A jövő gyártása ma történik: additív technológia a SICK-nél
Az iparban több vállalat keresi, hogyan tudná a gyártási folyamatait gyorsabbá és költséghatékonyabbá tenni. A SICK kunszigeti gyára erre adott választ – két különböző 3D nyomtatóval, mérnöki kreativitással és rengeteg apró, de nagy hatású fejlesztéssel.
Szenzorgyártás a világ élvonalában
A SICK AG 1946-ban alakult Németországban, és mára a világ egyik vezető szereplőjévé vált az intelligens szenzorgyártás területén. A vállalat a 2024-es évet közel 12 000 munkavállalóval és 2,1 milliárd eurós csoportszintű árbevétellel zárta (a cikk megírásakor a 2025-ös pénzügyi év zárójelentése még nem állt rendelkezésre). A SICK globális jelenléttel rendelkezik, és a gyár- és logisztikai automatizálás, valamint a biztonságtechnikai alkalmazások terén kínál szenzor- és rendszermegoldásokat.
A magyarországi SICK Kft. 1996 óta működik Kunszigeten, Győrtől mindössze 18 kilométerre. A vállalat 2024-ben, mintegy 700 munkavállalóval, több mint 54 milliárd forintos árbevételt ért el. A gyár optikai, mágneses és induktív szenzorokat, fényfüggönyöket, biztonsági vezérlőket és számos speciális érzékelőt gyárt — mindezt a német anyacég szigorú minőségi elvárásainak megfelelően.
Házon belüli célgépgyártás
A SICK Kft. Equipment Engineering csapatát jelenleg közel 30 fő alkotja, három fő területre osztva. Ezek egyike a SET HUB (Speed Engineering Technologies HUB), amely nemcsak a gyártóeszközök tervezéséért és gyártásáért, hanem a 3D nyomtatók felügyeletéért is felel. A területen hat szakember dolgozik együtt, lefedve a gépészmérnöki, villamosmérnöki, programozói és projektmenedzseri feladatköröket. A csapat additív gyártási projektjeiről Kamocsár Ákos és Stein Zoltán meséltek.
„A mi feladatunk a termelésben felmerülő problémák és igények megoldása új eszközök tervezésével, gyártásával és beüzemelésével, vagy a meglévő eszközök optimalizálásával, illetve duplikálásával.” – mondja Stein Zoltán, CAD mérnök.
A csapat a gyártósorokhoz, tesztelőállomásokhoz és kézi szerelési folyamatokhoz készít egyedi gépeket, eszközöket, megfogókat, ülékeket és sablonokat. Ehhez ma már két különböző 3D nyomtatót használnak: egy Markforged Mark Two kompozit nyomtatót (2021) és egy UltiMaker Factor 4 rendszert (2024).
Balról jobbra: Stein Zoltán és Kamocsár Ákos (SICK)
A 3D nyomtatás beépült a napi működésbe
A SICK-nél maximálisan kihasználják az additív gyártás előnyeit. Az alacsonyabb gyártási költségek mellett a kisebb tömeg és a rendkívüli gyorsaság is komoly értéket jelent – különösen a pótalkatrészek gyors előállításánál. Ha egy gép egy törött alkatrész miatt leáll, és az adott alkatrész modellje rendelkezésre áll, 3D nyomtatással a többnapos állásidő akár néhány órára is csökkenthető. A prototípusgyártás szintén kiemelten fontos terület: ma már szinte minden gyárban alapvető eszköz, és a SICK is aktívan épít rá.
„Továbbá konvencionálisan nem gyártható, akár bennszülött geometria is nyomtathatóvá válik, amely az AI fejlődésével és a generatív tervezéssel rövidesen egyre több helyen jelenik majd meg — akár nálunk, a SICK Kft.-nél is. Mi már dolgozunk ezen, és a következő nagy lépésnek tartjuk. És nem utolsósorban: az additív gyártás még környezetkímélőbb is, mint a hagyományos technológiák.” – tette hozzá Stein Zoltán.
A kunszigeti gyárban a szerelési folyamatokhoz szükséges megfogó pofák, ülékek és pozicionáló elemek tervezése kulcsfontosságú feladat. Ezeket korábban külsős partnerek gyártották forgácsolással vagy más hagyományos módszerekkel, azonban a kis szériák, az apró méretek és a bonyolult geometriák miatt a költségek és az átfutási idők jelentősen magasak voltak. Ma már a 3D nyomtatók a műanyag alkatrészek jelentős részét házon belül, néhány nap alatt képesek előállítani — akár ESD‑tulajdonságú anyagokból is, ami az elektronikai gyártásban alapkövetelmény.
