- Strona główna
- Blog
- Redukcja kosztów i czasu realizacji w obróbce metali dzięki jigs & fixtures na żądanie
Redukcja kosztów i czasu realizacji w obróbce metali dzięki jigs & fixtures na żądanie
WSTĘP
WIĘKSZA PRECYZJA, WYDAJNOŚĆ I BEZPIECZEŃSTWO
Obróbka metali to proces kształtowania i formowania metali w celu wytworzenia różnorodnych elementów. Komponenty metalowe są wysoko cenione ze względu na ich trwałość, wytrzymałość, niezawodność oraz odporność na zużycie i wysokie temperatury, co sprawia, że obróbka metali odgrywa kluczową rolę w globalnej produkcji. Jest niezbędna w takich branżach jak motoryzacja, lotnictwo, budownictwo, energetyka i produkcja dóbr konsumpcyjnych, które w dużym stopniu opierają się na metalowych częściach – od ram samochodowych i komponentów lotniczych po maszyny przemysłowe i urządzenia medyczne. Wraz z rozwojem tych sektorów rośnie presja na szybkie i ekonomiczne wytwarzanie wysokiej jakości części metalowych. Wymagania dotyczące precyzji, wydajności i skalowalności napędzają rozwój narzędzi i technologii, czyniąc je nieodzownym elementem nowoczesnej obróbki metali.
W wielu branżach przemysłowych obróbka metali obejmuje procesy takie jak skrawanie, spawanie, formowanie i odlewanie. Każdy z nich wymaga zastosowania odpowiednich części do unieruchomienia elementów, prowadzenia narzędzi oraz zapewnienia precyzji, bezpieczeństwa i powtarzalności produkcji. Jest to kluczowe, ponieważ te procesy często wiążą się z działaniem dużych sił, wysokiej temperatury lub substancji chemicznych. Jigs & fixtures, czyli przyrządy ustawcze i uchwyty, odgrywają w tym kontekście kluczową rolę. Jigs pomagają w prowadzeniu narzędzi tnących, zapewniając precyzyjne i powtarzalne cięcia, natomiast fixtures stabilizują obrabiane elementy podczas skrawania czy spawania, zapobiegając ich przemieszczaniu się, co mogłoby prowadzić do błędów. Tradycyjne metody wytwarzania narzędzi, takie jak obróbka CNC, odlewanie czy montaż manualny, są czasochłonne i kosztowne. Czas potrzebny na wykonanie niestandardowego narzędzia może wynosić od kilku dni do nawet kilku tygodni, w zależności od stopnia skomplikowania części, a koszty zazwyczaj wahają się od kilkuset do kilkunastu tysięcy złotych za jedno narzędzie.
Warsztat A&M Tool and Design wyposażony jest w szeroką gamę technologii – od frezarek CNC Bridgeport, przez zautomatyzowane systemy produkcyjne, takie jak PALLETECH, aż po drukarkę 3D Formlabs serii Fuse.
Ponieważ oprzyrządowanie często musi być dostosowywane do specyficznych geometrii części, jego wytwarzanie tradycyjnymi metodami wiąże się z długim czasem realizacji i wysokimi kosztami. Co więcej, każda zmiana w projekcie części lub procesie produkcyjnym może wymagać stworzenia zupełnie nowego narzędzia, co dodatkowo zwiększa koszty i opóźnia produkcję. Taka nieefektywność stanowi wyzwanie szczególnie w branżach, które wymagają częstego prototypowania, produkcji małoseryjnej lub szybkich iteracji projektowych. Wysokie koszty oprzyrządowania ograniczają możliwość wprowadzenia zmian projektowych i zmniejszają elastyczność. Dodatkowo, tradycyjne metody produkcji narzędzi muszą uwzględniać takie wymagania jak precyzyjne dopasowanie, powtarzalność i sztywność w procesach obróbki metali, co jeszcze bardziej utrudnia tworzenie przystępnych cenowo, wysokiej jakości jigs & fixtures.
