Eljött az idő a közvetlen digitális gyártás kipróbálására?

A közvetlen digitális gyártás kihasználásával komoly megtakarítás érhető el

2014. november 04., kedd, 08:03

Címkék: 3D nyomtatás 3D_szkennelés cad

A 20 éve a gyors prototípusgyártás területén használt additív gyártástechnológia mára tökéletesen kiformálódott gyártási megoldássá vált; ez a „közvetlen digitális gyártás”. A vállalatok egyre gyakrabban alkalmazzák a gyártási folyamatokban, és valamennyi siker azt bizonyítja, hogy életképes alternatíváról van szó. Habár az additív gyártás alapelve ugyanaz, mint a 20 évvel ezelőtti bevezetéskor, a rendeltetése mára teljesen megváltozott: nem prototípus-készítéshez használják, hanem gyártáshoz. Ebből a szempontból tehát a digitális gyártás újdonságnak számít, ami néha megnehezítheti lényegének megértését.

Additív gyártás

Az additív gyártás az olyan eljárások általános neve, amelyek során egy alkotóelem rétegek lerakásával és egymásra építésével készül el – ellentétben például a forgácsolással történő megmunkálással, amelyek szubtraktív (lebontó) eljárások. Az additív gyártást a prototípus-készítés automatizálására fejlesztették ki, ezért eredetileg gyors prototípusgyártásnak nevezték. Ezenkívül számos más neve is van: a legnépszerűbb a 3D nyomtatás.

A digitális gyártás az a folyamat, amely során CAD- vagy más adatok segítségével történik a felhasználható alkatrészeket készítő additív gyártást végző gép vezérlése. Ilyen alkatrészek lehetnek például a termékek elemei a különféle termelőeszközök vagy a gyártási eszközök cserealkatrészei (különféle tartozékok vagy alkatrészek). Az additív gyártást végző gépek vezérléséhez nem kizárólag CAD-adatok használhatók (noha a felhasznált adatok alapvetően ilyen típusúak), hanem például 3D szkennelés során (visszamodellezéshez) szerzett adatok vagy az orvosi képalkotás (CT, CB-CT és MRI) DICOM formátumú adataiból is előállíthatunk kézbe fogható modelleket.



A digitális gyártás során nem kerül sor öntésre, megmunkálásra, vagy formázásra. A termékek nem az anyag eltávolításával vagy formázásával, hanem rétegenkénti hozzáadásával készülnek. A digitális gyártás során – leszámítva a gyártás előkészítésére szolgáló néhány perces feldolgozást, illetve az alkatrész megtisztítására szolgáló rövid utókezelést – a CAD adatokból közvetlenül készül el a végső termék. A hagyományos eljárásokra jellemző kezdeti és háttértevékenységek kiiktatása azt jelenti, hogy nem merül fel a folyamaton kívüli költség vagy munka, illetve időveszteség.

Egy eljárás, több technológia

A digitális gyártás eljárás, nem pedig technológia, és különböző jellemzőkkel rendelkező additív gyártási technológiákkal használható. A digitális gyártáshoz használt valamennyi additív gyártási technológiának közös technikai alapja van: ez az alkatrészek közvetlenül CAD adatfájlokból történő létrehozása. Az additív gyártási eljárások azonban különbözőképpen működnek: annak megállapításához, hogy a digitális gyártás megfelelő-e a projekt számára, először a kiválasztott technológia alapján kell kiértékelni a projektet.

A digitális gyártás a választott technológiától függetlenül komoly előnyöket biztosít a hagyományos gyártási eljárásokhoz képest. Leggyakrabban a következőket szokták említeni:

  • Nincs szükség szerszámokba történő beruházásra.
  • Felgyorsítja a tervezési ciklust és a piacra kerülést.
  • Szélesebb tervezési lehetőségek.
  • Gyorsabb, olcsóbb újratervezés.
  • Egyedi alkatrészek, kis szériás gyártás.


A fenti előnyök együttesének eredménye: hatékonyság, rugalmasság, alkalmazkodókészség és megfizethetőség. A digitális gyártás olyan eljárás, amely a termékkialakítás, a gyártási módok és az üzleti műveletek terén egyaránt számos alternatívát vezet be. További előnyként említhető, hogy számos additív gyártási technológia többé-kevésbé „zöld” eljárásnak számít. Mivel az ilyen eljárások csak a szükséges mennyiségű alapanyagot használják fel, végeredményben jóval kevesebb hulladék képződik, mint a forgácsoló eljárások során. Nem kerül sor felesleges készletek gyártására sem, hiszen az éppen szükséges mennyiségnél több termék elkészítése nem jár előnnyel. A legtöbb additív eljáráshoz nincs szükség káros vegyi anyagokra, és káros gázok sem kerülnek a környezetbe. További környezetbarát jellemző, hogy additív gyártással viszonylag kevés elektromos energia használatával készíthetők el az alkatrészek.

