Stolné 3D tlačiarne Ultimaker zefektívňujú výrobu žiaruvzdorných dielcov
Spoločnosť Priemyselná keramika sa zaoberá výrobou a predajom rôznych typov netvarových žiaruvzdorných hmôt a dielcov z nich zhotovených. Založená bola v roku 1991 a od tej doby sa vypracovala na jedného z najvýznamnejších dodávateľov žiaruvzdorných materiálov v strednej Európe. Podnik so 75 zamestnancami sídli v mestečku Rájec-Jestřebí na južnej Morave a ročne vyprodukuje cez 9 500 ton zmesí a takmer 1 600 ton tvaroviek s obratom 220 000 000 korún.
Výroba v Priemyselnej keramike dokáže pružne reagovať na požiadavky zákazníka – ako pri zložení produkovaných zmesí (v túto chvíľu je ich v katalógu firmy viac ako 200), tak aj pri dielcoch zo žiaruvzdorných materiálov. Vysoko individuálne požiadavky zákazníkov vedú k tomu, že je nutné prakticky ku každej zákazke vyvinúť unikátne riešenie. Hlavne pri výrobe foriem pre jednotlivé dielce sa ako ideálna ukázala technológia aditívnej výroby.
Presná práca na mieru
Forma pre výrobu dielcov sa takmer vždy skladá z vonkajšieho plášťa, ktorý určuje celkový tvar a je typicky oceľový, a jadier, ktoré ďalej vymedzujú dôležité funkčné detaily – drážky, otvory, zvlnenie a podobne. Jadrá majú veľmi často zložité tvary a aj napriek tomu je potrebné navrhnúť ich a vyrobiť presne podľa priania zákazníka. Priemyselná keramika jadrá kedysi nechávala vyrábať frézovaním z kovov (kde častokrát nepostačil ani päťosí CNC stroj) alebo z dreva, pričom využívala prácu stolárov a modelárov. Keďže sa vždy jednalo o výrobok presne na mieru, narážala firma na vysoké náklady a časovú náročnosť.
Počas roku 2013 sa vedenie Priemyselnej keramiky začalo zaoberať technológiou 3D tlače ako prostriedku pre zlacnenie a zrýchlenie výroby foriem. Prvá 3D tlačiareň českého výrobcu zamierila do firmy v roku 2014. „Potýkali sme sa však s extrémnou nespoľahlivosťou tlačiarne. Úspešne prebehlo len zhruba 30 % tlače, zvyšok bol odpad. Ani po tejto skúsenosti sme však na 3D tlač nezanevreli, bola to pre nás skvelá škola. Technológia pre nás bola stále vhodná, len sme zle zvolili tlačiareň,“ hovorí Jakub Cvilinek, konateľ spoločnosti.
Zmenu priniesla kúpa tlačiarne Ultimaker 3 Extended v roku 2016, ktorú Priemyselná keramika zvolila hlavne kvôli jej spoľahlivosti a profesionálnej kvalite dvojmateriálovej 3D tlače. K nej sa v roku 2018 pridal nový model Ultimaker S5, ktorý zdieľa kvality modelu 3 Extended, ale poskytuje väčší tlačový objem a ešte pohodlnejšie ovládanie.
Priemyselná keramika začala týmto krokom plne využívať 3D tlač na výrobu jadier a vložiek do foriem. Rýchlo sa prejavili hlavné prínosy technológie: presná, rýchla a opakovateľná výroba spojená s takmer úplnou tvoriacou slobodou pri návrhoch dielov, ktoré sú navyše zásadne lacnejšie ako pri výrobe predchádzajúcimi postupmi.
K tlači v Priemyselnej keramike zatiaľ využívajú výhradne materiál PLA, a to hlavne vďaka ľahkej práci s ním a tiež jeho vytaviteľnosti – pri množstve dielcov jadrá a vložky zostávajú zaliate v materiáli. Pri následnom vypaľovaní pri viac ako 900 °C sa PLA z dielca ľahko a bez zvyšku vytaví. S 3D tlačiarňou v spoločnosti pracujú dvaja zamestnanci, ktorí sa starajú o výrobu dielov, ktoré navrhuje konštrukčné oddelenie spoločnosti. K návrhom modelov používajú Autodesk Inventor a AutoCAD.
„Pokiaľ by sme vyberali ďalšiu 3D tlačiareň, našou voľbou bude opäť Ultimaker. Vďaka presnej a spoľahlivej 3D tlači sa nám darí vyrábať jednoduché aj zložitejšie jadrá do foriem až 5× rýchlejšie a 10× lacnejšie.“
Jakub Cvilinek, konateľ Priemyselná keramika, spol. s r. o.
3D tlač zrýchľuje a uľahčuje výrobu
„3D tlač s Ultimakerom 3 Extended a S5 nám priniesla zásadne zlacnenie a zrýchlenie výroby a tiež možnosť vyrobiť tvary, ktoré boli kedysi takmer nevyrobiteľné. Postupom času sa z nej stala kľúčová a ťažko nahraditeľná súčasť výroby,“ pripomína konateľ spoločnosti Jakub Cvilinek.
V Priemyselnej keramike sa 3D tlač jednoznačne osvedčila a znamená veľký prínos pre výrobný proces. Najväčšie výhody vedenie spoločnosti vidí v nasledujúcich oblastiach:
- Požadované diely sa pomocou 3D tlače darí vyrábať zhruba 5× rýchlejšie a 10× lacnejšie ako pri použití tradičných postupov.
- Investícia na zakúpenie 3D tlačiarne sa na úsporách vrátila už za niekoľko mesiacov.
- Výrazná je aj úspora pracovnej sily v podobe sústružníka či frézara.
- Značnou výhodou je výroba priamo na mieste a presne na mieru a rýchle prototypovanie.
- Prevádzka tlačiarní Ultimaker sa ukázala ako úplne spoľahlivá aj pri len základnej údržbe. Pri práci na jednej zo zákaziek pracovala jedna z tlačiarní nepretržite takmer rok.
Co se týče služeb dodavatele, Průmyslová keramika ve společnosti 3Dwiser našla spolehlivého partnera, u něhož si cení férového a osobního přístupu. Pro případ závady nebo potřeby jiné asistence je pro ni klíčovou výhodou fakt, že 3Dwiser je česká společnost a současně středoevropský distributor s vlastním servisem, může tím pádem pružněji pomoci s řešením nastalých situací. Průmyslová keramika též využívá dalších služeb, jež zahrnují vstupní zaškolení, poradenství a servis.
Porovnanie: Jadro formy pre zmiešavač vzduchu a plynu priemyselného horáka
Pôvodný spôsob výroby:
- Extrudovaný polystyrén alebo drevo
- Ručný návrh a výroba
- Extrémna časová náročnosť – asi 30 hodín
- Veľmi náročná replikácia výrobku
- Cena zhruba 750 EUR korún (v prípade dreva)
Výroba s využitím 3D tlače:
- Ľahko tlačiteľný materiál PLA
- Výroba pomocou 3D tlačiarne Ultimaker
- Časová náročnosť len zhruba 50% (návrh a výroba)
- Opakovateľná a ľahko upraviteľná výroba
- Cena asi 15 EUR (na materiáli)
„Kľúčovú výhodu 3D tlače vidíme v možnosti vyrábať potrebné diely presne na mieru požiadavkám náročných zákazníkov. Niektoré zvlášť zložité tvary jadier foriem pre žiaruvzdorné dielce boli tradičnými metódami buď nevyrobiteľné, alebo príliš nákladné. Vďaka 3D tlači sme si ich schopní obratom pripraviť sami.“
Jakub Cvilinek, konateľ Priemyselnej keramiky, spol. s r. o.