KORZYŚCI Z WYKORZYSTANIA DRUKU 3D W PRODUKCJI JIGS & FIXTURES
Druk 3D z tworzyw sztucznych stanowi atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnych metod produkcji przyrządów ustawczych, uchwytów i oprzyrządowania stosowanego w obróbce metali, czyli jigs & fixtures. W porównaniu z konwencjonalnymi technikami wytwarzania, jest znacznie szybszy i bardziej opłacalny, zwłaszcza w przypadku niestandardowych lub skomplikowanych projektów. Przykładowo, wykonanie niestandardowego przyrządu metodą obróbki CNC może zająć od dwóch do trzech tygodni, podczas gdy to samo narzędzie można najprawdopodobniej wydrukować w ciągu kilku godzin w technologii SLS, i to za ułamek kwoty.
Drukarka Formlabs Fuse 1+ 30 W zapewnia precyzję niezbędną do produkcji dokładnych i powtarzalnych jigs & fixtures. Dodatkowo stosowane materiały z tworzyw sztucznych są wystarczająco wytrzymałe, aby sprostać wymagającym warunkom obróbki metali. Wykorzystanie technologii SLS do produkcji oprzyrządowania w przemyśle metalowym przynosi szereg korzyści, które rozwiązują wiele problemów związanych z tradycyjnymi metodami wytwarzania:
- skrócony czas realizacji – druk 3D pozwala na znacznie szybszą produkcję jigs & fixtures w porównaniu do tradycyjnych metod, skracając czas realizacji nawet o 90-95%,
- niższe koszty – eliminacja kosztownego sprzętu i pracochłonnych procesów związanych z tradycyjnym oprzyrządowaniem prowadzi do znacznych oszczędności, obniżając koszty produkcji narzędzi nawet o 90-95%,
- produkcja na żądanie i cyfrowy magazyn – druk 3D umożliwia wytwarzanie narzędzi w razie potrzeby, minimalizując konieczność gromadzenia dużych zapasów fizycznych oraz pozwalając na szybkie modyfikacje w projekcie i wymiany narzędzi,
- swoboda projektowania i personalizacja – w przeciwieństwie do tradycyjnych metod, druk 3D pozwala na realizację skomplikowanych geometrii oraz łatwe dostosowywanie narzędzi do różnych części czy projektów,
- precyzja i powtarzalność – w porównaniu z tradycyjnymi metodami, druk 3D zapewnia wyższą dokładność wykonania, gwarantując idealne wymiary i stałą jakość w kolejnych iteracjach,
- lekkość i ergonomia – druk 3D umożliwia tworzenie lekkich narzędzi bez utraty wytrzymałości, co poprawia ergonomię pracy operatorów i obniża koszty materiałowe.
Formlabs dostosowuje się do potrzeb przemysłu obróbki metali, oferując drukarkę Fuse 1+ 30W, która łączy przemysłową jakość z przystępną ceną. Dzięki wysokiej jakości druku 3D, szerokiemu wyborowi materiałów oraz intuicyjnemu oprogramowaniu, firmy mogą wdrożyć technologie przyrostowe we własnym zakładzie, zmniejszając zależność od dostawców i przyspieszając produkcję.
Formlabs Fuse 1+ 30W umożliwia szybkie i precyzyjne wytwarzanie niestandardowych jigs & fixtures na żądanie, eliminując długie terminy realizacji i wysokie koszty tradycyjnych metod. Dodatkowo, Formlabs oferuje zautomatyzowane rozwiązania do post-processingu, które usprawniają cały proces – od projektu po gotowy element.
“Jesteśmy narzędziownią, więc potrafimy produkować komponenty o bardzo wysokiej precyzji, ale im mniej czasu zajmuje wytwarzanie narzędzi pomocniczych i im mniej angażuje to nasze maszyny produkcyjne, tym lepiej. W przeciwieństwie do frezarki CNC, nawet jeśli prowadzę seryjną produkcję na Formlabs Fuse, mogę w międzyczasie dodać do wydruku mniejsze elementy lub połączyć je z innymi częściami.” – Bradley Matheu, założyciel i właściciel The Factory Amsterdam (TFA)
Globalny dostawca branży motoryzacyjnej, firma Brose, wykorzystuje technologię SLS w swoich zakładach produkcyjnych do wytwarzania złożonych produktów, takich jak zespoły foteli samochodowych.
