Menu Zavřeno

Využití 3D tiskáren v automobilovém průmyslu

Případová studie Vibracoustic (Mělník, CZ)

Využití 3D tiskáren v automobilovém průmyslu

Případová studie Vibracoustic (Mělník, CZ)

Díky komponentám z mělnického závodu Vibracoustic jsou auta tišší a pohodlnější. Vibracoustic je totiž předním dodavatelem antivibračních řešení pro automobilový průmysl. Ukážeme vám, jak 3D tiskárny TRILAB DeltiQ pomáhají v automotive segmentu.

Mělnický podnik vyrábí uložení motorů pro světové automobilky. Uložení motoru už dávno není jen šroubem zalitým v gumě. Proces výroby je složitý a vyžaduje při výrobě jednotlivých částí i jejich skládání vysokou přesnost. Ta se pak skrz nízkou zmetkovitost promítá do ekonomické efektivity podniku.

3D tisk kompletně změnil přístup k vývoji přípravků

„99 procent výtisků jde přímo do naší výroby, kde pomáhá s efektivitou výroby a kontrolou kvality výstupů,” uvádí Luděk Rozmanitý, konstruktér přípravků a forem. A dál popisuje klasický obrázek z řady jiných českých podniků:

„Kdybychom to řešili jinak než 3D tiskem, bylo by to na dlouhé lokte. První by přišel na řadu návrh hliníkového přípravku, následně výběrové řízení na nástrojárnu, zhruba 4 týdny čekání na volný termín a pak dodání. Zkrátka asi 5 - 6 týdnů čekání tradiční cestou. S 3D tiskárnou DeltiQ zabere výroba od úvodního požadavku po nasazení obvykle jen několik dní.”

S pořízením 3D tiskárny došlo zákonitě ke změně uvažování nad vývojem přípravků. „Od začátku jsme měli nastavenou hlavu na obrábění. V okamžiku, kdy má člověk 3D tisk, musí si to v hlavě obrátit a začít myslet aditivně. V tom mu pomáhá i to, že iteraci výrobku má během pár hodin v rukách a může pracovat na iteraci další. Tím vším se ještě zvýší efekt úspory 3D tiskem – sníží se i složitost výrobků a spotřeba materiálu, a tím i doba tisku” dodává Luděk Rozmanitý.

„Od začátku jsme měli nastavenou hlavu na obrábění. V okamžiku, kdy má člověk 3D tisk, musí si to v hlavě obrátit a začít myslet aditivně,” dodává Luděk Rozmanitý

Muž drčící prototyp vytisknutý na 3D tiskárně
Mít možnost si přípravek osahat během jeho vývoje je k nezaplacení.

A co výdrž plastových přípravků? Tiskárna DeltiQ ve Vibracoustic tiskne převážně z levného, mechanicky odolného materiálu PETG. Na kompletační lince slouží tištěné zakladačky již druhým rokem a k destrukci dochází spíše výjimečně z nepozornosti obsluhy, než opotřebením.

A v případě výměny se ukazuje další výhoda in-house 3D tisku – je možné optimalizovat velikost skladu náhradních přípravků a další tisknout ad-hoc při požadavku během několika hodin.

Díky použití 3D tisku se zrychlila a zjednodušila kontrola kvality a rozšířil se tím počet testovaných kusů

Typickou ukázkou zvýšení efektivity procesů jsou přípravky pro kontrolu kvality výstupu, v tomto případě komponenty pro usazení motorů v automobilech. Dřívější manuální kontrola měla k efektivitě daleko, jak popisuje pan Rozmanitý: „Člověk držel fyzicky díl v jedné ruce, v druhé držel závitový kalibr, který se snažil zašroubovat do kontrolovaného závitu. Byla to strašná práce, která prodražovala výstupní kontrolu.”

Stanoviště pneumatické zkoušečky závitů
Stanoviště pneumatické zkoušečky závitů se závitovým kalibrem v akci.

S příchodem 3D tisku přešlo oddělení kontroly na pneumatickou kontrolu závitu a hlavně s požadavky na vytvoření mnoha variant přípravků na polohování dílu, které každou komponentu pevně usadí na pracovním stole a dovolí její rychlou kontrolu, oddělení konstrukce se tak podařilo předávat hotové přípravky do výroby v dřívě nemyslitelných termínech. Nyní běžně druhý, třetí den, s tiskem klidně přes noc. „Produktivita ja tak někde úplně jinde než při staré manuální kontrole. Prohození přípravků pro různé výrobní řady je pak otázkou uvolnění čtyř šroubů,” dodává Luděk Rozmanitý a během minuty vyměňuje podstavec vyrobený 3D tiskem za jiný.

„Produktivita ja tak někde úplně jinde než při staré manuální kontrole. Prohození přípravků pro různé výrobní řady je pak otázkou uvolnění čtyř šroubů,” dodává Luděk Rozmanitý

Mimochodem na obrázku vidíte také vytištěný držák ramena zkoušečky a její ergonomickou hlavu. Podobných pomůcek najdete v areálu závodu celou řadu.

Použití 3D tištěných přípravků mělo přímý dopad na efektivitu výroby a tím na celkovou ziskovost výroby

Přípravky vyrobené pomocí 3D tisku nejsou jen „kusy plastu”, jak by se mohlo zdát. Kombinací s dalšími materiály a konstrukčními postupy získali ve firmě Vibracoustic pomůcku, která přímo ovlivňuje efektivitu výroby.

Jedná se o vkládací přípravek do forem vertikálního vulkanizačního lisu. Slouží ke vsazování plastových kroužků a kovových jader do lisu, kde dochází ke spojení s gumou.

Vkládací přípravek vyrobený 3D tiskárnou ve výrobě.
Vkládací přípravek. Výrobní komponenty drží zavěšené díky pneumatickým prstům.

