Druk 3D, będący jedną z najbardziej innowacyjnych technologii XXI wieku, otwiera przed przedsiębiorstwami nowe możliwości optymalizacji procesów produkcyjnych. Jego zastosowanie nie ogranicza się już jedynie do prototypowania czy małoseryjnej produkcji, ale w coraz większym stopniu przenika do codziennego funkcjonowania firm.

W artykule omówię, jak druk 3D metodą filamentową FDM/FFF może wspierać produkcję części formatowych na przykładzie modułów centrowania na liniach produkcyjnych. Przedstawimy jego zalety w kontekście przedsiębiorstw oraz wskażemy, jak ta technologia może zmienić podejście do prowadzenia produkcji.

Systemy pozycjonowania odgrywają kluczową rolę na liniach produkcyjnych, zapewniając precyzyjne ustawienie produktów i odpowiednie odstępy między nimi. W kontekście automatyzacji procesów najczęściej stosuje się dwa rozwiązania technologiczne: system pozycjonowania ramionami/manipulatorami oraz mechaniczne systemy bocznego prowadzenia. Pozycjonowanie ramionami, stosowane głównie w maszynach etykietujących, polega na chwytaniu i puszczaniu opakowania przez precyzyjnie sterowane pozycjonery z chwytakami.

w3d.net.pl

Umożliwia to centrowanie produktu względem osi transportera z dostosowaną prędkością, w określonej pozycji końcowej np. dokładnie pod dolnym i górnym transporterem maszyny etykietującej w tym samym momencie. Kluczowym elementem tego systemu są chwytaki pozycjonera. Są to elementy formatowe, które muszą być dopasowane do kształtu opakowania. Cała magia polega na tym, że zdarza się konieczność ekspresowego dopasowania chwytaków do produkowanego opakowania, wtedy druk 3D pojawia się jak zbawienie.

w3d.net.pl

Alternatywą dla tego rozwiązania jest mechaniczny system bocznego prowadzenia, który wykorzystuje łańcuchy lub pasy umieszczone po obu stronach transportera. System ten pozwala na pozycjonowanie produktu na środku linii z większą prędkością, jednak jego precyzja jest niższa. Ograniczeniem jest także mniejsza elastyczność formatowa. Pasy lub łańcuchy oferują niewielkie możliwości dostosowania do nietypowych kształtów opakowań.

W systemach pozycjonowania manipulacyjnego, kluczową rolę odgrywają chwytaki pozycjonera, które są precyzyjnie dopasowane do produktu i samej maszyny. Tradycyjne metody wytwarzania tych komponentów, takie jak frezowanie, formowanie wtryskowe, termoformowanie czy odlewanie, wiążą się z istotnymi ograniczeniami i zazwyczaj wysokimi kosztami.

Zobaczmy jak wygląda ten proces z punktu widzenia wszechobecnych oszczędności i dziur budżetowych w firmach produkcyjnych. W przypadku zamówienia gotowych komponentów drukowanych 3D u zewnętrznego dostawcy koszt wynosi około 400 zł netto (na przykładzie wskazanych wyżej chwytaków). Natomiast druk 3D we własnym zakresie oferuje znacznie szybsze i bardziej elastyczne rozwiązanie, obniżając koszt produkcji jednego zestawu do 33 zł.

Analiza kosztów przedstawiona przez autora artykułu

Oszczędności są zatem ogromne, wynoszące nawet 467 zł w przypadku jednego zestawu (Rys.1), co w skali przedsiębiorstwa oznacza tysiące złotych zaoszczędzonych rocznie. Jest to efekt skali, gdy drukuje się bardzo dużo części, wskaźnik oszczędności oczywiście wzrasta. Benefit dotyczy także czasu realizacji części formatowych. Wytworzenie elementów za pomocą druku 3D trwa zwykle od kilku do kilkunastu godzin, oczywiście w zależności od stopnia skomplikowania projektu i wybranego materiału.

Porównanie czasów realizacji części – analiza autora artykułu

 W porównaniu do kosztów transportu, magazynowania i oczekiwania na realizację zamówienia przez zewnętrznego dostawcę, które mogą wynosić od kilku do kilkunastu dni, druk 3D pozwala skrócić czas realizacji o nawet 90%, co minimalizuje przestoje i utrzymuje ciągłość produkcji.

W dziale utrzymania ruchu druk 3D umożliwia szybkie wytwarzanie części zamiennych na żądanie, co eliminuje konieczność utrzymywania dużych stanów magazynowych. Koszty magazynowania takich części mogą w skali roku sięgać nawet 30 000 zł. W tym przypadku mówimy o sytuacji, w której konieczne jest przechowywanie dwóch kompletów części formatowych w magazynie.

Działy techniczne mogą w prosty sposób wykorzystać technologię druku 3D do produkcji „na życzenie” drobnych elementów, takich jak obudowy złączek, wsporniki, uchwyty, części formatowe czy wiele innych. Ograniczeniem w tym przypadku są jedynie nasze potrzeby i wyobraźnia. Takie podejście znacząco redukuje koszty związane z inwentaryzacją części zamiennych.

Integracja druku 3D w procesach produkcyjnych przedsiębiorstwa przynosi wiele korzyści. W dobie coraz szybszych zmian na rynku kluczowa staje się zdolność do adaptacji i reagowania w czasie rzeczywistym. Wytwarzanie 3D nie jest już tylko narzędziem wspomagającym produkcję, staje się jej katalizatorem, który redefiniuje granice możliwości. Przedsiębiorstwa, które zrozumieją potencjał tej technologii i wdrożą ją w swoje procesy, nie tylko wyprzedzą konkurencję, ale również będą współtworzyć przyszłość przemysłu.