5 wyzwań linii produkcyjnej, które może rozwiązać druk 3D

AM – praktyczne zarządzie produkcyjne

Ograniczone początkowo do roli szybkiego prototypowania, wytwarzanie przyrostowe (AM) przeniknęło do szerszych procesów produkcyjnych, aby zapewnić wiele korzyści w zakresie wydajności i skuteczności, wspierając przedsiębiorstwa produkcyjne wszystkich rozmiarów. Nowością jest dostrzeżenie drogi, jaką AM pokonało, przekształcając się z technologii niszowej w praktyczne narzędzie produkcyjne…

Według raportu PwC 2016 dotyczącego kluczowych trendów produkcyjnych – wskazującego druk 3D jako jedno z rozwiązań, które będzie miało największy wpływ na środowiska zakładowe – jest to rozwój, którego osiągnięcie jest konieczne i uzasadnione zdaniem producentów. Korzystając z obecnego renesansu technicznego, przedsiębiorstwa mogą „zwiększyć produktywność swoich zakładów, skuteczniej konkurować z rywalami oraz utrzymać przewagę dostawcy u klientów chcących osiągnąć własne cele dzięki innowacjom”. W niniejszym opracowaniu przyglądamy się jak korzyści te przekładają się na kluczową część produkcji – linie produkcyjne – wskazując pięć powszechnych wyzwań, które można rozwiązać dzięki wytwarzaniu przyrostowemu.

1) Podzespół naszej linii produkcyjnej regularnie zawodzi

Zużycie powstałe w wyniku stałej przepustowości, naprężenia temperaturowe, słabe punkty spawania i wieloelementowe mechanizmy są czynnikami, które mogą skutkować naruszeniem krytycznych dla produkcji części linii, takich jak chwytaki, podkładki ssące lub szczęki (co często prowadzi do problemów z jakością produktu – zobacz punkt 2) lub prowadzić do ich całkowitego uszkodzenia. Niezaplanowane czasy przestoju podczas planowania i przeprowadzania napraw mogą być zarówno kosztowne, jak i frustrujące. Wytwarzanie części w technologii druku 3D o innych specyfikacjach projektowych i ograniczonej liczbie wymaganych odrębnych podzespołów wzmacnia konstrukcje podatne na pęknięcia lub zmienia topografię powierzchni, co znacząco zmniejsza wskaźnik usterek. AM zapewnia największą korzyść, jeśli jest stosowana wraz z przeprojektowaniem istniejącego detalu z uwzględnieniem właściwości technologii addytywnych, kreując w ten sposób wartość dodaną do obecnie istniejącego rozwiązania.
Ponadto drukowanie w 3D kluczowych części linii produkcyjnych łagodzi także ryzyka dotyczące łańcucha dostaw, np. niska dostępność OEM, a także znacząco zmniejsza czas realizacji części MRO (konserwacja, naprawa i obsługa). Pozwala to również uniknąć konieczności zamówień dużych ilości części zamiennych, których przechowywanie może być kosztowne. Zamiast tego można wydrukować i przechowywać w zakładzie mniejszą ilość części AM o większej różnorodności.

2) Wytwarzane przez nas produkty mają duży współczynnik wybrakowania

Całkowite wyeliminowanie wadliwych produktów lub zagwarantowanie, że współczynnik wybrakowania spadnie poniżej dopuszczalnego poziomu jakości (AQL) jest odwiecznym dążeniem producentów. Pomimo tego, że czynnikiem zasadniczym może być błąd ludzki, problemy dotyczące jakości produktu są częściej związane z nieprawidłowymi ustawieniami sprzętu, usterkami narzędzi oraz słabą jakością montowanych podzespołów. Są to główne powody, które sprawiają, że druk 3D jest doskonałym rozwiązaniem, zwiększającym możliwość obchodzenia się z produktem na kluczowych etapach procesu produkcji i/lub poprawiającym jakość/spójność podzespołów podczas ich ponownego projektowania.
Jeśli podzespół stale zawodzi lub niedostatecznie spełnia swoje zadanie, rozwiązaniem może być ponowne projektowanie przy uwzględnieniu korzyści druku 3D. Przykładowo, powszechnym problemem tradycyjnych chwytaków próżniowych może być podatność na nieszczelność wewnętrznych punktów montażu – może to prowadzić do wypadania produktu, problemów z jakością i wyższego wskaźnika wybrakowania. Druk 3D oferuje możliwość utworzenia złożonych kanałów jako pojedynczych struktur, wyeliminowania konieczności wielu punktów montażu i zmniejszenia ryzyka problemów z jakością, które mogą skutkować ostatecznie wadami.

