Značaj Aditivne Proizvodnje (deo prvi)

Industrija, Inspiracija

Prednosti aditivne proizvodnje

  • Omogućava kompleksnu geometriju
  • Proizvodnja delova bez potrebe za izradom specijalnih alata – „specialized tooling“

Odnos cene i kompleksnosti u aditivnoj proizvodnji

  • Cena proizvodnje kompleksnog modela korišćenjem aditivne proizvodnje može da bude manja nego proizvodnja jednostavnog modela zato što proizvodnja kompleksnog dela zahteva manje vremena i manje materijala

Cena proizvoda u odnosu na količinu

Definicija može da se primeni na ono najosnovnije kao što su hrana i voda, složenu elektroniku i napredne sisteme kao što su automobili i avioni koji sadrže hiljade delova, mehaničkih i elektronskih.

Da bi ti proizvodi stigli na tržište, da bi unapredili kvalitet našeg života, ali i doneli profit proizvođaču, potrebno je da proizvodimo u velikim količinama zbog investicije u alate i mašine, dizajn i širenje poslovanja koje je neophodno da bi proizvođač zauzeo poziciju na tržištu.

Upravo zato što 3D štampanje nije ograničeno tradicionalnim metodama oblikovanja i obrade pruža veliki potencijal za uštedu.

Kod proizvodnje aluminijumskih ingota se velika količina energije troši na vađenje boksita i pravljenje aluminijuma. A zatim treba tu sirovinu obraditi valjanjem, a tek zatim se seče na delove. I ovo su sve koraci koji prethode tradicionalnim metodama obrade.

Proizvodnja iz perspektive aditivne proizvodnje može u velikoj meri da skrati taj proces. I zato je drugačija. Aditivna proizvodnja ima nepromenljivu cenu (flat cost) po delu nasuprot krivoj proizvodnje na velike količine.

Drugim rečima, cena po jednoj delu je ista, bez obzira na to da li proizvodite nekoliko komada ili nekoliko hiljada komada. To ipak nije sasvim tačno, ali recimo za sada da jeste.

Već godinama tačka ravnoteža troškova proizvodnje tradicionalnim načinima i 3D štampom se pomera, napreduje ka većim količinama. I uvek možemo da poredimo cenu proizvodnje jednog dela tradicionalnim metodama i aditivnom proizvodnjom. Ali, možemo i da koristimo prednosti koje nam AM daje, kao što je sloboda u dizajnu. I to se najbolje vidi na primeru ovog nosača motora aviona.

General Electric je to postavio kao izazov pre nekoliko godina i rešenja su stizala iz celog sveta. Izazov je bio smisliti novi dizajn, da deo bude lakši i samim tim da se uštedi na materijalu. Na slici je prikazano rešenje koje je pobedilo.

Na modelu koji je prikazan ispod kompleksnost se povećava dok on zadržava spoljašnju zapreminu odnosno granični okvir. I ako tražimo od alatnice da proizvede po jedan primerak od svih sa slike videćemo kako cena raste sa kompleksnošću modela. Očigledno, jer je za više detalja potrebno više obrade na skupljim mašinama i koje duže rade.

Ako tu cenu uporedimo sa cenom proizvodnje istog dela tj. delova, tehnologijom 3D štampe, na primer SLM, primetićemo da se cena smanjuje sa kompleksnošću jednog dela. Za složeniji deo potrebno je manje materijala i manje vremena.

Međutim, ako uporedimo kvalitet površine dela dobijenog tradicionalnom proizvodnjom i 3D štampom videćemo da je odštampanom delu ipak potrebna završna obrada. Bez obzira na to, kompleksnost koju možete da postignete aditivnom proizvodnjom nije uporediva sa onom koja se postiže tradicionalnim metodama. Takođe, deo dobijen 3D štampom je spolja čvrst, ali unutra može imati strukturu rešetke. Time se smanjuje količina materijala i troškovi proizvodnje, a performanse jednog dela mogu da se unaprede.

Tablica ispod pokazuje da smo već došli do trenutka kada je proizvodnja jednog modela kompleksne geometrije jeftinija od tradicionalnog načina proizvodnje.

Kočiona klešta (čeljusti) napravljena za najnoviji Bugati je odličan primer dela koji ima kompleksnu geometriju a u stvari je jednostavnan za aditivnu proizvodnju. U pitanju je proizvodni deo čija je funkcija da poboljša performanse kočnica uz smanjenje težine.