METODY
POWSZECHNE PROCESY OBRÓBKI METALI I NARZĘDZIA
Przyrządy ustawcze do obróbki skrawaniem
Obróbka skrawaniem to proces wytwarzania ubytkowego, w którym materiał jest usuwany z obrabianego przedmiotu za pomocą narzędzi, takich jak tokarki i frezarki. Jest to kluczowa technologia w produkcji precyzyjnych komponentów. Przyrządy ustawcze i uchwyty odgrywają istotną rolę w stabilnym mocowaniu obrabianych elementów oraz zapewnianiu ich precyzyjnego ustawienia podczas obróbki. Techniczne wymagania dla takich przedmiotów obejmują:
- wysoką sztywność, aby wytrzymać siły podczas skrawania,
- precyzyjne wymiary, gwarantujące utrzymanie dokładnego ustawienia,
- stabilność termiczną, zapobiegającą odkształceniom spowodowanym ciepłem generowanym podczas obróbki,
- tłumienie drgań, aby poprawić jakość obróbki,
- odporność na działanie chłodziw, płynów skrawających i środków czyszczących, stosowanych wewnątrz maszyn.
Najlepszym rozwiązaniem do wytwarzania przyrządów ustawczych będzie zastosowanie technologii SLS oraz materiału Nylon 12, który charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną.
Maszyny CNC w sklepie Ringbrothers.
Uchwyty spawalnicze
Spawanie to proces łączenia materiałów poprzez zastosowanie ciepła i ciśnienia, co pozwala uzyskać trwałe połączenia. Do najczęściej stosowanych technik należą spawanie łukowe, MIG I TIG, szeroko wykorzystywane w budownictwie i przemyśle do tworzenia wytrzymałych konstrukcji. Przyrządy ustawcze i uchwyty odgrywają kluczową role w precyzyjnym pozycjonowaniu elementów utrzymania i ich właściwego ustawienia podczas spawania. Narzędzia te muszą spełniać następujące wymagania:
- wysoka odporność na temperaturę, aby wytrzymać intensywne warunki cieplne,
- sztywność i trwałość, umożliwiające wielokrotne użytkowanie bez deformacji,
- precyzyjne ustawienie i łatwość mocowania, zapewniające powtarzalność i dokładność spoin,
- elementy zwiększające bezpieczeństwo i ergonomię, chroniące operatora i ułatwiające dostęp do spoin.
Dla procesów spawania o niskiej temperaturze, takich jak spawanie ultradźwiękowe, można wykorzystać technologię SLS oraz materiał Nylon 12.
Operacje spawalnicze w warsztacie Red Oak Fabrication.
Narzędzia do formowania, montażu, odlewania i innych procesów
Przykłady jigs & fixtures obejmują również robotyczne uchwyty oraz przyrządy montażowe. Wykorzystując technologię SLS można wydrukować różne narzędzia wspomagające produkcję na hali fabrycznej, aby usprawnić operacje, a także szybko wytworzyć narzędzia umożliwiające produkcję seryjną. Poniżej przykłady narzędzi drukowanych w technologii SLS:
- narzędzia wspomagające produkcję do montażu, inspekcji, części zamiennych itp.,
- matryce do formowania blachy,
- modele do odlewania precyzyjnego,
- formy do wtrysku, formowania silikonowego, formowania wtryskowego, dmuchania i termoformowania.
