EMBS (Johnson Matthey Battery Systems) - innowacje i optymalizacja produkcji dzięki technologii druku 3D

Wyzwania

Przed wprowadzeniem technologii druku 3D EMBS zmagało się z wyzwaniami związanymi z produkcją części i narzędzi. Wytwarzanie i dostawa indywidualnych elementów przez producentów były kosztowne i czasochłonne. Tradycyjne metody wytwarzania takie jak np. frezowanie wydłużały czas realizacji projektów i zwiększały koszty produkcji. Celem wprowadzenia drukarek 3D była redukcja kosztów, zwiększenie elastyczności i szybkości produkcji oraz rozwój produktów.
 

Rozwój technologii druku 3D i implementacja Sintratec S2

W trakcie pandemii COVID-19 zaburzenia łańcuchów dostaw skłoniły EMBS do zakupu drukarki 3D pracującej w technologii SLS, co umożliwiło produkcję nowych elementów w krótkim czasie. Jakub Szafrański, Lider Zespołu Testowania i Walidacji w EMBS postawił na rozwój z wykorzystaniem technologii wytwarzania przyrostowego i w 2021 roku firma BIBUS MENOS dostarczyła drukarkę Sintratec S2. Jest to drukarka, która dzięki precyzyjnemu spiekaniu proszków polimerowych laserem pozwala na tworzenie skomplikowanych geometrii bez potrzeby stosowania dodatkowych podpór.
 
Drukarka Sintratec S2 wykorzystująca technologię SLS umożliwiła EMBS produkcję komponentów trudnych do wykonania przy użyciu tradycyjnych metod obróbki. System charakteryzuje się modułową budową, co pozwala na zwiększanie możliwości produkcyjnych poprzez dodawanie kolejnych modułów. Wykorzystywany materiał PA2200 cechuje się dobrą tolerancją wymiarową oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną i termiczną. Z czasem EMBS zdecydowało się na zakup kolejnej jednostki materiałowej Material Core Unit, co podwoiło wydajność produkcyjną systemu. W momencie, w którym moduł budujący drukuje, w drugim przesiewany jest proszek, a następnie całość jest przygotowywana do rozpoczęcia procesu druku kolejnej partii komponentów.

Zakup 3DGence INDUSTRY F421

W 2023 roku EMBS uznało, że potencjał w wykorzystaniu produkcji przyrostowej jest znacznie większy i zainwestowało w kolejną drukarkę. Specjaliści BIBUS MENOS dostarczyli i zainstalowali urządzenie 3DGence INDUSTRY F421 pracujące w technologii FDM/FFF. Pozwala ono na pracę z szerokim zakresem materiałów takich jak ABS, PC-CF, PC-ESD oraz ULTEM. Materiały te oferują szerokie właściwości, m.in. obniżenie kosztów wykonania oprzyrządowania oraz ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi, co jest idealnym rozwiązaniem dla linii produkcyjnych baterii.

Zastosowania w EMBS:

• Produkcja narzędzi, oprzyrządowania oraz większych komponentów do prototypów baterii litowo-jonowych.
• Drukowanie części o dużych wymiarach i złożonych geometriach z zachowaniem wysokiej precyzji.
• Tworzenie komponentów rozpraszających ładunki elektrostatyczne (PC-ESD), wykorzystywanych jako oprzyrządowanie lub części maszyn.

Korzyści z integracji druku 3D

Wykorzystanie technologii addytywnych w przemyśle przynosi wymierne korzyści. Firma EMBS zwraca szczególną uwagę na kilka z nich:
 

1. Optymalizacja procesów produkcyjnych

 
Technologia druku 3D pozwoliła EMBS na produkcję części zamiennych oraz prototypów wewnętrznie, co znacznie obniżyło koszty i czas realizacji w porównaniu do outsourcingu. Inżynierowie mogą teraz samodzielnie projektować i wytwarzać potrzebne komponenty, co umożliwia szybkie modyfikacje linii produkcyjnych oraz optymalizację stanowisk montażowych.
 

