Udržitelná výroba náhradních dílů aneb jak omezit narušení dodavatelského řetězce
Společnost Daimler je hráč s letitými zkušenostmi v aditivní výrobě, který hledá cestu, jak inovovat dodavatelský řetězec
Firma Daimler se stala jednou z prvních společností v oblasti automobilového průmyslu, která skutečně investovala do aditivní výroby, přičemž se nezaměřovala pouze na 3D tisk z plastů, ale i z kovových materiálů.
První projekt pro 3D tisk náhradních dílů ve společnosti Daimler byl zahájen v roce 2016. O realizaci tohoto projektu se postaralo speciálně založené oddělení Kompetenční centrum 3D tisku, v čele s Ralfem Andershofstadtem. V nově vytvořeném projektu Služby zákazníkům a náhradní díly (Customer Services and Parts – CSP) měl být 3D tisk, v tomto případě technologie selektivního spékání laserem (SLS), testován pro požadavek každodenní výroby interiérových náhradních dílů. A myšlenka za tím? Nic menšího než inovace dodavatelského řetězce v poprodejních službách a zefektivnění globální výroby náhradních dílů.
Na několika workshopech a za podpory různých partnerů, jako jsou Additive Minds, EOS a DyeMansion, byl definován a vyhodnocen celý dodavatelský řetězec. Výsledkem byla analýza, která ukázala nepopiratelný přínos – jak lze 3D tisk využít v plném rozsahu a překonat tak omezení týkající se kvality a škálovatelnosti, která jsou spojena s tradičními výrobními metodami.
Přechod na 3D tisk snižuje náklady, zkracuje dodací lhůty a zjednodušuje dodavatelský řetězec. To vše nám pomáhá rychleji reagovat na potřeby našich zákazníků.
Daniel Kluth
3D tisk – oddělení nákupu, Daimler Buses
Dosažení vysoké kvality dílů, která dokáže konkurovat vstřikovaným dílům
Pro pochopení složitosti celé problematiky je potřeba si uvědomit, že existuje více než 300 000 různých náhradních dílů, které lze použít na autobusy a nákladní vozy od společnosti Daimler. To vede k velice složitému, časově náročnému a finančně nákladnému dodavatelskému řetězci. V této situaci si zástupci společnosti Daimler uvědomili potřebu inovace – decentralizovat výrobu na vyžádání, která umožňuje flexibilitu při výrobě malých objemů dílů.
Jak si lze představit, společnost jako Daimler má obzvláště vysoké nároky na kvalitu, zejména pokud jde o konečný produkt. Kvalita povrchu a barva dílů nesměla být v žádném případě horší než u náhradních dílů vyráběných vstřikováním.
Při prvních pokusech využití průmyslového 3D tisku se ukázalo, že reprodukce právě těchto parametrů je obtížná. I když výroba dílů probíhala dobře díky přesnosti zařízení od firmy EOS, která poskytovala bezkonkurenční kvalitu zejména u složitých geometrií, výsledné díly byly pouze bílé a měly hrubý povrch.
Odborníci ze společnosti Daimler se museli postavit před dva hlavní úkoly: za prvé dosáhnout požadovaného lesklého povrchu bez ztráty textury jako u vstřikovaných dílů, a za druhé najít takovou technologii barvení, která by umožňovala vývoj firemních barev a dosažení opakovatelných výsledků. V tomto případě se jednalo o různé odstíny šedé. Bylo zjevné, že vytištěné díly budou vyžadovat následný postprocessing.
Sledovatelná technologie následného zpracování s opakovatelným procesem, která splňuje ty nejvyšší požadavky na kvalitu
Po několika konzultacích našel tento významný výrobce automobilů řešení v pracovním postupu DyeMansion Print-to-Product, který zahrnuje použití zařízení Powershot C a Powershot S pro povrchové úpravy dílů a zařízení DM60, určené k barvení bílých polyamidových dílů. Zpracováním pomocí neabrazivní technologie PolyShot Surfacing v zařízení Powershot S získávají díly vyrobené metodou selektivního spékání laserem (SLS) povrch podobný povrchu dílů vyrobených vstřikováním. Tento proces neovlivňuje geometrii dílu ani jeho sktrukturu, takže si zachovává i specifický pattern (např. imitace kůže).
Technici ve společnosti Daimler Buses využili paletu barev DyeMansion Color Matching, aby vyvinuli tři speciální odstíny šedé pro autobusové interiérové díly vyráběné vstřikováním. Tyto barvy jsou pak na díly aplikovány využitím technologie barvení DeepDye v zařízení DM60. Na rozdíl od stříkání sprejem se barva vsákne a nevytváří na dílu další vrstvu, což také přispívá k zachování textury. Technologie DyeMansion je používána přímo na místě – ve středisku pro 3D tisk společnosti Daimler.
Udržitelná výroba dílů na vyžádání
Úspěšnou implementací průmyslového 3D tisku lze nyní náhradní díly vyrábět na vyžádání, kdykoli a kdekoli jsou potřeba. Žádná velkosériová nadvýroba, náklady na nástroje ani velké skladové zásoby. To vede nejen k mnohem udržitelnějšímu dodavatelskému řetězci, ale také ke snížení nákladů na skladování a zkrácení dodacích lhůt.
Firemní barvy na míru
Použitím originálních vstřikovaných dílů jako vzorků barev pro DM Color Matching byly vyvinuty tři barevné odstíny šedé, které dosahují stejných barevných hodnot jako v polyamidovém prášku EOS PA2200 na původních dílech. Po vývoji lze jednotlivé receptury barev uložit a poté opakovaně používat. To je možné u každé barvy a každého barevného provedení vzorků, kterými mohou být plasty, látky, papír nebo jiné materiály, dokonce lidská kůže.
Díky odborným znalostem společnosti DyeMansion jsme dokázali vytvořit jedinečný a reprodukovatelný barevný odstín pro interiérové díly našich autobusů.
Daniel Kluth
3D tisk – oddělení nákupu, Daimler Buses
Zachování textury
U automobilových interiérových dílů jsou velmi oblíbené jemné textury, jako je např. imitace kůže. Dosáhnout těchto struktur pomocí softwaru pro 3D tisk již není problém, ale zachovat je není snadné. Abrazivní procesy povrchové úpravy, jako je pískování nebo barvení stříkáním (sprejování) ničí tyto textury tím, že na dílech odstraní detaily nebo na ně nanese vrstvu barvy. Pomocí technologie DyeMansion Polyshot Surfacing jsou otevřené póry polymerních dílů homogenizovány speciálním tryskacím médiem, což pomáhá změnit náhradní díly na výrobky s dlouhou životností, aniž by se narušila povrchová struktura. Technologie barvení DeepDye funguje zcela nezávisle na geometrii dílů – barva nevytváří na textuře další vrstvu, ale naopak ji materiál absorbuje.
Opakovatelné a sledovatelné procesy
Technologie DeepDye Coloring pracuje s barevnými kazetami, které lze snadno vložit do zařízení DM60. Všechny parametry procesu jsou sledovatelné. Definované parametry (jako například množství směsi, barevný odstín nebo povrchová úprava) jsou na barevné kazetě uloženy v podobě RFID čipů. Příslušná čtečka na zařízení DM60 tyto informace načte a podle toho nastaví proces barvení. Systém použití kazet a zařízení DM60 zajišťují stabilní a opakovatelné procesy. Jakmile jsou procesní parametry definovány, lze je konzistentně reprodukovat všude tam, kde se technologie DyeMansion používá.
Co bude dál
Po úspěšně implementaci technologií je nyní čas na rozšíření projektu. To zahrnuje rozvinutí Kompetenčního centra 3D tisku, testování a výrobu dalších náhradních dílů, stejně jako certifikaci procesu u poskytovatelů služeb, aby bylo možné vyrábět ve větších objemech. Bude také pokračovat neustálá výměna informací s firmou DyeMansion ohledně vývoje procesů, ladění barev, poradenství při aplikacích i nových technologiích.
