3D tlač – nenahraditeľný pomocník pri údržbe

Údržba býva popri príprave prototypov jedným z prvých miest v spoločnosti, kde sa naplno uplatňuje 3D tlač. Presvedčiť sa o tom môžeme v slovenských strojárskych podnikoch a miestnych automobilkách. Aditívna výroba pomáha pružne reagovať na potreby prevádzky, predchádzať drahým prestojom rýchlou výrobou náhradných dielov, pomáha predchádzať poškodeniu strojov a prináša potrebné diely presne tam, kde ich potrebujete.

3D tlač v oblasti údržby výrazne uľahčuje prípravu širokej škály nástrojov – od pomocných nástrojov až po funkčné komponenty a náhradné diely pre stroje. Ak potrebné údaje o tvare výrobku nie sú k dispozícii priamo od výrobcu, možno ich získať buď modelovaním na zákazku na pracovisku konštruktéra, alebo zachytením skutočnej predlohy presným 3D skenovaním. Dokonca aj diely so zložitými tvarmi možno prispôsobiť aplikácii, a tým výrazne rozšíriť existujúce možnosti údržby. Okrem toho je možné diely ukladať digitálne a v prípade potreby ich vytlačiť – dokonca aj vo vzdialenom závode, kde sú už údaje pripravené. Tam prevádzkovateľ potrebuje len spoľahlivú, profesionálnu 3D tlačiareň so zaručenou opakovateľnosťou výroby.

Okrem plnohodnotných dielov sa v súčasnosti s výhodou tlačia aj dočasné náhradné diely. Hoci sú vyrobené z menej odolných materiálov (napríklad z kompozitov namiesto kovov), sú lacné, rýchle a dokážu udržať výrobnú linku v chode pod vlastnou strechou, kým neprídu originálne diely od výrobcu stroja. Tým sa zabráni veľmi nákladným prestojom. Trendom sa stáva aj 3D tlač dielov, ktoré majú zabrániť poškodeniu strojov – od rôznych ochranných prvkov a zarážok až po mechanické poistky a odľahčovacie prvky – s cieľom zvýšiť efektívnosť a bezpečnosť výrobných operácií.

“3D tlač sa rozhodne vypláca. Z hľadiska nákladov na samotný vytlačený diel, ako aj z hľadiska úspory strojových hodín. V prípade poruchy na výrobnej linke sme schopní vyrobiť náhradné diely, takže prestoje sú oveľa kratšie a náklady nižšie,” pripomenul Martin Stričko z farmaceutickej spoločnosti Zentiva v nedávnom prieskume stredoeurópskych spoločností.

Pred uvedením 3D tlačiarní do prevádzky

Pred výberom a obstaraním novej technológie 3D tlače je vhodné dobre zvážiť požiadavky na výrobok – na mechanickú odolnosť, drsnosť povrchu, rozmerovú presnosť, teplotnú a chemickú odolnosť, UV stabilitu atď. Dôležitým faktorom je aj počet výtlačkov, ktoré sa majú vyrobiť. Nie každá technológia 3D tlače je ešte vhodná na masovú výrobu alebo sa musí primerane zväčšiť. Napríklad až do formátu tzv. tlačovej farmy s desiatkami centrálne spravovaných tlačiarní.

Dostupnosť a ziskovosť vhodnej technológie vyplýva z jasných požiadaviek na tlač. Z dlhoročných skúseností na slovenskom a českom trhu vieme, že pri správnej voľbe sa investície do aditívnej výroby a údržby vrátia prekvapivo rýchlo – často v priebehu niekoľkých mesiacov. Ak si nie ste istí, ktorou cestou sa vybrať, oplatí sa obrátiť na aplikačného inžiniera pre 3D tlač. Môže vám pomôcť s výberom materiálu a technológie a môžete si tiež vyžiadať výpočet očakávanej návratnosti vybraného projektu.

