Jak wykorzystać druk 3D w utrzymaniu ruchu?

Dodano: 06 maj 2022

Jak wykorzystać druk 3D w utrzymaniu ruchu?

Druk 3D może być praktycznym wsparciem działów utrzymania ruchu, szczególnie wtedy, gdy potrzebny jest nietypowy element, część zamienna jest trudno dostępna albo czas oczekiwania na dostawę jest zbyt długi.

Nie oznacza to, że każdą część maszyny warto zastępować wydrukiem 3D. Kluczowe znaczenie mają warunki pracy elementu, obciążenie, temperatura, materiał, dokładność wymiarowa oraz konsekwencje ewentualnej awarii. W wielu zastosowaniach pomocniczych i serwisowych technologie addytywne pozwalają jednak skrócić drogę od problemu do gotowego elementu.

Części zamienne i elementy serwisowe z druku 3D

W utrzymaniu ruchu często problemem nie jest sama awaria, ale dostępność potrzebnej części. Starszy element może nie być już produkowany, dostawa może trwać kilka tygodni albo producent oferuje wyłącznie cały zespół zamiast pojedynczego detalu.

W takich sytuacjach warto sprawdzić możliwość wykonania części zamiennej w druku 3D.

Przykładowe elementy, które mogą być wykonywane na potrzeby utrzymania ruchu, to:

• uchwyty i mocowania,
• prowadnice,
• dystanse,
• osłony i maskownice,
• obudowy,
• adaptery,
• elementy prowadzenia przewodów,
• pokrętła i elementy obsługowe,
• części pomocnicze do stanowisk produkcyjnych,
• wybrane koła, tuleje i elementy mechaniczne po wcześniejszej ocenie warunków pracy.

O tym, czy dana część nadaje się do wykonania w druku 3D, decyduje jej funkcja, a nie sam kształt.

Druk 3D przy awarii maszyny

Jeżeli maszyna stoi z powodu uszkodzenia niewielkiego elementu, czas dostawy oryginalnej części może mieć większe znaczenie niż jej cena.

Druk 3D może być wtedy jednym z rozwiązań, które warto rozważyć. Dotyczy to szczególnie elementów pomocniczych, osłon, uchwytów, adapterów czy części niewchodzących w układy krytyczne dla bezpieczeństwa.

Przed wykonaniem zamiennika trzeba ustalić między innymi:

• jakie obciążenia działają na część,
• w jakiej temperaturze pracuje,
• czy ma kontakt z olejem, smarem, chłodziwem lub innymi substancjami,
• jakie wymiary są krytyczne,
• czy część współpracuje z innymi elementami ruchomymi,
• jakie były przyczyny uszkodzenia oryginału.

Sam fakt, że dany element da się wydrukować, nie oznacza jeszcze, że powinien zostać użyty w konkretnym miejscu maszyny.

Oprzyrządowanie dla utrzymania ruchu

Druk 3D przydaje się nie tylko do części zamiennych.

W zakładach produkcyjnych można w ten sposób wykonywać również oprzyrządowanie produkcyjne wspierające pracę serwisu i operatorów, na przykład:

• przyrządy montażowe,
• szablony,
• uchwyty pozycjonujące,
• organizery narzędzi,
• adaptery do urządzeń pomiarowych,
• osłony pomocnicze,
• elementy do znakowania i identyfikacji,
• części stanowisk serwisowych.

W takich zastosowaniach możliwość szybkiej zmiany geometrii bywa równie ważna jak sam czas wykonania.

Jeżeli pierwsza wersja uchwytu wymaga poprawki, model można zmodyfikować i wykonać kolejną wersję bez przygotowywania nowej formy lub specjalnego oprzyrządowania produkcyjnego.

Cyfrowy magazyn części zamiast fizycznego zapasu

Jednym z zastosowań druku 3D w utrzymaniu ruchu może być przechowywanie dokumentacji części w postaci modeli 3D.

Zamiast utrzymywać duży zapas rzadko używanych elementów, można zachować zweryfikowany model i wrócić do niego wtedy, gdy część będzie ponownie potrzebna.

Takie rozwiązanie ma sens przede wszystkim w przypadku elementów:

• wykonywanych rzadko,
• stosunkowo prostych do zweryfikowania,
• niewymagających specjalistycznej certyfikacji gotowego wyrobu,
• których magazynowanie przez wiele lat nie jest ekonomicznie uzasadnione.

Przed wdrożeniem takiego rozwiązania warto zachować informacje o wersji modelu, materiale, technologii wykonania oraz wymaganych wymiarach.

Jakie technologie można wykorzystać?

Dobór technologii zależy od konkretnej części.

FFF/FDM

Technologia FFF dobrze sprawdza się przy uchwytach, obudowach, osłonach, adapterach i wielu elementach pomocniczych.

Do dyspozycji są materiały o różnych właściwościach, między innymi PET-G, ABS, ASA, TPU oraz tworzywa wzmacniane włóknem.

SLS

SLS jest przydatny przy częściach z PA12 i innych materiałów proszkowych, szczególnie gdy geometria jest bardziej złożona albo ważna jest możliwość wykonania wielu elementów w jednym procesie.

MJF

MJF może być dobrym wyborem przy powtarzalnych częściach technicznych z PA12 oraz krótkich seriach.

SLA, mSLA i DLP

Technologie żywiczne mogą być stosowane tam, gdzie istotna jest drobna geometria, dokładność odwzorowania szczegółów albo określona jakość powierzchni.

Nie ma jednej technologii właściwej dla całego utrzymania ruchu. Każdy element należy oceniać osobno.

Co jest potrzebne do wykonania części?

Najłatwiej rozpocząć od gotowego modelu STL, STEP lub STP.

Jeżeli modelu nie ma, pomocne mogą być:

• zdjęcia uszkodzonego elementu,
• podstawowe wymiary,
• dokumentacja techniczna,
• informacja o miejscu montażu,
• opis warunków pracy,
• zdjęcia części współpracujących.

W zależności od stopnia skomplikowania trzeba wtedy ustalić sposób przygotowania modelu 3D. Niektóre elementy można odtworzyć na podstawie pomiarów i dokumentacji, inne wymagają dodatkowego projektowania lub skanowania.

Kiedy druk 3D nie będzie właściwym rozwiązaniem?

Druk 3D nie powinien być automatycznie stosowany jako zamiennik każdej części maszyny.

Szczególnej ostrożności wymagają elementy związane z:

• bezpieczeństwem ludzi,
• dużymi obciążeniami mechanicznymi,
• wysoką temperaturą,
• ciśnieniem,
• instalacjami elektrycznymi o szczególnych wymaganiach,
• certyfikowanymi układami maszyn,
• wymaganiami prawnymi lub branżowymi.

W takich przypadkach sam dobór materiału nie wystarcza. Trzeba uwzględnić również proces wykonania, dokumentację techniczną oraz wymagania dotyczące gotowej części.

Druk 3D jako narzędzie działu utrzymania ruchu

Największą wartością druku 3D w utrzymaniu ruchu nie jest możliwość „wydrukowania wszystkiego”.

Jego zaletą jest możliwość wykonania konkretnego, nietypowego elementu bez przygotowywania formy i rozbudowanego oprzyrządowania. Może to być pojedynczy zamiennik, adapter, uchwyt, osłona albo część stanowiska potrzebna do wykonania określonego zadania.

Jeżeli masz model lub część, której dostępność jest problemem, prześlij plik STL, STEP albo STP oraz opis warunków pracy. Na tej podstawie można ocenić, czy druk 3D jest odpowiednią metodą wykonania i dobrać technologię oraz materiał.