info@druk3d.cx 
12 307 25 24
Każdy, kto aktywnie spędza czas wolny zapewne zna markę Thule – producenta sprzętu rekreacyjnego, bagażników dachowych, rowerowych, walizek i innych akcesoriów sportowych. Nie każdy jednak wie, że firma do produkcji używa drukarek 3D i materiału FDM Nylon 12CF. Jak wygląda proces doskonalenia produktu z wykorzystaniem technologii addytywnych?
Thule Group z siedzibą w Malmö w Szwecji zatrudnia ponad 2200 osób w ponad 40 zakładach produkcyjnych i biurach sprzedaży rozsianych na całym świecie. Marka Thule znana jest w Polsce przede wszystkim z produkcji wysokiej jakości boxów dachowych, bagażników rowerowych, uchwytów na sprzęt sportowy, a także wózków dziecięcych, nosidełek, fotelików rowerowych, walizek i plecaków. Firma Thule od lat pomaga prowadzić aktywny tryb życia i ułatwia uprawianie sportów.
Thule - producent uchywtów i bagażników dachowych (Źródło: https://www.thule.com/pl-pl)
Rozwój produktu z drukarką 3D
Inżynierowie jednej z fabryk grupy Thule znajdującej się w Stanach Zjednoczonych w Seymour, Connecticut od pewnego czasu korzystają z technologii druku 3D. Do niedawna w fabryce używano drukarki 3D Stratasys Fortus 360mc. Druk 3D wykorzystywano głównie do szybkiego prototypowania, a maszyna pracowała od 16 do 20 godzin dziennie. Dział rozwoju produktu szybko się powiększył i zaczął wspierać również inne oddziały firmy.
Konstruktorzy Thule podczas udoskonalania uchwytu samochodowego na kajak
Nowy cel: wytrzymałość
Przeszkodą w dalszym rozwoju była niska wytrzymałość drukowanych elementów, które nie nadawały się do testów wydajnościowych. W przeciwieństwie do części produkowanych wtryskowo, które mogły być wzmacniane włóknem węglowym lub szkłem. Takie elementy były sprawdzane funkcjonalnie przed rozpoczęciem produkcji seryjnej. Wytwarzanie prorotypów metoda wtrysku było jednak dosyć kosztowne i wymagało sporo czasu. Postanowiono więc wdrożyć kolejną drukarkę 3D z dostępem do inżynieryjnych materiałów. Po zakupie maszyny Stratasys Fortus 450mc uzyskano dostęp do jednego z najbardziej wytrzymałych materiałów w technologii FDM – Nylon 12CF.
Nylon 12CF odmienił naszą pracę. Do tej pory nic nie dawało takich osiągnięć tak szybko i tak tanio. Materiał pozwala nam dokładniej modelować części, szybciej przechodzić do fazy testów i szybciej wdrażać nowe produkty na rynek — Rob Humphries, Inżynier R&D w Thule.
FDM Nylon 12CF ™ to materiał termoplastyczny z wypełnieniem węglowym o doskonałych właściwościach konstrukcyjnych. Materiał składa się z mieszanki tworzywa Nylon 12 i włókna węglowego, które obejmuje 35% wagi termoplastu. FDM Nylon 12 CF odznacza się najwyższym stosunkiem sztywności do masy, przez co nadaje się do tworzenia bardzo mocnych, ale zarazem lekkich elementów.
Drukarki 3D obsługujące materiał FDM Nylon 12 CF:
FDM Nylon 12 CF w zakładzie produkcyjnym
Fabryka Thule zaczęła wykorzystywać Nylon 12 CF do prototypowania funkcjonalnego. Wszystkie wydruki przechodziły bardzo rygorystyczne testy wytrzymałościowe. Z termoplastu wykonano m.in. mechanizm zaciskowy z zębatkami, które wytrzymały naprężenia – zęby nie połamały się, ani nie powyginały.
Ze względu na wytrzymałość tworzywa FDM Nylon 12 CF inżynierowie drukują nie tylko prototypy funkcjonalne, ale także przyrządy produkcyjne.
Inżynierowie wykonują tygodniowo od trzech do czterech iteracji: element jest drukowany jednej nocy, a jego ulepszona wersja powstaje w kolejną noc. Dzięki temu konstruktorzy wprowadzają do produktu lepsze poprawki, ponieważ mogą natychmiast przetestować swoje pomysły.
W fabryce Thule wydrukowano już między 400 a 500 wzorów, licząc niecały roku drukowania na maszynie Fortus 450mc i trzy lata na Fortusie 360mc.
„Jak dotąd oszczędzamy rocznie ponad 45 000 dol. i niezliczoną liczbę dni” – dodaje Rob Humphries.
Inżynier przekonany o słuszności wdrożenia drukarki 3D już myśli nad kolejnym usprawnieniem. Następnym krokiem w rozwoju firmy będzie zakup drukarki 3D do produkcji wielkogabarytowych części.
