3D tlač foriem a kopýt – Stratasys spolupracuje s firmou Ecco
Spoločnosť ECCO založili v roku 1963 Birte a Karl Toosbuy v Bredebro v Dánsku. Spoločnosť, ktorá dodnes zostáva rodinným podnikom, teraz zamestnáva 21 400 ľudí na celom svete. Produkty ECCO sa predávajú v 89 krajinách vo viac ako 2 180 predajniach a ďalších 14 000 predajných miestach. Súčasťou úspechu ECCO je jeho vertikálna integrácia. Na rozdiel od iných veľkých značiek obuvi riadi ECCO prakticky každý krok procesu – od výroby obuvi cez výrobu foriem až po garbiarne, ako aj továrne na obuv a maloobchodné predajne.
Výroba obuvi je mimoriadne zložitý manuálny proces a Karl Toosbuy vždy považoval továrne ECCO za kľúč k úspechu spoločnosti. Toto presvedčenie viedlo v priebehu desaťročí k niekoľkým inováciám v automatizácii výrobných procesov, vrátane robotických pracovných staníc, veľkých montážnych strojov a zavedenia technológie priameho vstrekovania alebo DIP.
DIP: menej krokov, menej odpadu, lepšia obuv
Spoločnosť ECCO zaviedla proces priameho vstrekovania (DIP) už v roku 2012, a to v snahe nájsť efektívnejší a spoľahlivejší spôsob, ako bezpečne pripevniť hornú časť topánky k medzipodrážke. Významnou výhodou technológie DIP sú jej možnosti automatizácie. V porovnaní s tradičným spôsobom pripevnenia zvršku topánky k medzipodrážke, čo je zvyčajne manuálny proces známy ako „stock-fit“ výroba – najprv sa podrážka vytvaruje a potom ručne zostaví a pripevní na zvršok – je dnes drvivá väčšina topánok ECCO vyrobená technológiou DIP.
V procese priameho vstrekovania je zvršok topánky umiestnený priamo v hornej časti formy. Dvojzložkový polyuretán sa zmieša a vstrekne do formy, aby sa vytvorila medzipodrážka a zároveň sa vytvorilo silné spojenie so zvrškom. Okrem zníženia práce potrebnej na montáž v porovnaní s cementovanou podrážkou vedie spojenie medzipodrážky so zvrškom počas procesu formovania k menšiemu počtu tlakových bodov a tým k zvýšeniu pohodlia.
Inovácia procesu DIP využitím 3D tlače
Počas vývoja novej značky obuvi sa zvyčajne vytvára niekoľko dizajnových variácií v rôznych veľkostiach, z ktorých každá si vyžaduje svoju vlastnú formu. S vysokými nákladmi na nástroje a dlhými dodacími lehotami sú vývojári obmedzení len na niekoľko iterácií na vývojový cyklus.
Tím výskumu a vývoja spoločnosti ECCO pracuje na niekoľkých technológiách 3D tlače s cieľom zlepšiť a urýchliť súčasné procesy vývoja nových produktov. Jedinečná príležitosť sa objavila v 3D tlači foriem a kopyt (kovania), ktoré umožňujú získať koncepčné vzorky obuvi na testovanie na začiatku vývojového cyklu a za priaznivú cenu, ktorá je potrebná na udržanie konkurencieschopnosti na trhu.
Formy zhotovené 3D tlačou musia spĺňať prísne tolerancie a vyrábať topánky rovnakej kvality av rovnakej presnosti ako hliníkové formy zhotovené CNC obrábaním. Výrobok by mal byť na nerozoznanie od medzipodrážky vyrobenej na opracovanej hliníkovej forme. ECCO sa pri hľadaní správnej 3D tlačiarne pozrelo na množstvo dostupných riešení aditívnej výroby, ale iba jedno obstálo v počiatočných testoch: Stratasys Origin One.
3D tisk forem a kopyt (tvarovek)
Už na začiatku výberového procesu 3D tlačiareň Origin One vyčnievala zo všetkých alternatívnych riešení, ktoré spoločnosť ECCO testovala, a to kvalitou povrchu výtlačkov, rýchlosťou tlače, presnosťou a schopnosťou tlačiť veľké prierezy. Origin (akvizícia so spoločnosťou Stratasys) navyše spolupracuje s poprednými partnermi v oblasti živíc na vývoji materiálov novej generácie, ktoré boli pre potreby spoločnosti ECCO tiež rozhodujúce. Spoločnosť ECCO začala spolupracovať s tímom Origin koncom roka 2018 a testovala prototypy vytlačené na zariadení Origin One z niekoľkých rôznych materiálov.
Po zúžení výberu materiálov od spoločnosti Henkel Loctite spoločnosť ECCO spolupracovala na iterácii a úprave materiálovej línie tak, aby spĺňala špecifické požiadavky na proces priameho vstrekovania, tzv. DIP.
Okrem 3D tlače foriem môže tím ECCO tlačiť aj kopytá na tlačiarni Origin One s použitím iného materiálu vyvinutého v spolupráci so spoločnosťou Henkel Loctite. Vďaka 3D tlači kopýt v závode ECCO dokončí celý proces priameho vstrekovania (DIP) v 24-hodinových intervaloch.
Počas nasledujúcich 12 mesiacov spoločnosť ECCO zakúpila niekoľko 3D tlačiarní Origin One v Dánsku a Portugalsku na ďalšie testovanie a validáciu. 3D tlačené formy a kopytá vydržali tisíce cyklov bez viditeľného opotrebovania a vzhľad topánok bol na rovnakej úrovni ako topánky vyrobené na tradičných CNC obrábaných hliníkových formách. Konštruktéri ECCO nedokázali rozoznať žiadny rozdiel.
Budoucnost tištěných forem pro DIP (proces přímého vstřikování)
3D tlačou foriem s priamym vstrekovaním je možné namiesto ich obrábania vytlačiť jeden pár vložiek foriem cez noc s výraznou úsporou nákladov v porovnaní s párom vyrobeným na CNC stroji. Toto zníženie nákladov a skrátenie času dáva dizajnérom obuvi väčšiu slobodu a umožňuje širšie a rýchlejšie iteračné cykly.
Dizajnéri a vývojári môžu nosiť a testovať funkčnú obuv skôr vo vývojovom cykle, čím výrobným tímom potvrdzujú prispôsobenie topánky a pohodlie nových navrhovaných štýlov. Módne značky môžu získať skutočné topánky vo viacerých variantoch pred svojimi potenciálnymi zákazníkmi na spätnú väzbu a možnosť predpredaja. Miesto 3D tlačiarní Stratasys Origin One na viacerých pobočkách môže ECCO rýchlo vyrábať formy v mieste, kde sú potrebné, čím odpadá nutnosť prepravy ťažkých kovových foriem a eliminuje sa riziko oneskorenia prepravy alebo nutnosti platiť clo.
Pre širší obuvnícky priemysel, ktorý chce využiť formy zhotovené 3D tlačou pre priame vstrekovanie, má spoločnosť ECCO rad flexibilných ciest na trh a je pripravená pomôcť s každým aspektom výroby obuvi a výroby foriem, vrátane inžinierstva, výroby dielov alebo licencovania intelektuálneho vlastníctva.
