Wykorzystanie drukarek 3D w przemyśle motoryzacyjnym
Studium przypadku Vibracoustic (Mělník, CZ)
Dzięki rozwiązaniom w zakresie hałasu, wibracji i uciążliwości korzystania z pojazdu (NVH) z fabryki Vibracoustic w Mělníku, samochody stają się coraz cichsze i bardziej komfortowe. Vibracoustic jest wiodącym światowym ekspertem w dziedzinie NVH dla przemysłu motoryzacyjnego, a my pokażemy, w jaki sposób drukarki 3D TRILAB DeltiQ pomagają im to osiągnąć.
Zakład w Mělníku produkuje mocowania silnika dla producentów samochodów na całym świecie, aby uniknąć niepożądanego hałasu i wibracji silnika. Proces produkcji tych części jest złożony i wymaga wysokiego poziomu precyzji przy tworzeniu poszczególnych części i ich montażu. Znajduje to odzwierciedlenie w zrównoważonych ekonomicznie metodach firmy z niską ilością odpadów.
Druk 3D całkowicie zmienił podejście do rozwijania produktów
„Ponieważ 99 procent wydruków jest wykorzystywanych bezpośrednio w naszej produkcji, znacznie zwiększa to wydajność produkcji i wyjściową kontrolę jakości" - mówi Luděk Rozmanitý, projektant przyrządów i form. I dalej opisuje typowy scenariusz w wielu innych czeskich firmach:
„Gdybyśmy musieli opracować proces inny niż druk 3D, wszystko trwałoby dłużej. Pierwszym krokiem byłoby zaprojektowanie aluminiowego przyrządu, a następnie proces wyboru narzędziowni, następnie około 4 tygodnie oczekiwania na wolny termin, a dopiero potem dostawa. Krótko mówiąc, około 5-6 tygodni oczekiwania idąc tradycyjną drogą. Dzięki drukarce 3D DeltiQ produkcja trwa zwykle zaledwie kilka dni od pierwszego zapytania do wdrożenia.”
Wraz z nabyciem drukarki 3D nastąpiła naturalna zmiana w myśleniu o rozwoju produktu. "Od samego początku byliśmy nastawieni na obróbkę skrawaniem. W momencie, gdy ktoś ma dostęp do druku 3D, musi całkowicie zmienić swój sposób rozumowania i zacząć myśleć proaktywnie. Pomaga fakt, że w ciągu kilku godzin masz w rękach iterację produktu i możesz od razu pracować nad kolejną. Wszystko to w połączeniu z drukiem 3D tylko jeszcze bardziej zwiększa wydajność - zmniejsza również złożoność produktu i zużycie materiałów, a także czas drukowania” - dodaje Luděk Rozmanitý.
„Od samego początku byliśmy nastawieni na obróbkę skrawaniem. W momencie, gdy dana osoba ma dostęp do druku 3D, musi całkowicie zmienić swój sposób rozumowania i zacząć myśleć proaktywnie.” - Luděk Rozmanitý
![IMG_7091 Muž drčící prototyp vytisknutý na 3D tiskárně](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2020/10/IMG_7091-1024x439.jpg)
Co z trwałością produktów z tworzyw sztucznych? Drukarka DeltiQ firmy Vibracoustic drukuje głównie z przystępnego cenowo, odpornego mechanicznie materiału PETG. Wydrukowane sztaplarki są obecnie używane na linii montażowej przez dwa lata z rzędu, a usterki są rzadkie i zwykle wynikają z zaniedbania operatora, a nie ze zużycia.
Kolejną niezaprzeczalną zaletą druku 3D na miejscu jest konieczność wymiany części. Możliwe jest zoptymalizowanie wielkości magazynu części zamiennych i dalsze drukowanie na żądanie w ciągu kilku godzin.
Druk 3D uprościł i przyspieszył kontrolę jakości, zwiększając liczbę elementów, które można szybko przetestować.
Typowym przykładem zwiększania wydajności procesów są urządzenia do kontroli jakości produkcji, w tym przypadku komponentów do montażu silników w samochodach. Poprzednia metoda ręcznej kontroli była daleka od skuteczności, jak opisuje pan Rozmanitý: "W jednej ręce trzymałeś część, a w drugiej sprawdzian, który następnie próbowałeś wkręcić w kontrolowany gwint. Sprawiało to, że kontrola jakości była bardziej skomplikowana i mniej skuteczna."