2. Innowacyjność i wydajność

 
Jakub Szafrański, Lider Zespołu Testów i Walidacji w EMBS podkreśla, że druk 3D umożliwia produkcję wytrzymałych mechanicznie części zamiennych oraz precyzyjnych jigów odpornych na wysokie temperatury. Dzięki rozbudowie posiadanych urządzeń pracujących w technologii SLS, firma zwiększyła wydajność swoich drukarek przy stosunkowo niewielkich nakładach finansowych.

 
3. Elastyczność i szybkość

 
Możliwość produkcji addytywnej i produkcji na żądanie pozwala firmie na elastyczność, biorąc pod uwagę zmieniające się wymagania projektowe. Dzięki temu EMBS może szybciej wprowadzać na rynek nowe, innowacyjne produkty wykorzystując druk 3D do tworzenia prototypów.

 
4. Precyzja i skomplikowane geometrie

 
Technologie druku 3D takie jak SLS i FDM/FFF umożliwiają tworzenie skomplikowanych i wytrzymałych komponentów, które byłyby trudne do wykonania przy użyciu tradycyjnych metod obróbki skrawaniem.
 

Dostarczenie drukarki Sintratec S2 pozwoliło nam na druk monolitycznych, wytrzymałych komponentów do naszych maszyn i elementów linii produkcyjnych oraz części prototypów akumulatorowych wymagających cienkich ścian. Instalacja drukarki odbywała się podczas pandemii, przez co tym bardziej doceniamy pomoc firmy BIBUS MENOS Sp. z o.o. w jej uruchomieniu oraz wsparcie podczas pierwszych wydruków. Drukarka F421 pozwoliła przede wszystkim na wydruki wielkogabarytowe. W chwili obecnej drukujemy na niej większość paletek transportowych wykorzystywanych na produkcji oraz elementów maszyn, w pełnej gamie materiałów dopasowanych do możliwości drukarki.
 

Jakub Szafrański, Lider Zespołu Testów i Walidacji w EMBS

Przyszłość technologii druku 3D w EMBS

EMBS planuje dalszą eksplorację możliwości, jakie oferuje technologia druku 3D. Inżynierowie firmy widzą potencjał w tworzeniu bardziej złożonych struktur wewnętrznych akumulatorów, co może poprawić ich wydajność termiczną i mechaniczną. Ponadto lokalna produkcja na żądanie może zrewolucjonizować tworzenie prototypów, pozwalając na elastyczne dostosowywanie się do specyficznych wymagań projektowych.
 

Podsumowanie

Integracja technologii druku 3D przez EMBS stanowi przykład efektywnego wykorzystania nowoczesnych metod produkcji w celu optymalizacji procesów, redukcji kosztów i przyspieszenia innowacji. Dzięki strategicznemu podejściu do wyboru technologii druku 3D EMBS nie tylko utrzymuje swoją pozycję lidera na rynku, ale także kształtuje przyszłość wytwarzania zaawansowanych systemów zasilania.
 
Technologia druku 3D ma potencjał do zrewolucjonizowania branży akumulatorów litowo-jonowych oferując nowe możliwości projektowania, produkcji i eksploatacji. EMBS poprzez swoje innowacyjne podejście pokazuje, jak adaptacja nowoczesnych technologii może przynieść wymierne korzyści i zapewnić przewagę konkurencyjną na dynamicznie rozwijającym się rynku.
 
Od 18 lat jesteśmy zaangażowani w dostarczanie najlepszych rozwiązań z zakresu technologii przyrostowych. Nieustannie wspieramy naszych klientów, pomagając im w identyfikacji i implementacji najbardziej odpowiednich metod wytwórczych odpowiadających na dynamicznie zmieniające się wymagania rynkowe. Zapraszamy do wspólnego dialogu na temat potencjału technologii przyrostowych, które mogą przekształcić procesy produkcyjne i projektowe wprowadzając nową jakość i możliwości w erze transformacji cyfrowej.