WORKFLOW - PRZEPŁYW PRACY
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Projektowanie Stwórz model części w CAD, przestrzegając ogólnych zasad projektowania pod druk 3D lub wykorzystaj inżynierię odwrotną przy pomocy skanera. | Druk 3D Załaduj projekt do oprogramowania PreForm w celu przygotowania pliku do druku. Wybierz drukarkę i materiał, a następnie rozpocznij drukowanie. | Post-Processing Oczyść element z niespieczonego prochu przy użyciu piaskarki. Jeśli wymagane to zastosuj inne obróbki wykańczające. | Wdrożenie Zweryfikuj swoją część i zintegruj ją z maszyną lub operacją produkcyjną. Przechowuj plik w cyfrowym magazynie i odtwarzaj go w razie potrzeby. |
WYTYCZNE DOTYCZĄCE DRUKU 3D
Technologia SLS stanowi potężne rozwiązanie przy wytwarzaniu jigs & fixtures w obróbce metali. Swoboda projektowania i cechy charakterystyczne wydrukowanych elementów z Nylon 12, takie jak wytrzymałość, stabilność wymiarowa, odporność chemiczna, idealnie znajdą swoje zastosowanie jako precyzyjne, trwałe i spersonalizowane uchwyty i narzędzia.
- Mocne, trwałe, wytrzymałe narzędzia – Części, które muszą wytrzymać wysokie siły i wielokrotne naprężenia, np. uchwyty do obróbki odporne na uderzenia.
- Uniwersalne i odporne na chemikalia – Nylon 12 to materiał pierwszego wyboru w druku 3D do zastosowań ogólnych. Części drukowane z nylonu w technologii SLS pochłaniają bardzo mało wilgoci i są odporne na światło, temperaturę oraz chemikalia. Jest to szczególnie ważne w przypadku narzędzi do obróbki, które mają kontakt z płynami chłodzącymi. W przypadku bardziej specyficznych zastosowań można wykorzystać Nylon 12 GF, charakteryzujący się wysoką sztywnością i odpornością na ścieranie lub Nylon 11 CF wzmocniony włóknem węglowym, który łączy w sobie lekkość oraz ekstremalną wytrzymałość.
- Złożone konstrukcje i lekkie elementy – Technologia SLS eliminuje konieczność stosowania struktur podporowych, co daje większą swobodę w projektowaniu skomplikowanych lub pustych w środku geometrii. Umożliwia to tworzenie elementów ze strukturami kratowymi, które redukują zużycie materiału, jednocześnie zachowując wytrzymałość, co sprawdza się idealnie dla dużych, lekkich uchwytów używanych przy formowaniu blachy lub części zamiennych maszyn.
- Wysoka wydajność produkcji – Technologia SLS jest idealna do produkcji krótkoseryjnej i średnioseryjnej. Komora robocza Formlabs Fuse 1+ 30W umożliwia gęste układanie części w obrębie całej objętości roboczej, maksymalizując wydajność i zwiększając efektywność. Systemy Formlabs Fuse Sift i Fuse Blast upraszczają odzyskiwanie proszku oraz automatyzują czyszczenie i wykańczanie części.
WYTYCZNE DOTYCZĄCE PROJEKTOWANIA
Decydując się na technologię przyrostową w zakładzie, konieczne jest stworzenie projektów brył przestrzennych jigs & fixtures. Istnieje również możliwość cyfryzacji już istniejących części za pomocą skanowania 3D – inżynierii odwrotnej. Są to niezbędne kroki w celu przeniesienia wszystkich wykorzystywanych narzędzi do cyfrowego magazynu, ich modyfikacji pod druk 3D i produkcji na żądanie. Podczas projektowania przyrządów lub uchwytów, które będą drukowane w technologii SLS, istnieje kilka kluczowych kwestii projektowych, które różnią się od tradycyjnych rysunków 2D dla narzędzi skrawanych z metalu:
- Wykorzystanie złożonej geometrii – Druk 3D swoje zastosowanie znajduje przy tworzeniu skomplikowanych wewnętrznych elementów, takich jak kanały, wycięcia, struktury i puste przestrzenie, które są trudne i kosztowne do uzyskania tradycyjnymi metodami obróbki metali. Technologia SLS doskonale sprawdza się w tworzeniu precyzyjnych, trwałych, złożonych elementów, które są narażone wysokie naprężenia mechaniczne. Po zastosowaniu wygładzania chemicznego wydruki mają gładkość na poziomie Ra 2-4 µm.
