 od Stratasys sprawdziła się w projektach produkcji seryjnej i optymalizacji elementów – to wszechstronne urządzenia.”

— Łukasz Ciecharowski, prezes ILC AUTOMATION