Ford zefektívnil výrobu automobilov vďaka 3D tlači
Ford Motor Company
Od svojho založenia v roku 1914 značka udáva tempo v oblasti automobilových inovácií. Spoločnosť Ford, ktorá sa vždy pozerala dopredu, zaviedla pred 115 rokmi pohyblivé montážne linky – priekopnícky postup známy aj ako “fordizmus”. A dnes zavádza aditívnu výrobu, aby sa montáž automobilov ešte zrýchlila – zvýšením produktivity, zlepšením ergonómie a zlepšením kontroly kvality.
Odvetvie
Automobilový priemysel
Výzva
Zvýšenie efektivity
Riešenia
Vďaka technológii 3D tlače FFF sa tímu špecializujúcemu sa na aditívnu výrobu podarilo skrátiť výrobu, zlepšiť dostupnosť a odstrániť množstvo ťažkostí.
Výsledky
– úspora času a nákladov,
– miestna výroba,
– zvýšený čas prevádzkyschopnosti linky,
– optimalizovaná ergonómia náradia.
Predstavenie spoločnosti
Zatiaľ čo mnohé spoločnosti sa s možnosťami aditívnej výroby ešte len zoznamujú, Ford je opäť o krok ďalej, takže jeho autá opúšťajú výrobné linky ešte rýchlejšie.
Pred spustením sériovej výroby každého vozidla sa najprv vytvorí prototyp v pilotnom závode spoločnosti Ford v Kolíne nad Rýnom v Nemecku. Tu trvá vývoj plnohodnotnej výrobnej linky až sedem rokov, kým sa začne sériová výroba. Lars Bognar, inžinier a člen tímu technického výskumu a inovácií spoločnosti Ford v Aachene, pracuje na vytvorení optimalizovaného pracovného postupu výroby montážnych prípravkov, nástrojov a prípravkov, ktoré potom spoločnosť Ford používa vo svojich výrobných závodoch.
Zavedenie 3D tlače
Zamestnanci spoločnosti Ford používajú pri výrobe svojich vozidiel veľké množstvo špeciálnych nástrojov. Tie sú zvyčajne určené na jeden konkrétny účel a model. Externé zadávanie týchto nástrojov je časovo náročné a veľmi nákladné. Inžinieri spoločnosti Ford našli riešenie, ako ich rýchlejšie získať v rámci pilotného projektu 3D tlače.
Spoločnosť zostavila špecializovaný tím pre aditívnu výrobu, ktorý spustil úspešný projekt s využitím technológie SLS. Dosiahol dobré výsledky, ale výtlačky si vyžadovali ďalšie úpravy. Spoločnosť Ford sa preto rozhodla použiť technológiu FFF spoločnosti Ultimaker. Výroba je tak ešte rýchlejšia, cenovo dostupnejšia a bezproblémovejšia. Ďalšou výhodou je, že potrebné nástroje nemusia tlačiť konštruktéri – môžu to urobiť aj pracovníci v konkrétnych miestnych závodoch.
Výroba nástrojov, montážnych prípravkov a svoriek
Mnohé výrobné závody chcú využiť 3D tlač na optimalizáciu svojich existujúcich výrobných procesov. Vďaka samostatnému 3D pracovisku v pilotnom závode však Ford získava všetky nástroje, ktoré potrebuje pred začatím sériovej výroby nového vozidla. Inžinieri spoločnosti Ford tak majú viac času na zdokonalenie všetkých svojich špeciálnych nástrojov. Spoločnosť si uvedomuje, že takto vyrobené nástroje nielen urýchľujú výrobu automobilov, ale často sú výhodné aj z hľadiska ergonómie práce. Preto je pre spoločnosť veľmi dôležité vytvoriť optimálny dizajn pre každú aplikáciu.
Lokálna výroba
Na 3D tlačiarňach Ultimaker dokážu vyrobiť nástroje, ktoré potrebujú, aj zamestnanci, ktorí s nimi budú pracovať. Spoločnosť Ford zavádza 3D tlačiarne Ultimaker vo svojich závodoch po celej Európe – napríklad v Španielsku, Taliansku a Rumunsku. Návrhársky tím v Nemecku dodáva návrhy elektronicky a vďaka 3D tlači sa nástroje dajú použiť už na druhý deň
Spoločnosť Ford však ide ešte o krok ďalej. Pracovníci v týchto závodoch môžu používať generatívne softvérové riešenie Paramate od spoločnosti Trinckle na výrobu montážnych prípravkov bez predchádzajúcich skúseností s 3D návrhom. Tím v Kolíne nad Rýnom bude vyrábať diely, ktoré sa dajú použiť na nástroje, ako sú rukoväte alebo magnetické držiaky. Konštruktér si prečíta návrh auta, pridá rukoväť a označí miesto, kam má diel pripevniť. Softvér potom vygeneruje montážny prípravok. Návrh možno odoslať priamo do aplikácie Ultimaker Cura a vytlačiť ho lokálne na tlačiarni Ultimaker S5.
Výhody 3D tlač
Pilotný závod už prináša spoločnosti Ford veľké zmeny. V porovnaní s tradičnou výrobou a obstarávaním od externých dodávateľov prináša 3D tlač špeciálnych nástrojov značné úspory. Len pri výrobe modelu Focus sa používa viac ako 50 špeciálne navrhnutých nástrojov a prípravkov. Spoločnosť Ford skúma aj možnosť výroby náhradných dielov pre stroje na výrobných linkách. 3D tlač týchto dielov výrazne zvyšuje prevádzkyschopnosť strojov, čím sa skracujú prípadné prestoje na linkách.
3D tlač však neprináša len finančné výhody. Mnohé z týchto nástrojov sú pre spoločnosť veľmi prospešné aj z hľadiska ergonómie práce. Bežné kovové nástroje sa pri dlhodobom používaní stávajú výrazne “ťažšími” a z dlhodobého hľadiska môžu mať negatívny vplyv na zdravie pracovníkov. V prípade mnohých nástrojov sú materiály Ultimaker dostatočne pevné na to, aby sa dali použiť namiesto kovu, čo pracovníkom montážnej linky výrazne uľahčuje prácu.
Plány do budúcnosti
Spoločnosť Ford rýchlo rozširuje svoje možnosti 3D tlače. Okrem optimalizácie pracovných postupov pre nástroje, prípravky a prípravky skúma aj ďalšie možnosti. Lars sa nezaujíma len o výrobu nástrojov a prípravkov, ale hľadá spôsoby výroby náhradných a finálnych dielov pomocou 3D tlače. “Chceme urobiť ďalší krok a začať používať 3D tlač aj na výrobu náhradných dielov. Naším cieľom je prejsť na navrhovanie pre aditívnu výrobu – aby sme mohli tlačiť finálne diely, ktoré sa budú montovať priamo do našich vozidiel.”
Nástroje sa navrhujú v pilotnej sérii pred uvedením do sériovej výroby
Niekoľko montážnych prípravkov a svoriek navrhnutých a vytlačených v pilotnom závode spoločnosti Ford
Niekoľko montážnych prípravkov a svoriek navrhnutých a vytlačených v pilotnom závode spoločnosti Ford
Vďaka prehľadnému používateľskému rozhraniu softvéru Ultimaker Cura môže každý vyrobiť nástroje, ktoré potrebuje
V softvéri spoločnosti Trinckle môžu pracovníci vytvárať nástroje, ktoré sa potom odosielajú priamo do 3D tlačiarne Ultimaker.
Inžinieri spoločnosti Ford majú viac času na zdokonalenie všetkých svojich špeciálnych nástrojov
Prípadové štúdie
