Pomocou 3D tlače vyrábajú predtým nevyrobiteľné
Průmyslová keramika, spol. s r. o. 🇨🇿
Stolné tlačiarne Ultimaker zefektívňujú výrobu žiaruvzdorných dielcov
Spoločnosť Priemyslová keramika sa zaoberá výrobou a predajom rôznych typov netvarových žiaruvzdorných hmôt a dielov z nich zhotovených. Založená bola v roku 1991 a od tej doby sa vypracovala na jedného z najvýznamnejších dodávateľov žiaruvzdorných materiálov v strednej Európe. Podnik so 75 zamestnancami sídli v mestečku Rájec-Jestřebí na južnej Morave a ročne vyprodukuje cez 9500 ton zmesi a takmer 1600 ton tvaroviek s obratom 220 000 000 korún.
Výroba v Priemyslovej keramike dokáže pružne reagovať na požiadavky zákazníka – ako u zloženia produkovaných zmesí, tak aj u dielcov zo žiaruvzdorných materiálov. Vysoko individuálne požiadavky zákazníkov vedú k tomu, že je nutné prakticky ku každej zákazke vyvinúť unikátne riešenie. Najmä pri výrobe foriem pre jednotlivé dielce sa ako ideálna ukázala technológia aditívnej výroby.
Formy s kovovým plášťom dnes v Priemyslovej keramike stále častejšie dopĺňajú jadrá vytlačené z materiálu PLA.
Presná práca na mieru
Forma pre výrobcu dielcov sa takmer vždy skladá z vnútorného plášťa, ktorý určuje celkový tvar a je typicky oceľový, a jadier, ktoré ďalej vymedzujú dôležité funkčné detaily – drážky, otvory, zvlnenie a podobne. Jadrá sú veľmi často zložitých tvarov, napriek tomu je ich treba navrhnúť a vyrobiť presne podľa prianí zákazníka. Priemyslová keramika jadra sa predtým nechávala vyrábať frézovaním z kovov (kde mnohokrát nepostačil ani päťosí CNC stroj) alebo z dreva, pri ktorom využívala práce truhlárov a modelárov. Nakoľko sa vždy jednalo o výrobok presne na mieru, narážala firma na vysoké náklady a časovú náročnosť.
Počas roka 2013 sa vedenie Priemyslovej keramiky začalo zaoberať technológiou 3D tlače ako prostriedku pre zlacnenie a zrýchlenie výroby foriem. Prvá 3D tlačiareň českého výrobcu zamierila do firmy v roku 2014. „Bojovali sme však s extrémnou nespoľahlivosťou tlačiarne. Úspešne prebehlo len zhruba 30% tlače, zbytok bol odpad. Ani po tejto skúsenosti sme však na 3D tlač nezanevreli, bola to pre nás skvelá škola. Technológia bola pre nás stále vhodná, len sme zle zvolili tlačiareň,“ vraví Jakub Cvilinek, konateľ spoločnosti.
Zmenu priniesla kúpa tlačiarne Ultimaker 3 Extended v roku 2016, ktorú Priemyslová keramika zvolila hlavne kvôli jej spoľahlivosti a profesionálnej kvalite dvoj-materiálovej 3D tlače. K nej sa v roku 2018 pridal nový model Ultimaker S5, samozrejme poskytuje väčší tlačový objem a ešte pohodlnejšie ovládanie. „Pri obstaraní ďalšieho Ultimakeru sme neváhali ani chvíľku.“ dopĺňa s úsmevom Jakub Cvilinek.
Priemyslová keramika začala týmto krokom naplno využívať 3D tlač pre výrobu jadier a vložiek do foriem. Rýchlo sa prejavili hlavné prínosy technológie: presná, rýchla a opakovateľná výroba spojená s takmer úplnou slobodou tvorcu pri návrhoch dielov, ktoré sú navyše zásadne lacnejšie než pri výrobe predchádzajúcimi postupmi.
Pre tlač v Priemyslovej keramike zatiaľ využívajú výhradne materiál PLA, a to najmä vďaka jednoduchej práci s ním a taktiež vďaka jeho schopnosti vytavenia – pri mnohých dielcoch jadra a vložky zostávajú zaliate v materiáli. Pri následnom vypaľovaní pri viac ako 900 °C sa PLA z dielcov ľahko a bezo zvyšku vytaví. S 3D tlačiarňou v spoločnosti pracujú dvaja zamestnanci, ktorí sa starajú o výrobu dielov, ktoré navrhuje konštrukčné oddelenie spoločnosti. K návrhom modelov používajú Autodesk Inventor a AutoCAD.
„Pokiaľ by sme vyberali ďalšiu 3D tlačiareň, našou voľbou bude opäť Ultimaker. Vďaka presnej a spoľahlivej 3D tlači sa nám darí vyrábať jednoduché aj zložitejšie jadrá do foriem až 5x rýchlejšie a 10x lacnejšie.“
Jakub Cvilinek, konateľ Průmyslová keramika, spol. s r.o.
3D tlač zrýchľuje a uľahčuje výrobu
„3D tlač s Ultimakerom 3 Extended a S5 nám priniesla zásadné zlacnenie a zrýchlenie výroby a taktiež možnosť vyrobiť tvary, ktoré boli predtým takmer nevyrobiteľné. Postupom času sa z nej stala kľúčová a ťažko nahraditeľná súčasť výroby,“ pripomína konateľ spoločnosti Jakub Cvilinek.
V priemyslovej keramike sa 3D tlač jednoznačne osvedčila a znamená veľký prínos pre výrobný proces. Najväčšie výhody vedenie spoločnosti vníma v nasledujúcich oblastiach:
- Požadované diely sa pomocou 3D tlače darí vyrábať zhruba 5x rýchlejšie a 10x lacnejšie než pri použití tradičných postupov.
- Investície na zaobstaranie si 3D tlačiarne sa na úsporách vrátila v najbližších niekoľko mesiacoch.
- Výrazná je aj úspora pracovnej sily v podobe sústružníka či frézara.
- Značnou výhodou je výroba priamo na mieste a presne na mieru a rýchle prototypovanie.
- Prevádzka tlačiarní Ultimaker sa ukázala ako absolútne spoľahlivá aj pri iba základnej údržbe. Pri práci na jednej zo zákaziek pracovala jedna z tlačiarní nepretržite takmer rok.
Zrovnanie: Jadro formy pre zmiešavač vzduchu a plynu priemyslového horáku
Pôvodné spôsoby výroby:
- Extrudovaný polystyrén alebo drevo
- Ručný návrh a výroba
- Extrémna časová náročnosť – asi 30 hodín
- Veľmi namáhavá replikácia výrobku
- Cena zhruba 20 tisíc korún (v prípade dreva)
Výroba s využitím 3D tlače:
- Ľahko tlačiteľný materiál PLA
- Výroba pomocou 3D tlačiarne Ultimaker
- Časová náročnosť zhruba len 50% pôvodného času (návrh a výroba)
- Opakovateľná a ľahko upraviteľná výroba
- Cena asi 300 korún (na materiáli)
Prípadové štúdie
