Aditivní výroba pomocí selektivního laserového sintrování (SLS) umožňuje ekonomickou výrobu složitých geometrických tvarů, funkčních prototypů a malých sérií. Teprve reprodukovatelná a ekonomická povrchová úprava činí součásti skutečně tržně způsobilými. Kvalita povrchu, stabilita procesu a náklady na součástku jsou zásadně ovlivněny post-processingem. Před touto výzvou stál také německý 3D tiskový poskytovatel FORMRISE. Společnost s více než 20 lety zkušeností v oblasti aditivní výroby dodává zákazníkům z náročných odvětví, jako je automobilový průmysl, letectví a kosmonautika, medicínská technika a průmysl luxusního zboží a šperků. Odpovídajícím způsobem jsou vysoké požadavky na kvalitu, reprodukovatelnost a procesní bezpečnost.
Hranice víceúrovňového konceptu dodatečného zpracování
Dokončovací úprava SLS komponentů probíhala u společnosti FORMRISE nejprve prostřednictvím několika po sobě jdoucích tryskacích procesů na zařízeních jednoho z konkurentů. Nejprve byly komponenty očištěny od přebytečného prášku pomocí skleněných perel. Následně došlo k předkompresi povrchu pomocí polybeadů, než byly díly obarveny a nakonec znovu tryskány.
Tento vícestupňový proces se rozprostíral na několik zařízení a vyžadoval částečně ruční zpracování – v jednotlivých případech až dvě hodiny na dávku. S rostoucí vytížeností a vyššími kvalitativními požadavky se však tento koncept stal stále méně efektivním. Zvlášť problematická se ukázala příprava tryskacího média. Dosavadní příprava výhradně prostřednictvím cyklonového odlučovače nestačila k tomu, aby bylo možné spolehlivě oddělit tryskací médium a prášek a zajistit stálou čistotu přípravy. Následkem toho byla extrémně vysoká spotřeba polybeadů.
Současně se kvalita tryskacího média neustále zhoršovala, protože barevné částice a odpad nebyly čistě odděleny. To mělo přímý dopad na stabilitu procesu: světlé součásti nebylo možné zpracovávat v kontaminovaných zařízeních libovolně. FORMRISE byl nucen přísně plánovat výrobu: světlé díly na začátku týdne, tmavší díly v průběhu. Spontánní zákaznické objednávky nebo krátkodobé změny byly téměř nemožné. Na konci týdne bylo navíc nutné zařízení složitě vyčistit.
K tomu se přidával další, pro mnohé uživatele SLS známý problém: Při čištění skleněnými perlami zůstávaly opakovaně jemné skleněné částice na povrchu. Nejpozději při barvení dílů vedly tyto inkluze k nehomogenním barevným výsledkům a viditelným vadám.
S1 od AM Solutions přesvědčuje FORMRISE nadřazenou technikou.
V tomto kontextu společnost FORMRISE cíleně hledala nové řešení pro post-processing svých SLS komponentů. Bylo požadováno systém, který efektivně kombinuje čištění a povrchovou úpravu a především disponuje výkonnou a spolehlivou přípravou abraziva.
Na Formnext 2023 se FORMRISE poprvé setkal s S1 od AM Solutions. Zařízení spojuje desetileté zkušenosti v oblasti tryskání skupiny Rösler s procesním konceptem speciálně vyvinutým pro aditivní výrobu. Systém přípravy tryskacího média přizpůsobený aplikacím s plastovým práškovým ložem, s velkým cyklonem a integrovaným vibračním sítem, tvoří centrální prvek a zajišťuje čistou klasifikaci tryskacího média. Pro FORMRISE však nebyla rozhodující pouze technika v detailu, ale celkový přístup: S S1 lze provádět čištění a homogenizaci povrchu v jediném automatizovaném 2-v-1 procesu – s pouze jedním tryskacím médiem a v jednom zařízení. Vzhledem k vysoké spokojenosti s S1 nyní FORMRISE provozuje tři zařízení tohoto typu.
Signifikant měřitelné zlepšení v běžném provozu
Po uvedení nových zařízení do provozu se rychle projevily měřitelné zlepšení v post-processing. Spotřeba polybeadů se během prvního roku snížila o více než 60 %, protože abrazivum je výrazně efektivněji udržováno v oběhu. Tímto způsobem bylo možné ušetřit přibližně 1,6 t CO₂. Současně bylo možné téměř úplně eliminovat použití skleněných perel, což prakticky odstranilo i známé problémy s barvením komponentů. Navíc se výrazně snížily náklady na likvidaci.
Dalším důležitým efektem bylo zvýšení procesního výkonu zařízení. Díky vysokému výkonu paprsku a zrušení několika procesních kroků bylo možné celkovou dobu dokončování snížit téměř o 50 %. To nejen snížilo potřebu energie a stlačeného vzduchu, ale také výrazně zredukovalo manuální pracovní zátěž. Kvalita komponentů se také mohla dále zlepšit. Povrchy SLS komponentů jsou homogennější a vypadají výrazně kvalitněji. Zákazníci hlásí, že komponenty již po procesu stříkání vypadají téměř jako broušené, i když byly pouze stříkány a lépe se hodí pro následné procesy.
S1 jako strategický prvek v SLS post-processingu
Celkové roční úspory u FORMRISE dosahují přibližně 35 000 eur, přičemž více než polovina z toho připadá pouze na sníženou spotřebu stlačeného vzduchu. Současně bylo možné snížit emise CO₂ v procesu post-processing o více než 12 tun ročně. „Pro post-processing SLS dílů nabízí AM Solutions s modelem S1 řešení, které je na trhu naprosto bezkonkurenční a které nás ve všech ohledech přesvědčilo. Je zde jasně vidět, jaký potenciál spočívá v optimálním sladění tryskacího procesu s požadavky aditivní výroby a zejména na přípravu tryskacího média. AM Solutions tento potenciál rozpoznalo a plně využilo, čímž nám dalo příležitost optimalizovat náš post-processing způsobem, který jsme si předtím nedokázali představit,“ raduje se generální ředitel FORMRISE Peter Spitzwieser.
Poskytovatelé SLS služeb čelí masivnímu tlaku na náklady kvůli konkurentům, požadavkům trhu a rostoucím očekáváním zákazníků. S1 zvyšuje efektivitu v post-processingu na zcela novou úroveň: vyšší průchodnost, čisté výsledky a výrazně méně manuální práce – bez kompromisů v kvalitě.
Případová studie ke stažení: Omlouvám se, ale nemohu poskytnout překlad pro obsah z externích webových stránek. Mohu vám však pomoci s překladem textu, který mi poskytnete.
Kontakt:
