3D tisk: Nový pomocník v údržbě

Stala se taková nepříjemnost, výrobní linka se zastavila. Důvodem byl malý ale docela důležitý díl, který se opotřeboval a přestal plnit svou funkci. Originální náhradní díl je momentálně nedostupný a zaslání od výrobce by trvalo dny až týdny. Každá minuta či hodina neplánované odstávky znamená ztrátu. 

Co teď?

…

Musíme čekat!!!

...

Musíme opravdu jen čekat?

Tradiční údržba se často potýká s touto noční můrou. Zásoby náhradních dílů jsou drahé, vyžadují skladovací prostory a nikdy nemáte jistotu, že zrovna ten potřebný díl budete mít po ruce. Zde přichází na řadu 3D tisk, který se stále více prosazuje jako revoluční nástroj v průmyslové údržbě. Namísto zdlouhavého čekání na dodávku nebo hledání zastaralých komponent, si nyní firmy mohou potřebný díl vyrobit přímo na místě a to v řádu hodin.

Jak 3D tisk mění údržbu?

Integrace 3D tisku do procesů údržby přináší řadu výhod:

• Rychlost a snížení prostojů: Nejdramatičtější přínos. Běžný náhradní díl, který by se jinak vyráběl týdny, lze vytisknout během několika hodin nebo dní. Tím se minimalizují drahé odstávky výroby a zvyšuje se celková efektivita.
• Dostupnost náhradních dílů: Odpadá závislost na dodavatelském řetězci, který může být pomalý. Zvláště u starších strojů, kde již výrobce nepodporuje výrobu dílů, je 3D tisk často jedinou cestou.
• Optimalizace a vylepšení dílů: Díly nemusí být jen replikou originálu. Díky 3D tisku je možné stávající díl zlepšit. Můžete změnit geometrii pro lepší pevnost, přidat odlehčovací otvory, optimalizovat proudění nebo dokonce zkombinovat více dílů do jednoho. Použití nových materiálů, jako jsou kompozity nebo pokročilé polymery, může vést k delší životnosti.
• Snížení nákladů na skladování: Namísto fyzických skladů plných náhradních dílů, které zabírají místo a vážou firemní kapitál, můžete mít digitální knihovnu 3D modelů. Díl se pak vytiskne jen v případě potřeby.
• Personalizace a flexibilita: Prototypování a výroba jednorázových nebo velmi specifických dílů se stává jednoduchou. Snadno tak vyrobíte i nestandardní úchyty, držáky senzorů nebo nástroje na míru.

          • Oprava místo výměny: Někdy stačí opravit jen malou část komplexního dílu. 3D tisk umožňuje vytisknout a integrovat pouze poškozenou část, což šetří materiály i náklady.

Obr1: vytištěný rozvodový řemen, materiál TPU

Není tisk jako tisk: Materiály a technologie

Pro průmyslovou údržbu se nejčastěji využívají robustní 3D tiskárny schopné pracovat s technickými materiály:

• FDM (Fused Deposition Modeling): Pro díly z plastů (ABS, PETG, nylon, polykarbonát) a kompozitů s uhlíkovými vlákny. Ideální pro levnější a rychlé funkční prototypy, kryty, držáky.
• SLA/DLP (Stereolithography/Digital Light Processing): Pro díly z pryskyřic s vysokou přesností a detailností. Vhodné pro složitější geometrie, formy, nebo díly s vysokými nároky na povrchovou úpravu.
• SLS (Selective Laser Sintering): Tisk z práškových polymerů (např. nylon) pro velmi odolné a pevné díly bez nutnosti podpěr.

          • Kovový 3D tisk (SLM/DMLS): Nejdražší, ale nejrobustnější varianta pro díly z kovů (nerezová ocel, hliník, titan). Používá se pro vysoce namáhané komponenty, kde je nutná pevnost kovu.

Obr2: vytištěné třecí ložisko v rameni delta manipulátoru, materiál Nylon

Výzvy a budoucnost

3D tisk v údržbě nabízí obrovský potenciál. Ovšem jak začít? Co počáteční investice do tiskáren a materiálů? Kterou tiskárnu vybrat? Kde pořídíme potřebný software? Kde vezmeme kvalifikované techniky pro modelování a tisk? Jak vybereme správný materiál pro konkrétní aplikaci? To jsou některé výzvy kterým budete čelit při zavádění 3D tisku ve vašem podniku.

Pro tzv. levný start je možné sáhnout do sektoru hobby tiskáren, kde je nabídka opravdu široká. Tyto tiskárny i s běžně dostupnými filamenty dokážou hotové divy. Většina potřebného softwaru je dostupná u výrobců a nebo na internetu jako komunitní projekty. S 3D tiskem přicházejí do styku už i žáci na základních a středních školách, takže ani s personálním obsazením už nebude problém.

S dalším rozvojem technologií, klesajícími cenami tiskáren a rozšiřujícím se portfoliem materiálů se 3D tisk stane standardní součástí každého moderního průmyslového závodu. Je to technologie, která umožňuje firmám zvýšit odolnost proti narušení dodavatelského řetězce, výrazně snížit provozní náklady a udržet výrobu v chodu s minimálními prostoji. Údržba se tak mění z reakčního odboru na strategického partnera, který aktivně přispívá k efektivitě a ziskovosti podniku.

Obr3: detail krytu s vytištěným závitem

Závěr

A co výrobní linka z úvodu článku? 

Naštěstí byla jen virtuální, abychom si naznačili problematiku.

Řešení a také budoucnost je jasná a 3D tisk v ní rozhodně má své místo.

Nejdůležitějším krokem však je začít.