Oprzyrządowanie produkcyjne z druku 3D

Dodano: 25 maj 2022

Oprzyrządowanie produkcyjne z druku 3D

Druk 3D może być wykorzystywany nie tylko do wykonywania prototypów i gotowych części, ale również do produkcji oprzyrządowania potrzebnego na stanowiskach montażowych, produkcyjnych i serwisowych.

Uchwyty, przyrządy pozycjonujące, adaptery, szablony czy elementy organizacji stanowiska często potrzebne są w niewielkiej liczbie sztuk i muszą być dopasowane do konkretnego produktu albo maszyny. W takich przypadkach wykonywanie formy lub rozbudowanego oprzyrządowania technologicznego może nie być uzasadnione.

Druk 3D pozwala wykonać taki element bezpośrednio na podstawie modelu 3D i w razie potrzeby szybko wprowadzić kolejną wersję.

Jakie oprzyrządowanie produkcyjne można wykonać w druku 3D?

Zakres zastosowań zależy od konkretnego procesu produkcyjnego. Technologie addytywne mogą być wykorzystywane między innymi do wykonywania:

• uchwytów montażowych,
• przyrządów pozycjonujących,
• szablonów montażowych,
• adapterów i przejściówek,
• gniazd i podpór pod elementy,
• prowadnic pomocniczych,
• osłon i maskownic,
• organizerów narzędzi,
• elementów stanowisk roboczych,
• oprzyrządowania pomocniczego do kontroli i montażu,
• części pomocniczych do maszyn i urządzeń.

Nie każde oprzyrządowanie musi przenosić duże obciążenia. Często jego zadaniem jest jedynie ustalenie położenia detalu, podparcie części podczas montażu, prowadzenie przewodu albo ułatwienie operatorowi powtarzalnego wykonania określonej czynności.

W takich zastosowaniach druk 3D może być szczególnie praktyczny.

Oprzyrządowanie dopasowane do konkretnego stanowiska

W produkcji seryjnej nawet niewielka zmiana produktu może wymagać zmiany uchwytu, podstawy, prowadnicy albo innego elementu stanowiska.

W przypadku oprzyrządowania wykonywanego metodami addytywnymi modyfikacja często sprowadza się do zmiany modelu 3D i wykonania kolejnej wersji.

Można na przykład:

• zmienić położenie otworów,
• dostosować uchwyt do nowej wersji produktu,
• zwiększyć lub zmniejszyć prześwit,
• dodać miejsce na czujnik,
• zmienić sposób prowadzenia przewodu,
• dopasować gniazdo do innego wariantu części.

Dzięki temu nie trzeba traktować pierwszej wersji oprzyrządowania jako rozwiązania ostatecznego. Można wykonać prototyp, sprawdzić go na stanowisku i dopiero po testach przygotować wersję docelową.

Druk 3D w automatyce przemysłowej

W automatyce, na liniach produkcyjnych i w utrzymaniu ruchu często potrzebne są elementy, których nie ma w standardowej sprzedaży.

Może to być niewielki adapter do czujnika, mocowanie przewodu, osłona, uchwyt kamery, gniazdo komponentu albo element pozwalający połączyć dwa istniejące podzespoły.

W takich przypadkach istotna jest przede wszystkim geometria oraz warunki pracy części.

Przed wykonaniem warto określić:

• sposób mocowania,
• obciążenie,
• temperaturę pracy,
• kontakt z olejem, chłodziwem lub innymi substancjami,
• wymagane wymiary,
• liczbę potrzebnych sztuk,
• oczekiwaną trwałość.

Na tej podstawie można ocenić, czy druk 3D jest odpowiednią metodą wykonania oraz dobrać technologię i materiał.

FFF do uchwytów, adapterów i elementów stanowisk

Technologia FFF/FDM jest często przydatna przy oprzyrządowaniu produkcyjnym ze względu na możliwość wykonywania pojedynczych elementów i krótkich serii z różnych materiałów.

Może być stosowana między innymi do:

• uchwytów,
• obudów,
• elementów pozycjonujących,
• organizerów,
• osłon,
• podstaw,
• adapterów.