- Optymalizacja lekkich struktur – Technologia SLS jest wykorzystywana do produkcji lekkich uchwytów ze strukturą kratownicy lub plastra miodu. Pozwala to na zmniejszenie wagi bez utraty wytrzymałości, co jest trudne do osiągnięcia przy tradycyjnej obróbce skrawaniem części metalowych.
- Integracja funkcjonalności – Druk 3D umożliwia integrację funkcji, takich jak zaciski, lokalizatory i prowadnice w jednej części. Upraszcza to projektowanie i zmniejsza potrzebę stosowania wielu składanych komponentów.
- Projektowanie z myślą o modułowości i personalizacji – Wykorzystując technologię SLS do tworzenia modułowych uchwytów i przyrządów można łatwo modyfikować i personalizować projekty. Taka elastyczność umożliwia szybsze przeprojektowanie i dostosowywanie w porównaniu do ponownego wytwarzania całych narzędzi metalowych, co pozwala zaoszczędzić czas i koszty.
- Zmniejszenie czasu montażu – Konsolidacja złożonych zespołów w jedną część drukowaną w technologii SLS, która wpłynie na krótszy czas montażu i zmniejszy ryzyko błędów w ustawieniu. Druk 3D może uprościć procesy produkcyjne, oferując mniejszą liczbę części do zarządzania i wyrównywania w porównaniu do wieloczęściowych przyrządów metalowych.
WYTYCZNE DOTYCZĄCE POST-PROCESSINGU
Elementy wytwarzane na drukarkach Formlabs Fuse 1+ 30W w technologii SLS mogą przejść zaawansowaną obróbkę wykańczającą, aby poprawić estetykę, właściwości mechaniczne i ogólną wydajność. Części mogą tylko zyskać na jakości dzięki piaskowaniu i obróbce chemicznej, które wygładza teksturę powierzchni.
CASE STUDY - STUDIUM PRZYPADKU
Zakład obróbki CNC drukuje uchwyty robocze do toczenia w technologii SLS
The Factory Amsterdam (TFA) jest producentem wyrobów metalowych i tworzyw sztucznych z siedzibą w stanie Nowy Jork, specjalizujący się na automatyzacji i produkcji bezobsługowej. Firma oferuje szeroki zakres usług, w tym toczenie CNC, drukowanie addytywne, znakowanie laserowe oraz techniki wykańczania jak anodowanie aluminium, stali, stali nierdzewnej i różnych tworzyw sztucznych. Zespół realizuje zamówienia w ilościach od 10 do 10 000 sztuk dla różnych branż – od turbin gazowych po elektronikę użytkową. Dzięki drukarkom SLS od Formlabs, TFA nie tylko działa jako dostawca usług druku 3D, ale także wspiera swoje procesy obróbki metali poprzez drukowanie narzędzi, takich jak uchwyty do obróbki CNC, przyrządy montażowe, matryce do formowania blach oraz części zamienne do maszyn.
Podkładki zaciskowe do toczenia CNC
Podczas operacji toczenia zespół zazwyczaj używa stalowych tulei zaciskowych, które często mają wymienne podkładki, pozwalające na mocowanie obrabianego elementu w pozycji zaciskanej wewnątrz dwóch wrzecion tokarki. Toczenie to jednak wymagający proces – podczas obrotu z dużą prędkością, sięgającą kilku tysięcy obrotów na minutę, uchwyty są poddawane znacznym siłom promieniowym. Standardowo podkładki zaciskowe są wykonane ze stali narzędziowej hartowanej, ale wiele zastosowań wymaga dodatkowej obróbki skrawaniem w celu dostosowania do bardziej skomplikowanych kształtów i złożonych elementów części. Takie podkładki są produkowane na zamówienie i dostępne w wersjach z miękkiej stali, aluminium lub tworzywa (nylon), a ich dostawa może trwać od trzech do czterech tygodni.
Dzięki wykorzystaniu Nylonu 12 w drukarce z Formlabs Fuse 1+ 30W, TFA jest w stanie wydrukować je w ciągu jednego dnia, przy koszcie wynoszącym zaledwie $7 za sztukę.