Jan Blepta zo spoločnosti Continental Automotive Czech Republic potvrdzuje, aké praktické je mať 3D tlačiarne na dosah: “To, čo si vymyslíme dnes, môžeme navrhnúť zajtra – a vďaka 3D tlači to môžeme okamžite vyrobiť. Na výrobu s tradičnými nástrojmi v nástrojárni nečakáme týždne. V krátkom čase môžeme otestovať viacero variantov a rýchlo nájsť ideálny tvar.”

V údržbe a v celom priemysle sa 3D tlač oplatí

Zavádzanie a rozširovanie 3D tlače v oblasti údržby dnes naďalej čelí mnohým prekážkam. Medzi najväčšie patrí strach z neznámeho. Veľkú úlohu stále zohráva správny výber materiálov a ich kombinácie na zvolený účel. V praxi sa však nespočetne veľakrát ukázalo, že kombinácia informovaného používateľa, spoľahlivej 3D tlačiarne, dostupného softvéru a kvalitných materiálov s vyladenými tlačovými profilmi ponúka rýchlu cestu k úplne novým možnostiam výroby – a značnú konkurenčnú výhodu.

“Hlavnou výhodou pre nás je, že 3D tlač je rýchlejšia a lacnejšia ako iné výrobné metódy. A v prípade niektorých špecifických zložitých dielov je 3D tlač jediným spôsobom, ako ich vôbec vyrobiť. Iný spôsob výroby je nepredstaviteľný,” zhrnul Gábor Zai, špecialista na výrobu v spoločnosti Technoplast Group Kft v Maďarsku.

Ale ktorú technológiu si vybrať?

Tak ako neexistuje jediný materiál, ktorý by spĺňal všetky požiadavky súčasne, neexistuje ani jedna technológia 3D tlače, ktorá by zvládla všetko z hľadiska údržby. Často si vystačíte s bežnými termoplastmi a dielmi ľahko vyrobenými na kvalitných stolných 3D tlačiarňach (metóda FFF a populárne zariadenia Ultimaker, Craftbot a ďalšie). Aj základné diely vyrobené z bežných materiálov sa v praxi mnohokrát prekvapivo osvedčili – dokážu rýchlo priniesť veľké úspory a často sú prvým krokom pri zavádzaní aditívnej výroby do prevádzky.

S vyššími požiadavkami na mechanickú, tepelnú, elektrostatickú alebo chemickú odolnosť prichádzajú do hry pokročilejšie technológie schopné spracovať náročnejšie (a oveľa odolnejšie) materiály. Spomeňme aspoň niektoré z nich: mechanicky odolné plastové kompozity s vloženou kontinuálnou výstužou z uhlíkových a iných vlákien (metóda CFF spoločnosti Markforged) alebo prekvapivo odolné ultrapolyméry (opäť technológia FFF a značky ako MiniFactory, Intamsys a ďalšie), ktoré odolávajú napríklad namáhaniu pri nízkych a vysokých teplotách.

Čoraz dostupnejšia 3D tlač z kovov už dokáže splniť aj tie najnáročnejšie požiadavky na údržbu nástrojov a náhradných dielov. Spomeňme napríklad tlač zo strún s kovovým plnivom s následným presným spekaním v peci (metóda MFFF od spoločnosti Markforged) alebo laserové zváranie z drôtu (jedinečná technológia Meltio) v 3D tlačiarni, v CNC alebo priamo na konci robotického ramena.

Výber aditívnych výrobných technológií je veľmi široký a takmer niet mesiaca, kedy by sa neobjavila nová metóda. Stále platí, že dobre premyslený výber technológie – pre veľmi špecifický projekt – zvyčajne prináša aj rýchlu návratnosť investícií. Rôzne technológie a materiály sa dajú pohodlne kombinovať a 3D tlač sa dá rozšíriť podľa aktuálnych potrieb údržby.

Tomáš Vít