3D tlač ako ideálna metóda výroby nástrojov pre roboty
G. M. PROJECT, s. r. o.
Opavská spoločnosť od roku 1994 navrhuje a vyrába technologické zariadenia a robotické riešenia pre farmaceutický a chemický priemysel, biotechnologické závody, zdravotníctvo a potravinársky priemysel. Štyridsaťčlenný tím poskytuje svoje služby nielen v strednej a východnej Európe, ale aj na Balkáne, Blízkom východe a v Ázii. Od roku 2018, keď sa automatizačné projekty sústredili pod značkou EMILY®, vznikla potreba pripraviť zložitejšie nástroje pre roboty. 3D tlač sa ukázala ako ideálna výrobná metóda. Najskôr iba ako externá, no netrvalo dlho a vedenie spoločnosti sa rozhodlo zaobstarať si dve 3D tlačiarne, špičkové zástupkyne vo svojich kategóriách – stolový Ultimaker S5 a kompozitný Markforged X7.
Od aditívnej výroby si konštruktéri sľubovali rýchlu prípravu prototypov a tlač funkčných dielov priamo vo firme. Dnes päť z nich aktívne pracuje s dvoma 3D tlačiarňami.
“Na 3D tlači oceňujeme jej variabilitu a všestrannosť. Veľkým prínosom je aj zníženie ceny dielov, ktoré sami navrhujeme a vyrábame,” hovorí Jiří Moninec, konateľ spoločnosti G. M. PROJEKT. Sme v pravidelnom kontakte so špecialistami dodávateľa a diskutujeme o podpore pri vývoji, napríklad o optimalizácii tlačového programu pre konkrétne diely.”
Robotické nástroje, držiaky a iné prototypy navrhujú inžinieri v 3D CAD riešení na mieru. Najčastejšie ich tlačia z materiálov CPE na dvojmateriálovej 3D tlačiarni Ultimaker S5 a z kompozitných materiálov Onyx so zabudovanou kontinuálnou uhlíkovou výstužou na tlačiarni Markforged X7. Medzi bežné dokončovacie práce patrí odstránenie (alebo rozpustenie) dočasných podpier alebo rezanie nití. Výtlačky sa testujú počas vývoja a väčšinou slúžia ako plne funkčné diely.
“3D tlač je vynikajúca pri výrobe špeciálnych tvarovaných dielov, ktoré by sme inak nezískali. Úspora času pri ich výrobe je pre nás kľúčová,” dodáva Josef Novák, manažér predaja a marketingu. “Bez 3D tlače by sme sa dnes v našom výrobnom procese nezaobišli. Okrem toho chceme v prípade odolných a pevných uhlíkových kompozitov ponúkať našim partnerom viac služieb vo forme zákazkovej výroby.”
Vlastnými prostriedkami a presne na mieru
Jednou zo zákaziek prispôsobených špecifickým potrebám bol robotický stroj určený na vkladanie injekčných liekoviek a ampuliek do blistrov pre náročný farmaceutický priemysel. Podstatná tu bola nielen požiadavka na trvanlivosť a funkčnosť dielov, ale dôležitú úlohu zohrával aj dôkaz zloženia tlačového materiálu z hľadiska bezpečnosti vo farmaceutickom závode. Prototypy sa postupne dolaďovali niekoľko mesiacov podľa aktuálnych potrieb vyvíjaného pracovného postupu robota. Najprv z kopolyesteru (CPE) na stroji Ultimaker S5 a potom finálne vysokopevnostné diely z materiálu Onyx s uhlíkovou výstužou na stroji Markforged X7.
“Výroba nástroja s dutou komorou pomocou štandardných metód, ako je napríklad CNC obrábanie, by nás stála niekoľkonásobne viac ako 3D tlač. Nehovoriac o tom, že diel by musel byť zostavený z viacerých častí a spoje utesnené. Vďaka 3D tlači sme výrobu zvládli oveľa elegantnejšie,” zhrnul dizajnér Martin Daníšek. “Výtlačky pripravené na priemyselnej tlačiarni kompozitov Markforged X7 majú nielen vysokú pevnosť a odolnosť, ale ich povrchová úprava prevyšuje kvalitu dosiahnutú na bežných tlačiarňach FDM.”
Robotické riešenie pre farmaceutický priemysel zahŕňa 3D tlačený nástroj na vkladanie injekčných liekoviek a ampuliek do blistrov vyrobený z kompozitného materiálu Markforged Onyx s uhlíkovou výstužou
Ukážka prispôsobenej kompozitnej tlače pripravenej na upnutie na robotickej pracovnej stanici
Konštruktéri si môžu vymodelovať potrebný diel v 3D CAD, vytlačiť ho a na druhý deň ho namontovať tam, kde ho potrebujú – bez čakania na zdĺhavú externú dodávku.
Za prípravu finálnych dielov z odolných a pevných kompozitov s priebežným vystužením zodpovedá spoločnosť G. Spoločnosť M. Project je zodpovedná za priemyselnú 3D tlačiareň Markforged X7
Stolná dvojmateriálová 3D tlačiareň Ultimaker S5 vo verzii G. M. PROJECT, s. r. o., sa osvedčila ako pravá ruka dizajnérov pri príprave postupne vylepšovaných prototypov. Najčastejšie sa používa na tlač z tvrdého materiálu CPE
Prípadové štúdie
