Z 8 týždňov na 1 týždeň: ako spoločnosť East/West Industries nahradila kovový nástroj 3D tlačou

Aditívna výroba v súčasnosti čoraz viac preniká do oblastí, ktoré boli tradične doménou obrábania kovov. East/West Industries, americký výrobca leteckých komponentov, dokázal nahradiť nástroje na tvárnenie kovov 3D tlačou - a tým výrazne skrátiť čas výroby a znížiť náklady.

Stabilný dodávateľ pre letecký priemysel

SpoločnosťEast/West Industries je etablovaným výrobcom v leteckom priemysle, ktorý bol založený v roku 1968. Spoločnosť sa zameriava na vývoj a výrobu sedadiel a bezpečnostných systémov pre posádky lietadiel. Medzi jej zákazníkov patria významní výrobcovia OEM, ako napríklad Boeing, Lockheed Martin a Sikorsky.

Kritická situácia vo výrobe: pokazený nástroj a plynúce termíny

Spoločnosť čelila kritickej situácii vo výrobe plechových dielov - tesne pred začatím zákazky sa objavila poškodená tvárniaca matrica. Interná kapacita obrábania bola už plne vyťažená výrobou sériových dielov a výroba nového nástroja by musela byť zadaná externe.

To by znamenalo nielen dodatočné náklady, ale predovšetkým značné riziko oneskorenia dodávky zákazníkovi. Okrem toho by štandardná výroba nového nástroja z nástrojovej ocele zahŕňala nákup materiálu aj časovo náročné obrábanie zložitých geometrií.

Inteligentné riešenie: 3D tlač namiesto obrábania

Spoločnosť sa rozhodla využiť svoje vlastné možnosti aditívnej výroby a nasadila priemyselnú 3D tlačiareň Stratasys Fortus 450mc. Tá sa zvyčajne používa na výrobu prototypov, prípravkov alebo montážnych nástrojov, ale v tomto prípade sa použila na výrobu tvárniaceho nástroja v plnom rozsahu.

Kľúčovým materiálom bol FDM Nylon 12CF - termoplastický kompozit vystužený uhlíkovými vláknami, ktorý ponúka vysokú tuhosť, pevnosť a rozmerovú stabilitu. Vďaka týmto vlastnostiam je vhodný aj na aplikácie, kde môže v určitých prípadoch nahradiť kovové komponenty.

Technológia FDM (Fused Deposition Modeling) umožnila vyrobiť nástroj s komplexnou geometriou bez obmedzení typických pre obrábanie, a to priamo z digitálnych údajov bez potreby ďalšieho procesu výroby nástroja.

Merateľné výsledky: úspora času a nákladov

Nástroj vytlačený 3D tlačou splnil všetky požiadavky na pevnosť a funkčnosť a bol úspešne nasadený do výroby. Hlavné prínosy boli jasne merateľné:

• skrátenie času výroby z približne 8 týždňov na menej ako 1 týždeň (-87 %),
• zníženie nákladov z približne 5 000 USD na 1 000 USD (-80 %),
• odstránenie potreby zadávať výrobu nástroja externým dodávateľom.

Okrem toho vďaka aditívnej výrobe nebola zložitosť geometrie limitujúcim faktorom, čo výrazne zjednodušilo proces.

Poznatky z praxe: Podobné situácie riešime aj v Českej republike

Podľa Matyáša Chaloupku, ktorý sa dlhodobo venuje implementácii aditívnej výroby vo firmách, nejde o ojedinelý scenár:

"S veľmi podobnými situáciami sa stretávame aj v českých výrobných firmách. Poškodený alebo chýbajúci nástroj, nedostupné obrábacie kapacity alebo tlak na čas dodania - to sú presne tie momenty, keď má 3D tlač najväčší zmysel. V praxi často nejde len o výmenu jedného dielu, ale o zmenu prístupu k celej výrobe."

Skúsenosti z lokálneho prostredia potvrdzujú, že aditívna výroba dokáže v krátkom čase efektívne vyriešiť nielen prototypové, ale aj reálne výrobné problémy.

Čo si odniesť: 3D tlač ako nástroj na flexibilnú výrobu

Prípad spoločnosti East/West Industries ukazuje, že aditívna výroba už nie je len nástrojom na výrobu prototypov, ale čoraz viac si nachádza cestu do výrobných procesov. Schopnosť rýchlo reagovať na neočakávané situácie, minimalizovať prestoje a zároveň zachovať kvalitu výroby predstavuje veľkú konkurenčnú výhodu.

Technológia FDM v kombinácii s pokročilými materiálmi, ako je napríklad nylon 12CF, otvára nové možnosti pri výrobe nástrojov, prípravkov a funkčných dielov.

Možno riešite podobnú situáciu - alebo sa jej chcete v budúcnosti vyhnúť. Ak vás zaujíma, kde má 3D tlač vo výrobe naozaj zmysel, radi vás prevedieme konkrétnymi aplikáciami a ukážeme vám, ako ju efektívne zaviesť do praxe.