Aditivna proizvodnja s selektivnim laserskim sintranjem (SLS) omogoča ekonomično izdelavo kompleksnih geometrij, funkcionalnih prototipov in manjših serij. Vendar pa šele ponovljivo in ekonomično končno obdelovanje naredi komponente resnično tržno sposobne. Kakovost površine, stabilnost procesa in stroški na komponento so bistveno odvisni od končne obdelave. Pred to izzivom je stal tudi nemški ponudnik 3D tiska FORMRISE. Podjetje z več kot 20-letnimi izkušnjami na področju aditivne proizvodnje oskrbuje stranke iz zahtevnih panog, kot so avtomobilska industrija, letalstvo in vesolje, medicinska tehnologija ter industrija luksuznih dobrin in nakita. Zato so zahteve po kakovosti, ponovljivosti in procesni varnosti zelo visoke.
Meje večstopenjskega koncepta končne obdelave
Končna obdelava SLS komponent pri FORMRISE je sprva potekala preko več zaporednih peskalnih procesov na napravah enega od konkurentov. Najprej so bile komponente očiščene s steklenimi kroglicami od odvečne prašnosti. Nato je sledila predkompresija površine s poli kroglicami, preden so bile komponente obarvane in na koncu ponovno peskane.
Ta večstopenjski proces se je razdelil na več naprav in je deloma zahteval ročno obdelavo – v posameznih primerih do dve uri na serijo. Z naraščanjem obremenitve in višjimi zahtevami po kakovosti pa je ta koncept postal vse manj učinkovit. Še posebej problematična se je izkazala priprava peska. Prejšnja priprava izključno preko ciklonske ločitve ni bila dovolj, da bi pesek in prah zanesljivo ločili in zagotovili dosledno čisto pripravo. Posledica je bila izjemno visoka poraba poli kroglic.
Hkrati se je kakovost peska nenehno poslabševala, ker barvni delci in obraba niso bili čisto ločeni. To je imelo neposredne posledice na stabilnost procesa: svetle komponente niso mogle biti obdelane v kontaminiranih napravah poljubno. FORMRISE je bila prisiljena strogo načrtovati proizvodnjo: svetle dele na začetku tedna, temnejše dele kasneje. Spontani naročila strank ali kratkoročne spremembe so bile skoraj nemogoče. Na koncu tedna so morale biti naprave tudi zahtevno očiščene.
Pojavilo se je še eno znano težavo za mnoge uporabnike SLS: pri čiščenju s steklenimi kroglicami so se vedno znova drobni stekleni delci vračali na površino. Najpozneje pri barvanju komponent so ti vključki povzročili nehomogene barvne rezultate in vidne napake.
S1 od AM Solutions prepriča FORMRISE s superiorno tehnologijo
V tem kontekstu je FORMRISE aktivno iskala novo rešitev za končno obdelavo svojih SLS komponent. Zahtevana je bila sistem, ki učinkovito združuje čiščenje in končno obdelavo površine ter predvsem razpolaga z zmogljivo in zanesljivo pripravo peska.
Na Formnext 2023 je FORMRISE prvič naletela na S1 od AM Solutions. Naprava združuje desetletja strokovnega znanja o peskanju skupine Rösler s procesnim konceptom, razvitim posebej za aditivno proizvodnjo. Sistem priprave peska, prilagojen aplikacijam s plastičnim praškom, z velikim ciklonom in integriranim vibracijskim sitom, predstavlja osrednji element in zagotavlja čisto klasifikacijo peska. Ključno za FORMRISE pa ni bila le tehnologija v podrobnostih, temveč celostni pristop: z S1 je mogoče čiščenje in homogenizacijo površine izvesti v enem samem avtomatiziranem 2-v-1 procesu – z le enim peskom in v eni napravi. Zaradi visoke zadovoljstva z S1, FORMRISE zdaj obratoval tri naprave te vrste.
Znatno merljive izboljšave v tekočem delovanju
Po zagonu novih naprav so se hitro pokazale merljive izboljšave v končni obdelavi. Poraba poli kroglic je v prvem letu padla za več kot 60 %, saj se pesek znatno učinkoviteje ohranja v obtoku. Samo s tem so lahko prihranili približno 1,6 t CO₂. Hkrati je bilo skoraj povsem mogoče odpraviti uporabo steklenih kroglic, kar je praktično odpravilo tudi znane težave pri barvanju komponent. Poleg tega so se stroški odvoza znatno zmanjšali.
Še en pomemben učinek je bila povečana procesna zmogljivost naprave. Zaradi visoke moči peskanja in odprave več procesnih korakov se je celotna čas končne obdelave zmanjšala za skoraj 50 %. To je ne le zmanjšalo potrebo po energiji in stisnjenem zraku, temveč tudi znatno zmanjšalo ročno delo. Kakovost komponent se je prav tako izboljšala. Površine SLS komponent so bolj homogene in delujejo znatno bolj kakovostno. Stranke poročajo, da komponente že po peskanju izgledajo skoraj kot brušene, čeprav so bile izključno peskane in so se bolje prilagajale nadaljnjim procesom.
S1 kot strateška komponenta v SLS končni obdelavi
Skupaj se letni prihranki pri FORMRISE povzpnejo na približno 35.000 evrov, pri čemer več kot polovica od tega pripada zmanjšani porabi stisnjenega zraka. Hkrati je bil izpust CO₂ končnega obdelovalnega procesa zmanjšan za več kot 12 ton na leto. „Za končno obdelavo SLS delov AM Solutions ponuja z S1 rešitev, ki je na trgu absolutno brez konkurence in nas je prepričala v vseh pogledih. Tukaj je jasno vidno, kakšen potencial se skriva v optimalnem usklajevanju peskalnega procesa z zahtevami aditivne proizvodnje in posebej pri pripravi peska. AM Solutions je to potencial prepoznal in v celoti izkoristil ter nam omogočil, da optimiziramo našo končno obdelavo na način, ki si ga prej nismo mogli predstavljati,“ se veseli direktor FORMRISE Peter Spitzwieser.
SLS ponudniki storitev so pod velikim pritiskom stroškov zaradi konkurentov, zahtev trga in naraščajočih pričakovanj strank. S1 dviga učinkovitost v končni obdelavi na povsem novo raven: višji pretok, čisti rezultati in znatno manj ročnega dela – brez kompromisov pri kakovosti.
Študija primera za prenos: www.solutions-for-am.com/CaseStudy-SI
Kontakt:
