Praktyczne wykorzystanie druku 3D w produkcji

Sześcioosobowy zespół pod kierunkiem inżyniera Saschy Holla, specjalizującego się w wirtualnych symulacjach, drukuje plastikowe narzędzia montażowe, które z pracowni w Rüsselsheim trafiają do fabryk Opla w całej Europie. Narzędzia te, tańsze i szybsze do wykonania, są wykorzystywane w Eisenach przy montażu modelu Adam oraz jego nowej wersji Adam Rocks. To jednak dopiero początek – eksperci z firmy Opel przewidują, że stosowanie narzędzi wytworzonych metodą druku trójwymiarowego będzie się upowszechniać. „W przyszłości w procesie produkcyjnym będzie wykorzystywanych coraz więcej narzędzi montażowych przygotowanych na drukarkach 3D” – mówi Sascha Holl.

40 narzędzi z drukarki

W przypadku modelu Adam Rocks, fabryka w Eisenach do nanoszenia na boczną szybę logo z nazwą modelu wykorzystuje stanowisko montażowe w postaci specjalnej stałej ramy wykonanej w technice druku 3D. Element uzyskany na trójwymiarowej drukarce służy też do montażu szyby czołowej. Jest to specjalna prowadnica ułatwiająca proces montażu i poprawiająca jego precyzję. Inne narzędzia z drukarek 3D są używane przy mocowaniu chromowanych nakładek na progi oraz przy montowaniu płóciennego dachu Swing Top, stanowiącego standardowe wyposażenie modelu Adam Rocks. W Eisenach wykorzystuje się około 40 takich przyrządów i stanowisk montażowych.

Sprzęt ten został zaprojektowany komputerowo jeszcze w fazie opracowywania tego modelu. „Ta technika pozwala nam szybko dostosowywać części. Jeżeli zmienia się jakiś element pojazdu, możemy kilkoma kliknięciami zmodyfikować potrzebne narzędzie” – wyjaśnia Holl. „Na drukarce 3D można uzyskać praktycznie dowolną formę i kształt. Nie musimy liczyć się z żadnymi ograniczeniami, inaczej niż w wypadku tradycyjnej technologii produkcji”.

Jeżeli zmienia się jakiś element pojazdu, możemy kilkoma kliknięciami zmodyfikować potrzebne narzędzie.

Zespół ds. inżynerii wirtualnej z Rüsselsheim ma nawet swoje sposoby na uzyskanie części o szczególnie dużych wymiarach. Skomplikowana technika pozwala łączyć w większą całość wiele mniejszych fragmentów – tak jak w przypadku elementu, który w Adam Rocks pomaga montować nakładki na progach i tylny spojler.

Zalety nowej technologii

Proces drukowania 3D polega na nakładaniu kolejnych warstw stopionego plastiku o grubości zaledwie 0,25 mm. Wykorzystywane do tego celu tworzywo jest lekkie, mocne i uniwersalne. Puste miejsca i przestrzenie pod zwisającymi fragmentami są automatycznie wypełniane specjalnym materiałem, który jest następnie wypłukiwany w urządzeniu przypominającym zmywarkę do naczyń. „Proces ten można porównać do budowy mostu lub balustrady” – tłumaczy Holl. „Wysokie lub wystające elementy muszą być podwiązane i podparte do czasu, aż wszystko stwardnieje. Wtedy takie wsporniki są usuwane”.

Niewielka liczba stanowisk niezbędnych na etapie końcowego montażu została wcześniej wykonana ręcznie w żmudnej technice frezowania odlewów z żywicy syntetycznej. Dzięki drukowi 3D koszty produkcji takich elementów zmniejszyły się nawet o 90 procent. Ponadto wydrukowane narzędzia nadają się do użytku już po około 8 godzinach i są lżejsze nawet o 70 procent. Ich kolejną zaletą jest podatność na mechaniczną i chemiczną obróbkę. Można je na przykład przewiercać, frezować, piaskować, lakierować, a wreszcie sklejać ze sobą albo z innymi materiałami. Wprowadzenie poprawek pod kątem ergonomii to kwestia kilku minut pracy przy komputerze. „Możemy dostosować te narzędzia do każdego etapu montażu, a także zagwarantować, że będą przyjazne dla użytkowników, którymi są nasi koledzy z linii produkcyjnej” – dodaje Holl.

Narzędzia z drukarek 3D są używane także przy produkcji modelu Insignia i kabrioletu Cascada, będą też stopniowo wprowadzane na liniach montażu pozostałych modeli Opla. Nowa Corsa, Vivaro i Mokka to modele, których montaż z wykorzystaniem narzędzi uzyskanych w technice druku 3D ruszy jeszcze w tym roku w Saragossie.