A digitális gyártás alapjaiban írja át a gyártási döntéshozás szabályait, számos esetben egyenesen a hagyományos termelési eljárások ellentétéről van szó. A fentiek miatt ez a technológia forradalmi paradigmaváltásnak számít, ami miatt hagyományos megközelítéssel nehezebb értékelni és megérteni a lényegét.

Sokszínű alkalmazás
 
Gyártási környezetben a digitális gyártás általában két szerepkörben kerül elő. A vállalatok értékesítendő termékek előállítására vagy a termékek gyártására szolgáló eszközök készítésére használhatják az eljárást.

A digitális gyártás mindenekelőtt kis darabszámú szériák előállítására alkalmas. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a tömegtermelésre összpontosító cégek ne takaríthatnának meg időt és pénzt digitális gyártási megoldásokkal – minden gyártó esetében vannak csak kis mennyiségben kielégítendő szükségletek (például kéziszerszámok, mérőeszközök, különféle tartozékok, alkatrészek vagy befogókészülékek).

A gyártási eszközök készítése ideális terepet biztosít a digitalizálással segített gyártás kipróbálására. Az ilyen eszközök célja a gyártási és összeszerelési folyamat gyorssá, hatékonnyá, megismételhetővé és költséghatékonnyá tétele. A digitális gyártás ilyen környezetben a hagyományos gyakorlatok kis kockázatú, magas megtérülésű alternatívájaként jön számításba. Mivel az eszközöket a vállalat közvetlenül használja és nem egy beszállító biztosítja, az előállítás költség- és idővonzata pedig csekély, egy sikertelen kísérletnek kevés következménye lehet. A sikeres digitális gyártási megoldások azonban nagyban javítják a termelékenységet, a termékek minőségét, illetve csökkentik az előállítás költségeit. A digitális gyártás a gyártóeszközök előállítása terén jelenleg népszerűbb módszer, mint végfelhasználásra szánt termékek esetén. Ezt részben az alacsony kockázat magyarázza, részben pedig az, hogy minden gyártónak szüksége van ilyen kiegészítő befogókészülékekre.

A digitális gyártás nem csak a gyártásra szakosodott iparágakban használható jól. Az egyedi eszközök (például ortopédiai eszközök, művégtagok, hallókészülékek vagy foghidak) iránti igénynek köszönhetően az orvosi és fogorvosi szakma is korán felfigyelt a digitális gyártásban rejlő lehetőségekre. A vállalatok felfedezték, hogy a módszer sokkal inkább a hagyományos gyártási eljárások hatékony alternatívájaként, és nem közvetlen kiváltásaként jöhet számításba.

A digitális gyártás már-már korlátlan lehetőségeket biztosít, a vállalatok pedig csak a közelmúltban kezdték felismerni az előnyöket. Kifejezetten izgalmas tapasztalat szembesülni a lehetőségek hatalmas tárházával. További jó hír, hogy rengeteg technológia és alapanyag közül lehet választani.

Összegzés

A digitális gyártás alapvető váltást jelent az eszközök gyártása terén, hiszen additív gyártással, közvetlenül CAD adatokból készülnek a végfelhasználóknak szánt alkatrészek. Olyan ígéretes gyártási alternatívaként jöhet számításba, amellyel gyorsítható a termelés, csökkenthetők a költségek, valamint új lehetőségek és üzleti modellek hozhatók létre. Egyedinek számít, mivel nem kerül sor öntésre, megmunkálásra vagy formázásra, és felszámolja a hagyományos gyártási módok korlátait.

Vállalata termékfejlesztési részlege valószínűleg vagy házon belüli, gyors prototípus-készítési additív gyártási rendszert használ, vagy additív gyártási eljárást használó szolgáltatóhoz szervezi ki a prototípusgyártást. Bármelyik esetről legyen is szó, érdemes néhány szót váltani a termékfejlesztésért felelős tervezőmérnökökkel, és lefuttatni egy mintaprojektet. Kérjen tőlük egy egyszerű gyártóeszközt, például valamilyen kis tartozékot, alkatrészt vagy mérőeszközt. Hasonlítsa össze az eszköz digitális, illetve hagyományos módon történő legyártásának költségét, majd gondolja át, hogy ez a költséghatékonyság hogyan segítheti vállalatát – ahogy már számos más vállalatot is segített.

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek