Branża motoryzacyjna od zawsze chętnie stawia na nowe metody w procesie produkcji. Duża konkurencja i stale rosnące potrzeby użytkowników skutecznie napędzają innowację na wielu polach. Dotyczy to także wytwarzania poszczególnych komponentów – w tym kontekście wykorzystuje się obecnie między innymi druk 3D i formowanie wtryskowe. Czym cechują się te technologie? Czy można je połączyć?
Druk 3D i formowanie wtryskowe w branży motoryzacyjnej
To technologie, które mogą wiązać się z produkcją zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych elementów pojazdów. Z ich pomocą wykonywane są komponenty takie jak zderzaki, panele drzwiowe, szyny podłogowe, otwory wentylacyjne, klamki czy elementy deski rozdzielczej. Czym charakteryzują się te dwie technologie?
Początki druku 3D, nazywanego także wytwarzaniem przyrostowym, sięgają końca lat 80. Choć rozwój tej technologii trwa już kilka dekad, wciąż jest to dość innowacyjne i niezwykle użyteczne rozwiązanie – jej główną zaletą jest możliwość budowania przestrzennych modeli materialnych, które odwzorowują modele cyfrowe. Druk 3D jest wykorzystywany w wielu branżach, w tym także w motoryzacji, gdzie znajduje zastosowanie niemal na każdym etapie produkcji. Technologia ta jest używana między innymi podczas prototypowania, wytwarzania elementów zamiennych, a także kompletnych komponentów. To rozwiązanie, które ma wiele korzyści – należy do nich niska waga części wykonanych w technologii wytwarzania przyrostowego, jak również wysoka wytrzymałość.
Zobacz także: Wsparcie w rozwoju produktu – od projektowania formy samochodowej po produkcję części samochodowych
Druk 3D kontra formowanie wtryskowe – jaka jest różnica między tymi technologiami?
Druk 3D jest alternatywą dla formowania wtryskowego, które również cieszy się szerokim uznaniem w branży automotive. W tym przypadku proces produkcji polega na wtryskiwaniu do gniazda formy uplastycznionej masy materiału, a następnie schłodzenia jej w celu zestalenia produktu. Całość musi odbywać się pod określonym ciśnieniem, a po zastygnięciu masy tworzywa sztucznego nadawany jest pożądany kształt. Różnice pomiędzy tymi metodami są dość spore, ponieważ dotyczą nie tylko samego działania technologii, lecz także wykorzystywanych narzędzi. Przekłada się to także na koszty wytworzenia elementów, ich wytrzymałość oraz szybkość realizacji procesu. Obie z nich mają jednak swoje zalety – co więcej, istnieje możliwość połączenia korzyści płynących z druku 3D oraz formowania wtryskowego.
Zobacz także: Inżynieria odwrotna – jak dzięki niej wspieramy naszych Klientów
Kiedy warto zastosować druk 3D, a kiedy formowanie wtryskowe?
Wytwarzanie przyrostowe jest wykorzystywane najczęściej w sytuacjach, w których kluczowe znaczenie ma krótki czas realizacji lub wtedy, gdy projekty obarczone są częstymi zmianami. To także dobry wybór w przypadku, gdy przewidziano niewielką serię produkcyjną (do 100 części) i stosunkowo małe detale do wykonania. Formowanie wtryskowe jest z kolei odpowiednią opcją, jeśli możliwy jest dłuższy czas realizacji, a także w przypadku produkcji wielkoseryjnej bez prototypowania. Istotną zaletą jest także dość duża elastyczność procesu, dzięki której metoda ta może być zastosowana do wytwarzania części o dowolnej wielkości czy poziomie złożoności.
Zobacz także: Wartość dodana i redukcja kosztów produkcji elementów z tworzyw sztucznych w Knauf Industries Automotive
Zalety i wady druku 3d i formowania wtryskowego
Druk 3D będzie zatem dobrym punktem wyjścia do produkcji, zwłaszcza w przypadku niewielkiego nakładu. Metoda ta charakteryzuje się niskim kosztem wprowadzenia, co może mieć szczególne znaczenie w przypadku małych, rozwijających się firm. Ponadto możliwe jest łatwe wprowadzanie zmian czy naprawianie błędów związanych z projektem, dzięki czemu idealnie sprawdzi się na etapie prototypowania. Warto jednak podkreślić, że metoda ta nie jest pozbawiona minusów – najważniejszym z nich jest ograniczona liczba wyrobów, które można wydrukować jednocześnie, co wpływa na szybkość całej produkcji.
Do kluczowych atutów formowania wtryskowego należą duża wydajność produkcyjna, znakomita wytrzymałość końcowego wyrobu oraz możliwość masowej produkcji elementów bez ubytków, co znacząco przekłada się na minimalizację kosztów. Minusami są natomiast ograniczenia projektowania, które wynikają z geometrii formy, jak również trudność we wprowadzaniu zmian. Ostatni aspekt można jednak zniwelować dzięki odpowiedniemu przygotowaniu projektu. Co więcej, formowanie wtryskowe może wiązać się z wyższymi kosztami wprowadzenia, jednak przy produkcji wielkoseryjnej szybko okazuje się bardzo opłacalną metodą.
Zobacz także: Elementy samochodowe formowane wtryskowo
Czy możliwe jest połączenie zalet tych dwóch metod?
Jeszcze do niedawna druk 3D i formowanie wtryskowe uważano za dwie konkurencyjne metody, jednak branża motoryzacyjna udowadnia, że technologie te mogą się z powodzeniem uzupełniać, przynosząc firmom nowe korzyści. Druk 3D jest niezastąpioną metodą przede wszystkim na etapie prototypowania projektu formy wtryskowej, który zawsze musi być wynikiem szczegółowej analizy, tak aby docelowy element spełniał swoje funkcje użytkowe i estetyczne. Przed podjęciem decyzji o realizacji projektu, dobrym rozwiązaniem jest stworzenie prototypu na drukarkach 3D. Dzięki temu można wyeliminować wszelkie błędy oraz zyskać pewność, że dane rozwiązanie będzie spójne z założeniami i oczekiwaniami klienta.
Zobacz także: Oprogramowanie CAE w technologii wtrysku
Komponenty samochodowe – od zaprojektowania formy po produkcję części
Firma Knauf Automotive stawia na innowacyjne rozwiązania w obszarze motoryzacji. Połączenie technologii wytwarzania przyrostowego i formowania wtryskowego otwiera znacznie więcej możliwości i prowadzi do zwiększenia jakości finalnych komponentów, takich jak elementy deski rozdzielczej, słupki drzwi i okien, moduły dachowe, nadkola czy maskownice.
Zobacz także: Case study: Moduł przedniej ochrony pasywnej pieszych – przedni wylot powietrza Renault Captur i absorber przedniego zderzaka.
Każdy projekt formy wtryskowej poddawany jest dogłębnej analizie, dzięki temu w końcowym etapie produkcji nie ma miejsca na pomyłki. Osiągnięcie zamierzonych założeń możliwe jest dzięki metodzie druku 3D, który jest niezastąpiony podczas prototypowania. Takie podejście umożliwia wprowadzenie poprawek i wczesne wyeliminowanie wszelkich nieścisłości ze wcześniejszymi ustaleniami. Knauf Automotive na etapie projektowania formy wtryskowej i tworzenia prototypów wykorzystuje wszechstronne oprogramowanie NX Siemens oraz Catia.
Zapraszamy do kontaktu w celu uzyskania bardziej szczegółowej oferty.