Druk 3D jest często określany mianem innowacyjnej technologii produkcji. Skąd jednak wynika jego znaczenie dla Przemysłu 4.0? Podczas gdy drukarki 3D pojawiły się na rynku już w latach 80, opłacalny druk 3D był możliwy dopiero w ciągu ostatniej dekady dzięki pionierskim wysiłkom firm takich jak Stratasys i Solidscape. Wraz z rozwojem technologii oraz wzrostem precyzji druku znalazł zastosowanie również w wytwarzaniu gotowych produktów, takich jak zabawki, elementy odzieży, wyroby spożywcze czy protezy. Obecnie druk 3D jest uznawany za jedną z kluczowych technologii Przemysłu 4.0, wspierającą przedsiębiorstwa w zwiększaniu elastyczności produkcji, skracaniu czasu realizacji projektów i optymalizacji kosztów.
Przykłady zastosowania druku 3D w przemyśle
Dzięki drukowi 3D fabryki mają możliwość zwiększenia swojej elastyczności, dostosowując się do potrzeb coraz bardziej wymagającego i nieprzewidywalnego rynku. Ponadto umożliwia on produkcję wszelkiego rodzaju spersonalizowanych przedmiotów bez kosztownych form i narzędzi produkcyjnych, co ogranicza marnotrawstwo materiału i interwencję człowieka. Druk 3D jest wielkim sojusznikiem środowiska, co jest ważną cechą dla nowoczesnych fabryk, biorąc pod uwagę obecną sytuację klimatyczną i znaczenie posiadania zrównoważonych procesów produkcyjnych przy mniejszym zużyciu zasobów i wytwarzaniu odpadów.
- Najczęstszym sposobem zastosowania druku 3D w przemyśle jest szybkie prototypowanie, czyli grupa technik, stosowanych do szybkiego wykonania skalowanego modelu części fizycznej lub zespołu z wykorzystaniem trójwymiarowych danych projektowych wspomaganych komputerowo (CAD).
- Dzięki drukowaniu części zamiennych, możemy niemal całkowicie wyeliminować przestoje. Problemem współczesnych fabryk jest nie tylko długi czas dostawy części zamiennych, ale również problemy z ich dostępnością. Dzięki drukarkom 3D – posiadając model konkretnego podzespołu – możemy wydrukować część zamienną w kilka chwil.
- Druk 3D oferuje sposób na radykalną poprawę lub całkowitą zmianę sposobu wytwarzania narzędzi produkcyjnych. Dzięki drukowaniu 3D narzędzia takie jak uchwyty, dysze, miski, podajniki, wsporniki, mogą być lżejsze, mocniejsze i lepiej dopasowane do swojego przeznaczenia. Można je wykonać w krótszym czasie za mniejsze pieniądze.
Do producentów, którzy z sukcesami wdrożyli drukowanie przestrzenne do swoich linii produkcyjnych należą niemal wszystkie marki grupy Volkswagen, a także m.in. Opel, Volvo czy Ford. Ta ostatnia używa technologii druku 3D od lat 90., a ostatnio wydrukowała swoją 500-tysięczną część za pomocą drukarki 3D, która była osłoną silnika nowego Forda Mustanga. Według strony internetowej Forda, tradycyjne metody zajęłyby cztery miesiące i 500 000 USD, ale przy drukowaniu 3D ten sam proces zajmuje cztery dni i 3000 USD.
Ford nawiązał również współpracę z 3D Systems Sugar Lab około Walentynek w tym roku, aby wydrukować w 3D jadalny model Mustanga 2015, wykonany z czekolady i cukru. W najbliższej przyszłości firma planuje współpracę z drukarkami 3D, wykorzystując druk piaskowy i bezpośredni druk metalowy.
Firma Volvo wykorzystuje technologię druku 3D do produkcji narzędzi i osprzętu wykorzystywanego w procesie produkcyjnym w swoim zakładzie w New River Valley (NRV) w Dublinie w stanie Wirginia, gdzie produkowane są wszystkie ciężarówki przeznaczone na rynek północnoamerykański. Wdrożenie narzędzi produkcyjnych drukowanych w 3D umożliwia szybszą produkcję i ciągłe doskonalenie jakości.
Nie tylko przemysł motoryzacyjny korzysta z takiej taktyki serwisowania. Również Shell wpadł na pomysł wyposażania swoich morskich platform wiertniczych w zestaw oprzyrządowania pozwalającego wyprodukować zużyte i zepsute komponenty maszyn na platformie, bez konieczności czekania na uruchomienie lądowego łańcucha dostaw i dostarczenie części na miejsce awarii.
Z dotychczasowych wiadomości nasuwa się myśl, że druk 3D zaczął dominować w produkcji, a utrzymanie ruchu jest jednym z kluczowych obszarów wdrożenia. Dzięki drukowaniu 3D lub produkcji addytywnej firmy uzyskują szybszy czas realizacji, niższe koszty zapasów i większą elastyczność w zakresie części i usług naprawczych. Zespoły serwisowe są zawsze pod presją szybkiego, wydajnego i taniego świadczenia usług, więc druk 3D może być dla nich ogromnym odciążeniem. Pomaga on pracownikom UR w skróceniu przestojów poprzez zwiększenie dostępności części zamiennych – w wielu przypadkach przy niższych kosztach. Technicy mogą tworzyć niestandardowe elementy na żądanie, aby dopasować je do potrzeb operacji. Dzięki tym korzyściom wiele branż zaczęło wdrażać programy drukowania 3D.