3) Wprowadzamy nowy produkt do linii

Jedną z największych korzyści druku 3D w porównaniu z tradycyjnymi, ubytkowymi procesami produkcji, jest otwarcie możliwości opracowania części linii produkcyjnej, które wcześniej były niepraktyczne lub po prostu niemożliwe do wyprodukowania, zarówno pod względem kształtu, jak i składu materiałowego. Korzystając z druku 3D, można opracować, przetestować i wdrożyć spersonalizowane narzędzia w znacznie krótszym czasie, których wdrożenie jest zazwyczaj bardzo czasochłonne i problematyczne. Warto w tym miejscu wspomnieć o szybkim prototypowaniu AM. Ta kluczowa zaleta oznacza także, w wielu przypadkach, że nowe linii/części linii nie są w ogóle potrzebne. Jako przykład posłużmy się chwytakami palcowymi – część, która często musi być wymieniana w celu dostosowania do zmian wielkości i kształtu produktu. Wydrukowanie ich w technologii 3D z alternatywnego, bardziej elastycznego materiału i włączeniu elastyczności już na etapie projektowania może zwiększyć możliwość akceptacji produktu bez wpływu na dokładność lub jakość chwytaka. Minimalizacja opóźnień produkcji oznacza także, że producenci mogą lepiej reagować na ewoluujące wymagania klientów.

4) Musimy zagwarantować, że nasza linia produkcyjna niweluje ryzyka dla zdrowia i bezpieczeństwa

Operatorzy procesu, zakładu i maszyn są szczególnie podatni na obrażenia występuje u nich o 40 proc. wyższe ryzyko zaburzeń mięśniowo-szkieletowych (MSD) niż u innych pracowników. Podnoszenie i przenoszenie ciężkich części/sprzętu, korzystanie ze specyficznych narzędzi oraz przebywanie dłuższy czas w męczącej lub bolesnej pozycji to powszechne i istotne powody występowania tych obrażeń.
Od uproszczenia złożoności części w celu poprawy ich ergonomii, aż po zastosowanie struktur wewnętrznych (niemożliwych do uzyskania przy użyciu innych technologii), które rozkładają naprężenia w celu poprawy jakości podzespołu i zmniejszenia jego masy – AM już ma znaczący wpływ na strategie w zakresie zdrowia i bezpieczeństwa na świecie. Druk 3D oferuje również tanią metodę tworzenia narzędzi symulacyjnych do oceny potencjalnych zagrożeń, np. proponowane części linii produkcyjnej można szybko i dokładnie wydrukować, aby przeanalizować ryzyka w obsłudze, odstęp styków oraz ergonomię.

5) Musimy skrócić czas cyklu

W konkurencyjnej globalnej gospodarce, w której klienci wymagają niskich kosztów, wysokiej jakości i często bardzo zróżnicowanych towarów, poprawa cyklu rozwoju i procesu produkcji (PC) w celu skrócenia czasu wprowadzenia na rynek stała się uniwersalną ambicją producentów. I ponownie: elastyczny sprzęt/komponenty montażu dostosowane do zmieniającej się gamy produktów, a także krótki czas realizacji/niewielkie serie części zamiennych drukowanych w 3D, które znacząco zmniejszyły czasy przestoju, mają ogromne znaczenie. Niewątpliwie AM ma największy potencjał, aby rozwiązać problemy i zwiększyć ergonomię podzespołów. Fakt, że zaciski, szczęki, uchwyty, chwytaki i dysze można zaprojektować i opracować z różnorodnej gamy materiałów, aby zmniejszyć ich masę, ułatwić obsługę, zwiększyć trwałość i szybkość opracowania ma olbrzymi wpływ na utrzymanie oszczędności cyklów produkcyjnych.

Posted by | View Post | View Group