Nagyméretű SLS nyomatok és szériák 24 órán belül a Tesla gyárában
Az ipari SLS 3D nyomtatás ma már a legtöbb autóipari nagyvállalatnál a mindennapi fejlesztés és gyártás része. A prototípusok mellett szerelősablonok, ellenőrző készülékek, gyártóeszközök és végfelhasználásra szánt alkatrészek sorozatai is készülnek vele. Ahogy azonban nőnek az alkatrészek és az elvárt darabszámok, egyre kevésbé a nyomtató építési térfogata válik a szűk keresztmetszetté. Sokkal inkább az számít, hogy mennyi idő alatt készül el egy teljes build, mennyi manuális utómunkát igényel, és milyen gyorsan indulhat a következő gyártási ciklus.
Erre ad jó példát a Tesla nevadai gigaüzemének additív gyártási csapata, ahol a Formlabs új, nagyformátumú Fuse X1 SLS rendszerét alkalmazzák.
A nagy munkatér önmagában még nem jelent nagyobb teljesítményt
A Teslának három additív laborja van USA-szerte; Nevadában, Kaliforniában és Texas-ban. A Tesla Giga Nevada additív gyártási részlegén 3 fő dolgozik, mégis heti 10 000–30 000 alkatrészt állítanak elő a gyártósorok számára. A feléjük támasztott elvárás igen egyszerű: a legtöbb megrendelt alkatrésznek 24 órán belül el kell készülnie. A nyomtatóknak gyorsnak kell lenniük, az átállási időknek minimálisnak, és az üzemidő kulcsfontosságú.
A Tesla jelenleg például havonta 10 000-20 000 műanyag hézagolót gyárt SLS 3D nyomtatással. A Fuse X1 munkaterében ezeket a kisebb alkatrészeket a más nyomatok közötti szabad terekben helyezik el, így tovább csökkenthető az egy alkatrészre jutó gyártási költség.
A hagyományos nagyformátumú SLS rendszereik esetében hiába áll rendelkezésükre jelentős építési magasság, a Tesla mérnökei a gyakorlatban csak körülbelül félig, 230 mm-es Z magasságig használják ki a nyomtatóikat. Ennél magasabb build esetén ugyanis a nyomtatási idő már túllépné a 24 órás vállalási időt, ami felborítaná a napi gyártási ütemezést.
Vagyis, ha egy nagy alkatrész nem fér bele a kívánt nyomtatási időbe, a mérnökök kénytelenek feldarabolni a modellt, a rendelkezésre álló munkatér jelentős része pedig kihasználatlan maradt. Ez azonban manuális feladatok sorát vonzza magával: a CAD-modell felosztása, illesztések megtervezése, az alkatrész külön darabjainak nyomtatása, ragasztás, csiszolás és végső ellenőrzés. Tehát a darabolással elért rövidebb nyomtatáson realizált időmegtakarítás egy részét jelentős mérnöki és operátori munka váltja fel. Nem maga a nyomtatás válik a legnagyobb költségtényezővé, hanem az azt követő manuális folyamatok.
Hogyan változtat ezen a Fuse X1?
A Formlabs Fuse X1 ipari SLS nyomtató fejlesztésének egyik legfontosabb célja éppen ennek a kompromisszumnak a kiküszöbölése volt. A Fuse X1 rendszer 330 × 330 × 565 mm-es építési térfogattal rendelkezik, és a Tesla tapasztalatai szerint ezt a teljes Z magasságot képes teljesen kihasználni egy 24–26 órás gyártási cikluson belül, a build telítettségétől függően.
Ennek eredményeként:
- nincs szükség az alkatrészek feldarabolására,
- megszűnik a manuális utómunka jelentős része,
- ugyanannyi idő alatt több alkatrész gyártható le egy buildben,
- csökken a várólista,
- ritkábban kell külső szolgáltatóhoz fordulni.
Ez a jig most egy darabban nyomtatható Fuse X1-en
Egy konkrét példa: 2 helyett 5 jig töredék idő alatt
A Tesla egyik gyártóeszköze korábban két darabban nyomtatódott a hagyományos nagyformátumú SLS rendszerekben. Egy build 72 óra nyomtatást, majd további 72 óra hűlést igényelt – a gépben -, ezt követte a ragasztás és csiszolás. A Fuse X1-en ugyanebből az eszközből öt darab tud elkészülni egyetlen buildben, 24 óra alatt, darabolás nélkül nyomtatva. A Tesla mérnökei szerint ezzel közel egy óra kézi munkát takarítanak meg minden egyes befogón, miközben az alkatrészek szerkezeti szempontból is kedvezőbbek, hiszen nem tartalmaznak ragasztott illesztéseket.
| Egy korábbi ipari SLS nyomtató | Egy Fuse X1 | |
|---|---|---|
| Jig darabszám egy buildben | 2 | 5 |
| Printer setup | 45 perc | 5 perc |
| Nyomtatás + hűlés | 144 óra | 48 óra |
| Összeszerelés | ~25 perc/jig vagy ~50 perc összesen | 0 perc |
| Teljes időigény (nyomtatás és hűlés) | 145 óra 35 perc | 48 óra |
A Fuse X1 cserélhető munkatere, azaz a Build Unit
Nem csak a nyomtató számít, hanem a teljes gyártási folyamat
A Tesla példája jól mutatja, hogy az ipari 3D nyomtatás hatékonyságát ma már nem kizárólag egy új 3D nyomtató gyártási sebessége határozza meg. Legalább ilyen fontos a build optimális kihasználása, a hűlési idő, a manuális utómunka minimalizálása, a gyors átállás, a gyártási ciklusok tervezhetősége, valamint annak a pontnak a felismerése, hogy mikor érdemes még 3D nyomtatni, és mikor válik indokolttá egy másik gyártástechnológia. Ezek azok a kérdések, amelyek valóban meghatározzák egy additív gyártási beruházás megtérülését. Pontosan ezt a szemléletet képviseli az ADMASYS HU is.
Form 4 generációs mSLA nyomtatók a Tesla gyárában – már a Form 2 óta dolgoznak a Formlabs megoldásaival
ADMASYS HU: több mint egy évtized Formlabs tapasztalat
Az ADMASYS HU több mint 10 éve támogatja a hazai vállalatokat a Formlabs additví technológiáinak sikeres bevezetésében. Tapasztalatunk nem csupán a berendezések értékesítésére terjed ki, hanem a teljes gyártási folyamat kialakítására: az alkalmazások azonosításától az anyagválasztáson és a munkafolyamat optimalizálásán át egészen az üzembe helyezésig és oktatásig segítjük ügyfeleinket abban, hogy a 3D nyomtatás valódi termelőeszközzé váljon.
Amennyiben szeretné közelebbről is megismerni a Formlabs Fuse X1 képességeit, csapatunkra számíthat a gép személyes bemutatásának, valamint a tesztnyomtatás megszervezésében is. Szakértőink segítenek felmérni, hogy az adott alkalmazás esetében milyen additív gyártási workflow biztosítja a legjobb műszaki és gazdasági eredményt.