Udržateľná výroba náhradných dielov alebo ako obmedziť narušenie dodávateľského reťazca
Spoločnosť Daimler je hráč s dlhoročnými skúsenosťami v aditívnej výrobe, ktorý hľadá cestu, ako inovovať dodávateľský reťazec
Firma Daimler sa stala jednou z prvých spoločností v oblasti automobilového priemyslu, ktorá skutočne investovala do aditívnej výroby, pričom sa nezameriavala iba na 3D tlač z plastov, ale aj z kovových materiálov.
Prvý projekt pre 3D tlač náhradných dielov v spoločnosti Daimler sa začal v roku 2016. O realizáciu tohto projektu sa postaralo špeciálne založené oddelenie Kompetenčné centrum 3D tlače, na čele s Ralfom Andershofstadtom. V novo vytvorenom projekte Služby zákazníkom a náhradné diely (Customer Services and Parts – CSP) mala byť 3D tlač, v tomto prípade technológia selektívneho spekania laserom (SLS), testovaná pre požiadavku každodennej výroby interiérových náhradných dielov. A myšlienka za tým? Nič menšieho ako inovácia dodávateľského reťazca v popredajných službách a zefektívnenie globálnej výroby náhradných dielov.
Na niekoľkých workshopoch a za podpory rôznych partnerov, ako sú Additive Minds, EOS a DyeMansion, bol definovaný a vyhodnotený celý dodávateľský reťazec. Výsledkom bola analýza, ktorá ukázala nepopierateľný prínos – ako možno 3D tlač využiť v plnom rozsahu a prekonať tak obmedzenia týkajúce sa kvality a škálovateľnosti, ktoré sú spojené s tradičnými výrobnými metódami.
Prechod na 3D tlač znižuje náklady, skracuje dodacie lehoty a zjednodušuje dodávateľský reťazec. To všetko nám pomáha rýchlejšie reagovať na potreby našich zákazníkov.
Daniel Kluth
3D tlač – oddelenie nákupu, Daimler Buses
Dosiahnutie vysokej kvality dielov, ktorá dokáže konkurovať vstrekovaným dielom
Pre pochopenie zložitosti celej problematiky si treba uvedomiť, že existuje viac ako 300 000 rôznych náhradných dielov, ktoré je možné použiť na autobusy a nákladné vozidlá od spoločnosti Daimler. To vedie k veľmi zložitému, časovo náročnému a finančne nákladnému dodávateľskému reťazcu. V tejto situácii si zástupcovia spoločnosti Daimler uvedomili potrebu inovácie – decentralizovať výrobu na vyžiadanie, ktorá umožňuje flexibilitu pri výrobe malých objemov dielov.
Ako si možno predstaviť, spoločnosť ako Daimler má obzvlášť vysoké nároky na kvalitu, najmä pokiaľ ide o konečný produkt. Kvalita povrchu a farba dielov nesmela byť v žiadnom prípade horšia ako pri náhradných dieloch vyrábaných vstrekovaním.
Pri prvých pokusoch využitia priemyselnej 3D tlače sa ukázalo, že reprodukcia práve týchto parametrov je obtiažna. Aj keď výroba dielov prebiehala dobre vďaka presnosti zariadení od firmy EOS, ktorá poskytovala bezkonkurenčnú kvalitu najmä pri zložitých geometriách, výsledné diely boli iba biele a mali hrubý povrch.
Odborníci zo spoločnosti Daimler sa museli postaviť pred dve hlavné úlohy: po prvé dosiahnuť požadovaný lesklý povrch bez straty textúry ako pri vstrekovaných dieloch, a po druhé nájsť takú technológiu farbenia, ktorá by umožňovala vývoj firemných farieb a dosiahnutie opakovateľných výsledkov. V tomto prípade išlo o rôzne odtiene šedej. Bolo zjavné, že vytlačené diely si budú vyžadovať následný postprocessing.
Sledovateľná technológia následného spracovania s opakovateľným procesom, ktorá spĺňa tie najvyššie požiadavky na kvalitu
Po niekoľkých konzultáciách našiel tento významný výrobca automobilov riešenie v pracovnom postupe DyeMansion Print-to-Product, ktorý zahŕňa použitie zariadení Powershot C a Powershot S na povrchové úpravy dielov a zariadení DM60, určené na farbenie bielych polyamidových dielov. Spracovaním pomocou neabrazívnej technológie PolyShot Surfacing v zariadení Powershot S získavajú diely vyrobené metódou selektívneho spekania laserom (SLS) povrch podobný povrchu dielov vyrobených vstrekovaním. Tento proces neovplyvňuje geometriu dielu ani jeho štruktúru, takže si zachováva aj špecifický pattern (napr. imitácia kože).
Technici v spoločnosti Daimler Buses využili paletu farieb DyeMansion Color Matching, aby vyvinuli tri špeciálne odtiene šedej pre autobusové interiérové diely vyrábané vstrekovaním. Tieto farby sú potom na diely aplikované využitím technológie farbenia DeepDye v zariadení DM60. Na rozdiel od striekania sprejom sa farba vsiakne a nevytvára na diele ďalšiu vrstvu, čo tiež prispieva k zachovaniu textúry. Technológia DyeMansion je používaná priamo na mieste – v stredisku pre 3D tlač spoločnosti Daimler.
Udržateľná výroba dielov na vyžiadanie
Úspešnou implementáciou priemyselnej 3D tlače je možné teraz náhradné diely vyrábať na vyžiadanie, kedykoľvek a kdekoľvek sú potrebné. Žiadna veľkosériová nadvýroba, náklady na nástroje ani veľké skladové zásoby. To vedie nielen k oveľa udržateľnejšiemu dodávateľskému reťazcu, ale aj k zníženiu nákladov na skladovanie a skrátenie dodacích lehôt.
Firemné farby na mieru
Použitím originálnych vstrekovaných dielov ako vzoriek farieb pre DM Color Matching boli vyvinuté tri farebné odtiene šedej, ktoré dosahujú rovnaké farebné hodnoty ako v polyamidovom prášku EOS PA2200 na pôvodných dieloch. Po vývoji je možné jednotlivé receptúry farieb uložiť a potom opakovane používať. To je možné pri každej farbe a každom farebnom prevedení vzoriek, ktorými môžu byť plasty, látky, papier alebo iné materiály, dokonca ľudská koža.
Vďaka odborným znalostiam spoločnosti DyeMansion sme dokázali vytvoriť jedinečný a reprodukovateľný farebný odtieň pre interiérové diely našich autobusov.
Daniel Kluth
3D tlač – oddelenie nákupu, Daimler Buses
Zachovanie textúry
Pri automobilových interiérových dieloch sú veľmi obľúbené jemné textúry, ako je napr. imitácia kože. Dosiahnuť tieto štruktúry pomocou softvéru pre 3D tlač už nie je problém, ale zachovať ich nie je ľahké. Abrazívne procesy povrchovej úpravy, ako je pieskovanie alebo farbenie striekaním (sprejovanie) ničí tieto textúry tým, že na dieloch odstráni detaily alebo na ne nanesie vrstvu farby. Pomocou technológie DyeMansion Polyshot Surfacing sú otvorené póry polymérnych dielov homogenizované špeciálnym tryskacím médiom, čo pomáha zmeniť náhradné diely na výrobky s dlhou životnosťou bez toho, aby sa narušila povrchová štruktúra. Technológia farbenia DeepDye funguje úplne nezávisle od geometrie dielov – farba nevytvára na textúre ďalšiu vrstvu, ale naopak ju materiál absorbuje.
Opakovateľné a sledovateľné procesy
Technológia DeepDye Coloring pracuje s farebnými kazetami, ktoré je možné jednoducho vložiť do zariadenia DM60. Všetky parametre procesu sú sledovateľné. Definované parametre (ako napríklad množstvo zmesi, farebný odtieň alebo povrchová úprava) sú na farebnej kazete uložené v podobe RFID čipov. Príslušná čítačka na zariadení DM60 tieto informácie načíta a podľa toho nastaví proces farbenia. Systém použitia kaziet a zariadení DM60 zaisťujú stabilné a opakovateľné procesy. Akonáhle sú procesné parametre definované, je možné ich konzistentne reprodukovať všade tam, kde sa technológia DyeMansion používa.
Čo bude ďalej
Po úspešnej implementácii technológií je teraz čas na rozšírenie projektu. To zahŕňa rozvinutie Kompetenčného centra 3D tlače, testovania a výroby ďalších náhradných dielov, rovnako ako certifikáciu procesu u poskytovateľov služieb, aby bolo možné vyrábať vo väčších objemoch. Bude tiež pokračovať neustála výmena informácií s firmou DyeMansion ohľadom vývoja procesov, ladenia farieb, poradenstva pri aplikáciách aj nových technológiách.
