Fakt, że druk 3D generuje oszczędności, zarówno pieniędzy jak i czasu jest niezaprzeczalny. Dowodem na to są liczne case studies, udostępniane przez firmy, dla których wdrożenie technologii addytywnych okazało się rozwiązaniem problemów z wydajnością produkcji. Jedną z takich firm jest Wärtsilä – lider w dziedzinie inteligentnych technologii i rozwiązań dla rynków morskich i energetycznych.
Wärtsilä w swoich dwóch fabrykach nadzoruje procesy produkcyjne dużych silników, które stanowią serca ponad jednej trzeciej największych statków towarowych na świecie. Produkcja niezawodnych silników wymaga od specjalistów z fińskiej firmy szybkich reakcji na pojawiające się problemy oraz stałych prac optymalizacyjnych. W wielu aspektach muszą polegać jednak na zewnętrznych dostawcach, od których również wymagają szybkiej adaptacji do zmian w produkcji przy jednoczesnym przestrzeganiu restrykcyjnych norm.
W procesach produkcyjnych firma korzysta z szeregu specyficznych narzędzi, które wykonywane są specjalnie na ich potrzeby. Jednym z nich jest narzędzie umożliwiające podnoszenie ciężkich części silników, wykorzystywane zarówno podczas budowania jak i serwisowania dużych elementów silników. Cała konstrukcja składa się z szeregu niestandardowych elementów, które dotychczas dla właściwych wartości mechanicznych wykonywane były z litej stali, co wiązało się nie tylko z wysoką wagą, ale i kosztami produkcji.
Nawarstwiające się problemy takie jak czasochłonna i kosztowna produkcja, czy problemy w transportowaniu ciężkich części sprawiły, że Wärtsilä zaczęła poszukiwania nowych, alternatywnych rozwiązań.
Pierwotna wersja narzędzia
Inżynierowie z włoskiej fabryki Wärtsilä już od 2018 roku współpracowali z amerykańską firmą Markforged, drukując 3D specyficzne elementy i narzędzia z materiałów wzbogacanych włóknem węglowym. Metoda zyskała aprobatę specjalistów z uwagi na wydajną produkcję jednostkową oraz możliwość szybkiego nanoszenia zmian projektowych w kolejnych iteracjach elementu.
Efekty wstępnej kooperacji były na tyle satysfakcjonujące, że fińska firma zdecydowała się na kolejny krok i zakupiła urządzenie przemysłowe Markforged X7 dla jednego z zakładów produkcyjnych. Wspólnie stworzyli projekt części podnośnika, zoptymalizowanych do wytwarzania metodą przyrostową w taki sposób, aby jak najwydajniej wykorzystać możliwość zbrojenia włóknem węglowym w najbardziej obciążonych częściach elementów. Jak wspomina Juho Raukola, ekspert ds. innowacji w Wärtsilä, wszyscy byli zaskoczeni pierwszymi efektami projektu – wstępne próby podnoszenia tłoku silnika o wadze 240 kg zostały zakończone pełnym powodzeniem.
Drukowane 3D narzędzie do podnoszenia
Docelowo stworzona została część o maksymalnym obciążeniu 960 kg (z uwzględnieniem odpowiednich współczynników bezpieczeństwa). Co więcej, w projekt zaangażowana została również międzynarodowa agencja certyfikacyjna Bureau Veritas, która po przeprowadzeniu szeregu testów i badań przyznała stworzonemu narzędziu znak CE. Tym sposobem firmie Wärtsilä udało się stworzyć pierwsze narzędzie stworzone do podnoszenia dużych obciążeń, oznaczone znakiem CE.
Oszczędności wagi są olbrzymie – oryginalne narzędzie wykonane z litej stali ważyło o 75% więcej niż alternatywna wersja wykonana z użyciem technologii addytywnych. Nie inaczej jest z kosztami. Według szacunków, firmie w ciągu jedynie ośmiu miesięcy udało się zaoszczędzić €100,000 na kosztach oprzyrządowania. Dla Wärtsilä to znak, że wdrożenie urządzenia przyrostowego w jednej z swoich fabryk było właściwą decyzją, wartą powtórzenia w ich pozostałych jednostkach produkcjach na świecie. Jak mówi Giuseppe Saragò, dyrektor włoskiej fabryki Wärtsilä, firma dzięki technologii druku 3D zyskała szybszą i tańszą metodę tworzenia narzędzi, co przekłada się na sprawniejsze wdrażanie nowych produktów na rynek.
Juho Raukola podkreśla, że wdrożenie technologi przyrostowych dało inżynierom dużą swobodę projektowania, a jednocześnie w znacznym stopniu pozwoliło uniezależnić się od zewnętrznych dostawców. Zaznacza również ogromne możliwości rozwoju firmy, które według niego idą za tzw. „produkcją rozproszoną”, czyli wytwarzaniu elementu poza ramami fabryki, w dowolnym miejscu na świecie.
Źródło: markforged.com