Samotný přípravek vzbuzuje obdiv už svou promyšleností. Jedná se o kombinaci univerzální kovové lišty, zavřeného pneumatického obvodu a in-house vyvíjených a optimalizovaných násadek, produkovaných tiskárnou TRILAB DeltiQ.

Vkládání komponent operátorem do vulkanizačního lisu pomocí páru přípravků.
Vkládání komponent operátorem do vulkanizačního lisu pomocí páru přípravků.

Jak vysvětluje konstruktér Luděk Rozmanitý: „Přivedením stlačeného vzduchu do přípravku dochází k upevnění nabraných komponent a jejich snadnému hromadnému přenesení do lisu. Komponenty je možné si na pomocné lavici, vyrobené opět s pomocí 3D tisku, nachystat předem a tím se jednak zkrátí celková doba jednoho výrobního cyklu, ale rovněž se zvedla stabilita procesu, což je v důsledku finančně efektivnější než samotné zrychlení výroby.”

Přípravná lavice vulkanizačního lisu. Oranžové zakládací prstence jsou vyrobeny take 3D tiskem.
Přípravná lavice vulkanizačního lisu. Oranžové zakládací prstence jsou vyrobeny take 3D tiskem.

Díky 3D tisku se tedy zkracuje pauza mezi lisovacími cykly, je zajištěno dokonalé uložení komponent a minimalizuje se prostor pro chyby z nepozornosti. Kromě vyšší produktivity se tak snižují i odchylky v kvalitativních parametrech výrobků. Jak bylo prakticky spočítáno přímo ve výrobě, použití přípravků zkracuje celý cyklus v závislosti na složitosti dílu o 5 – 15 %. Čím složitější výrobek, tím větší přínos. Vzhledem k objemům produkce se jedná o výrazné zvýšení efektivity procesu, snížení nákladů na výrobu jednoho kusu a zvýšení ziskovosti v řádu stovek tisíc korun ročně pro jeden typ výrobku.

Vzhledem k objemům produkce se jedná o výrazné zvýšení efektivity procesu, snížení nákladů na výrobu jednoho kusu a zvýšení ziskovosti v řádu stovek tisíc korun ročně pro jeden typ výrobku.

Díky dostupnosti 3D tisku navíc konstrukční kancelář snadno připraví jiné typy úchopů pro odlišné modely výrobků a nasadí je do výroby během několika dnů. Luděk Rozmanitý to dává do kontrastu s dobou kdy fungovali bez 3D tisku: „Je nereálné, abychom takový přípravek navrhovali například z hliníku, tendrovali nástrojárnu, čekali 4-5 týdnů na jeho doručení a až pak zkoušeli a měnili parametry násadky. To bychom za rok navrhli maximálně několik variant. My jsme za rok místo dvou variant zvládli otestovat a odladit variant přes padesát. Bez 3D tisku by tento přípravek vůbec nevznikl, dodává.

Za rok jsme místo dvou variant zvládli otestovat a odladit přes padesát variant přípravků. Bez 3D tisku by tento přípravek vůbec nevznikl.

Díky použití 3D tiskárny byly objeveny další nečekané úspory a také úplně nové příležitosti

Každý z dříve představených přípravků sám o sobě ekonomicky ospravedlní pořízení 3D tiskárny do firmy, ale její využití jde ještě dál. „Po tom, co se do produkce dostaly první přípravky z 3D tisku jsme najednou začali vnímat, kde všude lze 3D tiskem pomoci,” uvádí Rozmanitý, pro kterého je konstrukce přípravků denním chlebem. Vznikl tak bezpočet držáků, ergonomických násad a vymezovacích prvků, které ulehčují práci.

Zajímavým příkladem je výroba držáku tlakové pistole a aplikaci separátoru do formy lisu. Z podnětu bezpečnosti práce vznikl požadavek na stabilní umístění tlakové pistole.

Držák tlakové pistole vyrobený na 3D tiskárně
Jedna z prvních verzí držáku pistole vyrobená 3D tiskem.

První verze přípravku vypadaly esteticky, ale díky rychlé iteraci verzí umožněné podstatou 3D tisku se brzy ve Vibracoustic dopracovali k finální verzi jednoduchého úchytu, který plní požadavky na bezpečnost a jeho produkce je rychlá a levná.

Držák tlakové pistole vyrobený na 3D tiskárně
Široký výběr barev materiálu umožní např. tisk v kontrastních barvách zvyšujících bezpečnost.

Výsledný výrobek by samozřejmě šel vyrobit jinou technologií, ale celý vývoj s rychlými iteracemi by bez 3D tisku byl značně pomalejší a ekonomicky nesrovnatelně nákladnější.

„Nasazení 3D tištěných přípravků se dostalo do té fáze, že tiskárna jede v podstatě v kuse. Proto jsme se dohodli na pořízení druhého stroje TRILAB DeltiQ 2,” uzavírá Luděk Rozmanitý.

Pomůžeme s nasazením 3D tisku také ve vaší firmě

Vibracoustic je jednou z mnoha firem, kterým jsme pomohli s dodáním vhodného řešení 3D tisku a jeho nasazením do provozu. Máme zkušenosti ze strojírenských závodů, automotive, odlévání, konstrukčních kanceláří, výrobních linek i vědeckých pracovišť. Tam všude už odladěné přípravky a modely z tiskáren TRILAB DeltiQ šetří čas a peníze. A to i takové prototypy, přípravky a produkty, které do doby s vlastní 3D tiskárnou nikoho ani nenapadly.

Ozvěte se nám mailem, telefonem nebo přes sociální sítě a my vám velmi rádi zdarma ukážeme, jak pomohou 3D tiskárny TRILAB i vaší firmě.