Az ipari automatizálással összefüggésben számtalan egyedi célgépre, azokban pedig még több egyedi alkatrészre, készülékre, megfogóra vagy akár burkolatra lehet szükség.

Az ipari automatizálással, célgépek és robotrendszerek fejlesztésével foglalkozó KLS-2000 Kft. munkáját már bő tíz éve segíti az additív gyártás, amely hamar fontos pillérré vált versenyképességük növelésében. Mára nincs olyan berendezésük, amelyben ne lenne nyomtatott elem.

A technológiát adaptáló gépgyártók és rendszerintegrátorok az additív gyártás egyik legnagyobb nyertesei: a 3D nyomtatás rugalmassága rengeteg előnyt kínál az automatizálás és célgépgyártás területén. Költséghatékony megoldást biztosít a kis darabszámú gyártási igényekre, geometriai szabadságával jobb megoldásokat segít elérni, miközben egyszerűsíti a szerelést is. Növeli a reakcióképességet, így nemcsak a megrendelések gyors kiszolgálásában, de karbantartás során is rendkívül értékes segítséget jelent. A technológiával elérhető magasabb színtű és gyorsabban megvalósítható megoldások nemcsak a gépgyártóknak, de ügyfeleiknek is versenyelőnyt jelenthetnek.

Az additív gyártástechnológiákra intenzíven építő KLS-2000 Kft. partnerei elsősorban az autóipar és a műanyagfeldolgozó ipar területéről kerülnek ki. Több, mint 10 éve szerezték be első 3D nyomtatójukat, amely mindössze 2 hét alatt visszahozta az árát korábban forgácsolással készülő alkatrészek kiváltásával. Jelenleg UltiMaker FDM nyomtatókkal, egy Markforged Onyx One és egy Markforged X7 folyamatos szálerősítéses ipari kompozit nyomtatóval oldják meg a felmerülő 3D nyomtatási feladatokat. A 3D nyomtatókat hosszútávú additív gyártási partnerük, a FreeDee Kft. telepítette náluk.

’Mára nincsen olyan berendezésünk, amelyben ne szerepelnének additív gyártással készült egységek. Gyorsan tudunk gyártani, gyorsan tudunk reagálni a vevői igényekre, a modellek átadásával villámgyors karbantartásra adunk lehetőséget, valamint esztétikusabb és ergonomikusabb egységeket tudunk létrehozni.”  – Török Richárd, tervezőmérnök, KLS-2000 Kft.

Noha az iparban sok területen visszaesés tapasztalható, a KLS-2000 műhelyében ennek nyoma sincs. Rugalmas és innovatív, problémamegoldó hozzáállásuk biztosítja a visszatérő és új vevőket.

 „Arra a felismerésre jutottunk az évek során, hogy a 3D nyomtatás értő alkalmazása mind a célgépgyártó, mind az őt alkalmazó cég számára versenyelőnyt tud jelenteni.’ – Török Richárd.

3D nyomtatás alkalmazása az egyedi gépgyártásban

Idén júniusban a FreeDee által szervezett NEXT 3D additív gyártás konferencián Török Richárd, a KLS-2000 Kft. tervező- és additív gyártásért felelős mérnöke mutatta be, milyen területeken alkalmazzák az additív gyártást és milyen megfontolások mentén döntenek a hagyományos gyártástechnológiák és a 3D nyomtatás alkalmazása között. Noha a jó gyakorlat szerint törekednek kész és félkész kereskedelmi alkatrészek minél nagyobb arányú alkalmazására, a berendezéseik nagy részét így is egyedi alkatrészek teszik ki, amelyek hatékony előállításában évek óta nélkülözhetetlen eszközük a 3D nyomtatás. Most az általuk megosztott példákon keresztül mutatunk be néhány nagy hozzáadott értékű additív alkalmazási területet a célgépgyártásban:

Egyedi robot megfogók

A nyomtatott robotmegfogók költséghatékonyan előállíthatók és célra szabhatók, nem karcolják a terméket, valamint kisebb súlyukkal jelentősen hozzá tudnak járulni a rövidebb ciklusidők eléréséhez, azaz a célgép termelékenységének növeléséhez. Az additív gyártás nyújtotta geometriai szabadság emellett lehetővé teszi olyan összetett geometriák gyártását is, mint az integrált vákuumcsatornákkal nyomtatott megfogók.