„A legtöbb munkaállomásra jut már valamilyen 3D nyomtatott fejlesztés. Legyen szó komplett készülékről, gyártási segédeszközről, tartóról vagy akár egy egyszerű géptábláról, 3D nyomtatással költséghatékonyan és szinte azonnal tudjuk támogatni a termelést.” – mondja Kamocsár Ákos, CAD mérnök.
Különböző fekete, 3D nyomtatott elemek egy munkaállomáson
Két technológia, két erősség
A két 3D nyomtató különböző, de egymást jól kiegészítő szerepet tölt be. Korábban a Markforged Mark Two kompozit nyomtatóval készült minden alkatrész Onyx ESD, PLA és Nylon alapanyagok felhasználásával. Az UltiMaker Factor 4 beszerzése óta azonban a gyártandó alkatrészeket gépspecifikusan osztják el: a Markforged Mark Two felel a nagyobb igénybevételű elemek gyártásáért, mivel a CFF (Continuous Fiber Fabrication) technológiának köszönhetően akár alumínium alkatrészeket is képes kiváltani. Ezzel a nyomtatóval készülnek többek között a nagy szilárdságú tartók, megfogók és a préseléshez használt jigek.
Kísérleti jelleggel egy topológiailag optimalizált forrasztókészüléket is gyártottak a Markforged segítségével, amely a külsős CNC‑forgácsoláshoz képest 58%-kal olcsóbban, valamint a 6–8 hetes átfutási idő helyett mindössze 2 nap alatt készült el.
Az UltiMaker Factor 4 ezzel szemben a nagyobb munkateret, a vízzel oldható támaszanyagok használatának lehetőségét és a szélesebb anyagválasztékot hozta el a gyárba. Ezen a gépen készülnek a nagyobb méretű eszközök, például tesztelőtálcák, burkolatok és a kisebb terhelést kapó, ESD‑tulajdonságú jigek.
A mérnökök stratégiája tehát egyszerű:
- Nagy szilárdságot igénylő alkatrészekhez a Markforged Mark Two gép használata az optimális Onyx alapanyaggal és igény esetén folyamatos szálerősítéssel.
- Kisebb terhelésű, nagyobb méretű, ESD‑s vagy speciális igényű alkatrészek gyártásához pedig az UltiMaker Factor 4 jelenti a megfelelő választást.
„Az UltiMaker Factor 4 képességeinek és nyílt alapanyagrendszerének köszönhetően új szintre emelhettük az additív gyártásunkat. A nagyobb munkatér és a direkt extrúderes dupla fej még szabadabb tervezést tesz lehetővé, a különleges ipari anyagok — mint például az ESD TPU vagy az Igus Iglidur tribofilament — pedig olyan megoldásokat is lehetővé tesznek, amelyek korábban nem voltak kivitelezhetők.” – teszi hozzá Stein Zoltán.
Példák, ahol a 3D nyomtatás azonnali értéket teremtett
Az alkalmazások skálája rendkívül széles, ám mindegyikben közös, hogy a 3D nyomtatásnak köszönhetően gyorsabban és költséghatékonyabban valósíthatók meg a megoldások, mint hagyományos, külsős gyártási módszerekkel.
„Sensor Integration Gateway” tesztállomás
Egy új, Amerikából érkező termék tesztelőállomását teljes egészében az UltiMaker Factor 4 segítségével nyomtatták. A szerkezet nyolc szenzor és különböző interfészek kommunikációját ellenőrzi.
Elektromos tesztdoboz
Az eszköz segítségével ellenőrizhető, hogy a tesztkábel csatlakozóinak vezetékei helyes sorrendben vannak‑e, illetve hogy az egyes érintkezők ellenállása megfelelő-e. Amennyiben az értékek megfelelnek a követelményeknek, a berendezés biztonsággal csatlakoztatható a termékhez.
Szenzorbefogó röntgenvizsgálathoz
Egy reklamációt követően azonnal szükség volt egy egyedi, röntgenkompatibilis befogóeszközre. A 3D nyomtatásnak köszönhetően a megoldás 1–2 nap alatt elkészült, és kábelgyűjtőt, lefogót, valamint tartót is tartalmazott. Hagyományos, külsős gyártás esetén ez a folyamat legalább 4–5 hetet vett volna igénybe.
Kontaktáló blokkok
A tesztelési folyamatok kulcselemei, amelyek a szenzorok működését ellenőrzik. A termelésben már több mint 40, hagyományos technológiával gyártott egység működik, a 3D‑nyomtatott verzió pedig ezekhez képest 50%-kal olcsóbban és 6–8 héttel rövidebb átfutási idővel készült el.
Együttműködve az anyacéggel
Az additív technológiák nemcsak a kunszigeti telephelyen támogatják a termelés mindennapjait. A SICK AG, mint anyavállalat, nagy hangsúlyt fektet az új technológiák felkutatására, a hozzájuk kapcsolódó tudás megszerzésére, valamint ezen ismeretek vállalatszintű hasznosítására.
Az anyacég SET (Speed Engineering Technologies) részlege SLS, PolyJet, Freeformer, FDM és SLA technológiák terén rendelkezik komoly kompetenciákkal, amelyeket a SICK Kft. a korábban említett két speciális FDM‑technológiával egészít ki — tovább erősítve a konszernszintű együttműködést.
Tapasztalatból tanulva
A SICK mérnökei autodidakta módon sajátították el a 3D nyomtatás világát. „Egyikünk sem tanulta korábban az additív gyártást. Mindent tapasztalatból, utánajárással, rengeteg kísérletezéssel, valamint az anyavállalat és az ADMASYS HU tanácsai alapján gyűjtöttünk össze.” – mesélik.
A tanulási folyamat során minden új alapanyagot a klasszikus Benchy hajó modellel tesztelnek.
„Hiába rendelkezünk felső kategóriás, ipari gépekkel, egy új anyag tesztelésének legegyszerűbb és leggyorsabb módja a mindenki által ismert Benchy modell nyomtatása. Ez azonnali visszajelzést ad a paraméterek és a felületi minőség megfelelőségéről.” – mondja Stein Zoltán.
„Nem is lehet igazán oktatásból elsajátítani a gyakorlatot. Az adott gépet és az anyagokat ki kell tapasztalni ahhoz, hogy magas szintű projekteket és mindig jól beállított, sikeres nyomtatásokat lehessen végezni.” – egészíti ki Kamocsár Ákos.
Az így megszerzett tudás ma már stabil alapot jelent: a csapat pontosan tudja, mikor melyik gépet és alapanyagot érdemes választani, hogyan optimalizálják a nyomtatási időt, és miként használják a 3D nyomtatást stratégiai eszközként a gyártásban.
Gyors reagálás, mérhető megtérülés, kisebb ökológiai lábnyom
A SICK-nél minden új gyártóeszköz — így a 3D nyomtatók — megtérülését is mérik. Több esetben már egyetlen projekt önmagában igazolja egy új 3D nyomtató beszerzését. Tapasztalataik szerint speciális, korábban csak fröccsöntéssel, vagy egyáltalán nem gyártható alkatrészek esetében akár több ezer euró megtakarítást is eredményezhet az additív technológia. A gyors, akár azonnali rendelkezésre állás pedig nemcsak pénzügyi előnyt jelent, hanem a termelés folytonosságát is támogatja.
„A 3D nyomtatás nálunk már nem külön projekt, hanem a mindennapi munkánk része. Ezek a kis, gyors fejlesztések összeadódnak — és végül hatalmas értéket teremtenek.” – meséli Kamocsár Ákos.
Az additív technológia már a nevében is hordozza legnagyobb előnyét: az alkatrészek „építése” során csak a szükséges anyagmennyiséget adagoljuk hozzá, szemben a hagyományos szubtraktív eljárásokkal, ahol a felesleges anyag hulladékként (forgács formájában) keletkezik.
„A mondás úgy tartja, a legolcsóbb energia a fel nem használt energia. Ez igaz az alapanyagra is. A 3D nyomtatás lehetővé teszi, hogy az alkatrészek csak annyi anyagból készüljenek, amennyit a várható terhelés és a biztonságos üzemelés megkövetel — vagy hogy az eddig több darabból álló alkatrészcsoport egyetlen elemként legyen legyártható. Ráadásul az évtizedes tervezési gondolkodásmódtól elszakadva olyan kötetlen geometriák is létrejöhetnek, amelyek korábban fizikailag gyárthatatlanok voltak.” – zárja gondolatait Stein Zoltán.