W zależności od wymagań można zastosować między innymi PET-G, ABS, ASA, TPU oraz materiały techniczne i kompozytowe.

Materiał powinien być dobierany do rzeczywistych warunków pracy, a nie wyłącznie na podstawie deklarowanej wytrzymałości samego tworzywa.

SLS i MJF przy bardziej złożonym oprzyrządowaniu

Jeżeli geometria elementu jest bardziej skomplikowana albo potrzebna jest większa liczba części, warto rozważyć technologie proszkowe.

SLS umożliwia wykonywanie elementów z poliamidów bez klasycznych konstrukcji podporowych. Pozwala to projektować złożone kształty, kanały, zatrzaski i elementy, które w FFF mogłyby wymagać dodatkowych podpór.

MJF może być wykorzystany między innymi przy powtarzalnych częściach technicznych z PA12 oraz krótkich seriach oprzyrządowania.

Wybór między FFF, SLS i MJF zależy przede wszystkim od geometrii, materiału, liczby sztuk i warunków pracy.

Oprzyrządowanie z druku 3D a części metalowe

Druk 3D z tworzyw nie ma zastępować każdego stalowego lub aluminiowego przyrządu.

Jeżeli element pracuje pod dużym obciążeniem, w wysokiej temperaturze albo jego uszkodzenie może stwarzać zagrożenie, inna metoda produkcji może być właściwsza.

Technologie addytywne mają największą wartość tam, gdzie liczą się:

• niewielka liczba sztuk,
• nietypowa geometria,
• częste zmiany konstrukcji,
• dopasowanie do konkretnego stanowiska,
• możliwość wykonania wersji testowej,
• brak potrzeby przygotowywania formy.

W praktyce druk 3D i tradycyjne technologie produkcyjne mogą się wzajemnie uzupełniać.

Prototyp oprzyrządowania przed wykonaniem serii

Przy nowym stanowisku albo zmianie procesu warto najpierw wykonać pojedynczy egzemplarz.

Pozwala to sprawdzić:

• czy część pasuje do stanowiska,
• czy operator ma odpowiedni dostęp,
• czy detal jest prawidłowo pozycjonowany,
• czy przewody i elementy ruchome mają wystarczająco dużo miejsca,
• czy montaż przebiega zgodnie z założeniami.

Jeżeli potrzebna jest korekta, model można zmienić przed wykonaniem kolejnych sztuk.

To szczególnie przydatne przy oprzyrządowaniu, którego kształt trudno zweryfikować wyłącznie na ekranie.

Co przesłać do wyceny oprzyrządowania produkcyjnego?

Jeżeli masz gotowy model, prześlij plik STL, STEP lub STP.

Do zapytania warto dodać:

• liczbę sztuk,
• opis zastosowania,
• informację o elementach współpracujących,
• warunki pracy,
• istotne wymiary,
• wymagania dotyczące materiału, jeśli są już określone,
• oczekiwany termin.

Jeżeli modelu jeszcze nie ma, można przesłać dokumentację, zdjęcia stanowiska oraz opis potrzebnego elementu. Na tej podstawie ustalimy, jaki zakres przygotowania modelu jest potrzebny i czy projekt może zostać przygotowany bezpośrednio lub z udziałem partnera projektowego.

Usługi druku 3D dla produkcji

Oprzyrządowanie produkcyjne jest jednym z zastosowań, w których druk 3D może uzupełniać klasyczne metody wytwarzania.

Może chodzić o jeden uchwyt potrzebny do testów, kilka przyrządów dla stanowisk montażowych albo powtarzalną serię elementów pomocniczych.

Każdy projekt oceniamy osobno pod kątem geometrii, materiału, liczby sztuk i warunków pracy.

Jeżeli masz gotowy model oprzyrządowania, prześlij go przez formularz wyceny. Jeżeli dopiero wiesz, jaki problem ma rozwiązać dany element, opisz zastosowanie i posiadaną dokumentację — na tej podstawie można ustalić dalszy sposób realizacji.