Az egyik projekt során a KLS-2000 csapatának PCB-k manipulálásához kellett ezt a kompakt, vákuumos megfogót megépítenie. Gyakoriak a hasonló feladatok az autóiparban. Ebben az esetben a hagyományos vákuumos belső kialakítás mellett döntöttek, miközben 3D nyomtatott elemek segítségével érték el, hogy kis helyen elférjen, megfelelően védett és egyben esztétikus, profi megjelenésű legyen a kész megoldás. Ennek a megoldásnak köszönhetően kevesebb mérnöki munkaórával tudtak hosszú élettartamú, megbízható megoldást építeni.

Alkatrészek összevonása, bonyolult geometriák

A 3D nyomtatás biztosította geometriai szabadság lehetővé teszi korábban gyárthatatlan formák előállítását, ezáltal akár több alkatrészből álló összeállítások összevonását is. Az összevont alkatrészek gyorsabban legyárthatók, miközben a szükséges szerelési idő is csökken.

Markforged X7 kompozit nyomtatóval gyártott burkolat Onyx alapanyagból

Egy projekt esetében 40 mm átmérőjű, két fólia közé préselt, vékony fémlapok adagolása volt a KLS-2000 csapat feladata. Először megterveztek minden gépépítő elemet, hajtást, szorító egységet, majd az ezeket tartó vázat. A minden szükséges rögzítőelemet tartalmazó burkolatot csak két részre osztva, 3D nyomtatással gyártották le. Ez rendkívül csökkentette az alkatrészszámot és felgyorsította az összeszerelést.

Standardizálás, manuális hibák kiküszöbölése

Gyakori igény a célgépgyártásban az olyan kialakítás, amely a gép-ember interakció során segít elkerülni a manuális hibák lehetőségét.

Ebben a projektben egy automata körasztalos összeszerelő berendezésbe manuálisan helyeznek be két alkatrészet. Az alkatrészeknek alak és formahelyesen, pontosan pozícionálva kell bekerülni a gépbe, ezért fontos kritérium volt, hogy csak egyféleképpen lehessen behelyezni őket. A KLS-2000 mérnökei minden kritériumot összevonva kifejezetten additív gyártásra tervezték meg a behelyezőt, így egyetlen alkatrésszel meg tudták oldani a feladatot.

A termékek pontos pozícionálása például a csomagolástechnikai gépekben is fontos elvárás, ezért ott is széleskörben alkalmaznak hasonló, 3D nyomtatott jigeket, helyezőket, pozícionálókat vagy átfordítókat.

Operátori biztonság és ergonómia

Az operátori biztonság és kényelem szintén fontos kérdés az olyan egyedi gépek és robotcellák kialakításakor, ahol manuális beavatkozásra is szükség van. 3D nyomtatással olyan védőelemeket, tartókat, ergonomikus fogókat és eszközöket lehet költséghatékonyan előállítani, amelyek az operátori elégedettséget is növelik ezzel közvetve csökkentve a fluktuációt.

Kompozit nyomtatással készült ergonomikus kézi megfogó a KLS-2000 egyik megoldásában, hogy a napi operátori munka kényelmesebb legyen.

Rendszerezés, jelölés

A tiszta, rendezett gépkialakításhoz nagyban hozzá tudnak járulni a 3D nyomtatott jigek, tartók, jelölők vagy rendszerezők. Ezek a kis hozzáadott értékűnek tűnő alkatrészek jelentősen megkönnyíthetik a kezelést és a karbantartást, egyben segítenek elkerülni a hibák okozta, potenciálisan nagy veszteséget jelentő leállásokat.

Például a pneumatikus, elektromos kábelek elvezetését pontosan kell megoldani a robotkaros megoldásoknál. Ilyenkor a KLS-2000-nél olyan egyedi rögzítőelemeket terveznek, amelyek pozícióban tartják a kábeleket és megakadályozzák a kopást és elhasználódást.

Magasabb színvonalú célgépek költséghatékonyan

Az egyszerűség, a gyorsaság és – ami a legfontosabb – a költséghatékonyság szellemében a géptervezők arra törekednek, hogy a lehető legtöbb esetben kész kereskedelmi alkatrészt használjanak fel. Az optimális gépteljesítmény elérése érdekében azonban gyakran kell egyedi alkatrészeket készíteni. A 3D nyomtatás, főként az ellenálló kompozit nyomtatás hatékony eszköz a gépgyártók kezében a magasabb szinten igényre szabott, egyedi berendezésekhez kapcsolódó költségeik kordában tartására. További hasonló, gyakorlati példákért látogassa meg az additív gyártás specialista FreeDee Kft. célgépgyártásban bevált alkalmazásoknak dedikált weboldalát!

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!