![pripadova-studie-vibracoustic Stanoviště pneumatické zkoušečky závitů](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/02/pripadova-studie-vibracoustic.jpg)
Wraz z pojawieniem się druku 3D, dział kontroli przestawił się na pneumatyczną kontrolę gwintów, zwłaszcza w związku z wymaganiami dotyczącymi tworzenia wielu wariantów przyrządów do pozycjonowania części, które mocno osadzają każdy element na stole warsztatowym i umożliwiają jego szybką kontrolę. Teraz zwykle dzieje się to drugiego lub trzeciego dnia po całonocnym drukowaniu. "Produktywność jest teraz na zupełnie innym poziomie niż w przypadku poprzedniej metody ręcznej kontroli. Zamiana dla innej linii produkcyjnej jest teraz tylko kwestią odkręcenia czterech śrub" - dodaje Luděk Rozmanitý i w ciągu minuty przystępuje do wymiany stojaka wydrukowanego w 3D na inny.
„Produktywność jest teraz na zupełnie innym poziomie niż w przypadku poprzedniej metody ręcznej kontroli. Zamiana dla innej linii produkcyjnej jest teraz tylko kwestią odkręcenia czterech śrub,” dodaje Luděk Rozmanitý
Przy okazji, na ilustracji widać również wydrukowany uchwyt ramienia testera i jego ergonomiczną głowicę. W zakładzie można znaleźć wiele podobnych urządzeń.
Wykorzystanie produktów drukowanych w 3D miało bezpośredni wpływ na wydajność produkcji i jej ogólną rentowność
Produkty wykonane z użyciem drukarek 3D to nie tylko "kawałki plastiku", jak mogłoby się wydawać. W połączeniu z innymi materiałami i procedurami, Vibracoustic zyskał narzędzie, które bezpośrednio wpływa na wydajność produkcji.
Tutaj mamy przygotowanie wkładek do form pionowej prasy wulkanizacyjnej. Służy do umieszczenia plastikowych pierścieni i metalowych rdzeni w prasie, gdzie są łączone z gumą.
![pripadova-studie-vibracoustic-2 Vkládací přípravek vyrobený 3D tiskárnou ve výrobě.](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/02/pripadova-studie-vibracoustic-2.jpg)
Sam produkt budzi podziw swoją intuicyjnością. Jest to połączenie uniwersalnego metalowego pręta, zamkniętego obwodu pneumatycznego oraz opracowanych i zoptymalizowanych dysz, produkowanych przez drukarkę TRILAB DeltiQ.
![pripadova-studie-vibracoustic-4 Vkládání komponent operátorem do vulkanizačního lisu pomocí páru přípravků.](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/02/pripadova-studie-vibracoustic-4.jpg)
Jak wyjaśnił projektant Luděk Rozmanitý: "Dzięki doprowadzeniu sprężonego powietrza do przyrządu, zebrane komponenty są mocowane i łatwo przenoszone do prasy wspólnie. Komponenty można przygotować z wyprzedzeniem na stole pomocniczym ponownie z pomocą druku 3D, co nie tylko skraca całkowity czas jednego cyklu produkcyjnego, ale także zwiększa stabilność procesu, co jest znacznie bardziej opłacalne niż zwykłe przyspieszenie produkcji".
![pripadova-studie-vibracoustic-3 Přípravná lavice vulkanizačního lisu. Oranžové zakládací prstence jsou vyrobeny take 3D tiskem.](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/02/pripadova-studie-vibracoustic-3.jpg)
Dzięki drukowi 3D skraca się czas między cyklami tłoczenia, zapewnia idealne rozmieszczenie komponentów i minimalizuje błędy wynikające z zaniedbań. Oprócz wyższej produktywności, redukowane są również wszelkie odchylenia w parametrach jakościowych produktów. Jak praktycznie obliczono bezpośrednio w produkcji, zastosowanie przyrządów skraca cały cykl w zależności od złożoności części o 5-15%. Wraz ze wzrostem złożoności produktu rośnie również korzyść. Ze względu na wielkość produkcji powoduje to znaczny wzrost wydajności procesu.
Ponadto, dzięki dostępności druku 3D, biuro projektowe może z łatwością przygotować inne rodzaje przyrządów dla różnych modeli produktów i wprowadzić je do produkcji w ciągu zaledwie kilku dni. Luděk Rozmanitý kontrastuje ten postęp z przeszłością, kiedy pracowano bez druku 3D: "Nierealne jest zaprojektowanie takiego produktu np. z aluminium, rozpisanie przetargu w narzędziowni, czekanie 4-5 tygodni na jego dostawę, a dopiero potem testowanie i zmiana parametrów rękojeści. Bylibyśmy w stanie zaproponować maksymalnie kilka wariantów rocznie. W ciągu roku, zamiast dwóch wariantów, udało nam się przetestować i zdebugować ponad pięćdziesiąt. Bez druku 3D ten produkt w ogóle by nie powstał" - dodaje.
„W ciągu roku, zamiast dwóch wariantów, udało nam się przetestować i zdebugować ponad pięćdziesiąt. Bez druku 3D ten produkt w ogóle by nie powstał.”
Druk 3D przyniósł nieoczekiwane oszczędności i zupełnie nowe możliwości
Każdy z wcześniej wprowadzonych produktów ekonomicznie uzasadnia zakup drukarki 3D dla firmy, ale jej zastosowanie sięga jeszcze dalej. "Po wyprodukowaniu pierwszych produktów wydrukowanych w 3D, nagle wszędzie zaczęliśmy dostrzegać możliwości, w których druk 3D może pomóc", stwierdza Rozmanitý, dla którego budowa urządzeń jest codziennym obowiązkiem. Stworzył niezliczone uchwyty, ergonomiczne uchwyty i ograniczniki, które ułatwiają pracę.
Interesującym przykładem jest produkcja uchwytu pistoletu ciśnieniowego i zastosowanie separatora w postaci prasy. Wraz z inicjatywą bezpieczeństwa pracy pojawił się wymóg stabilnego umiejscowienia pistoletu ciśnieniowego.
![DSC_2077-upraveno Držák tlakové pistole vyrobený na 3D tiskárně](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/05/DSC_2077-upraveno.jpg)
Pierwsze wersje produktu były estetyczne, ale dzięki drukowi 3D i możliwości szybkiego stworzenia kilku iteracji, Vibracoustic szybko opracował ostateczną wersję prostego uchwytu, który spełnia wymogi bezpieczeństwa, a jego produkcja jest szybka i niedroga.
![DSC_1742 Držák tlakové pistole vyrobený na 3D tiskárně](https://trilab3d.com/wp-content/uploads/2021/02/DSC_1742-1024x684.jpg)
Produkt końcowy byłby zwykle wytwarzany przy użyciu innej technologii, ale cały rozwój z szybkimi iteracjami byłby znacznie wolniejszy i nieporównywalnie droższy bez druku 3D.
"Wdrożenie drukowanych w 3D przyrządów osiągnęło etap, w którym w ciągu roku pracy wydrukowaliśmy tak wiele przyrządów, uchwytów, sztaplarek i wszystkiego (ok. 25 km (72 kg) filamentu rocznie), że nawet biorąc pod uwagę, że ich żywotność jest odpowiednia przy prawidłowej obsłudze, drukarka nadal w zasadzie pracowała non stop z przerwami tylko na czynności serwisowe. Dlatego zdecydowaliśmy się na zakup drugiej maszyny TRILAB DeltiQ 2", podsumowuje Luděk Rozmanitý.
Możemy również pomóc we wdrożeniu druku 3D w Twojej firmie
Vibracoustic to tylko jedna z wielu firm, którym pomogliśmy w dostarczeniu odpowiedniego rozwiązania druku 3D i jego wdrożeniu. Mamy doświadczenie w zakładach inżynieryjnych, motoryzacyjnych, odlewniczych, biurach projektowych, liniach produkcyjnych i instytucjach naukowych. Przyrządy i modele TRILAB DeltiQ pozwoliły już zaoszczędzić czas i pieniądze w tych firmach i miejscach pracy. A nawet zainspirowały prototypy, przyrządy i produkty, które nigdy nie przyszłyby nikomu do głowy, gdyby nie mieli własnej drukarki 3D.
Skontaktuj się z nami mailowo, telefonicznie lub za pośrednictwem portali społecznościowych, a z przyjemnością bezpłatnie pokażemy Ci, w jaki sposób drukarki 3D TRILAB pomogą również Twojej firmie.