Tokarka CNC z podwójnym wrzecionem i osią Y, przeznaczona do obróbki skomplikowanych części toczonych z dodatkowymi operacjami frezowania. Na wrzecionie tokarki zespół często używa obrabianych stalowych tulei zaciskowych z wymiennymi podkładkami. Układ hydrauliczny może zacisnąć uchwyt z siłą do 6000 Ibf.
![]() | ![]() |
Każda podkładka (po lewej) ma również małe aluminiowe wkładki do docisku podzespołu. Zdjęcie po prawej przedstawia dużą część ze stali węglowej (o średnicy 50 mm) zaciśniętą w tulejach zaciskowych wydrukowanych z Nylon 12.
![]() | ![]() |
Ergonomiczny dozownik sprzętu. Wykorzystując technologię SLS można zastosować krytyczne parametry druku, takiej jak ścianka o grubości 0,5 mm, dzięki czemu uzyskano dokładne pozycjonowanie magnesu oraz dopasowania do dłoni. Skutkuje to znacznym załagodzeniem zmęczenia operatora w ciągu pracy przy kilku tysięcy części.
Globalny dostawca pirotechniki drukuje w 3D uchwyty do zgrzewania ultradźwiękowego oraz chwytaki robotów z Nylon 12
Grupa Etienne Lacroix to globalny lider w sektorze pirotechniki, oferujący kompleksowe rozwiązania dla obronności, bezpieczeństwa, logistyki, przemysłu i branży eventowej. W ramach grupy firma MPM specjalizuje się w wtrysku skomplikowanych części z tworzyw termoplastycznych dla małych i średnich serii produkcyjnych (do 10 000 sztuk). Ich zakłady wyposażone są w 23 wtryskarki oraz stanowiska do obróbki CNC, spawania, znakowania, powlekania i montażu, umożliwiając dostarczanie gotowych podzespołów klientom.
Zespół MPM korzysta również z różnych technologii addytywnych. Druk FDM stosują do tworzenia prototypów koncepcyjnych, natomiast drukarki SLA do produkcji funkcjonalnych prototypów i krótkoseryjnych form wtryskowych. Dwa lata temu firma zainwestowała w serię Formlabs Fuse do druku przyrządów montażowych, części zamiennych do maszyn oraz niewielkich serii elementów końcowych. Obecnie drukują około 60 części tygodniowo na potrzeby wewnętrzne – od uchwytów do obróbki tworzyw, po przyrządy do spawania i chwytaki do robotów. Łącznie, uwzględniając także zamówienia prototypów dla klientów, wydrukowali już około 4 000 części na drukarce Formlabs Fuse 1+ 30W. Oto kilka przykładów ich wewnętrznych zastosowań.
Uchwyty do spawania ultradźwiękowego
Te narzędzia są umieszczane wewnątrz maszyny do spawania ultradźwiękowego, aby utrzymać mosiężne wkładki na wtryskiwanej części podczas procesu zgrzewania. Pomimo wysokiej temperatury, nacisku i wibracji, wydrukowane uchwyty pozostają w pełni funkcjonalne nawet po wykonaniu ponad 3 000 spawów.
Narzędzia te mają skomplikowane geometrie, w tym cienkie żebra i elementy pozycjonujące, które są trudne do obróbki konwencjonalnymi metodami. Wykonanie ich wymagałoby outsourcingu do usługodawcy zajmującego się obróbką CNC w 5 osiach. Dzięki technologii SLS firma obniżyła koszty i czas produkcji o ponad 90%, jednocześnie zyskując większą precyzję i swobodę projektowania. Dodatkowo, uchwyty wykonane z Nylonu 12 są bardziej miękkie niż metalowe, co zapobiega zarysowaniom na spawanych elementach.
Analiza kosztów ultradźwiękowych urządzeń spawalniczych:
ALTERNATYWNE METODY | DRUK 3D (w zakładzie) | |
Sprzęt | Obróbka CNC metalu (5-osiowa) zlecona na zewnątrz | Formlabs Fuse, materiał Nylon 12 |
Koszty | € 150 | € 10 |
Czas | 2-3 tygodnie | 1 dzień |
![]() | ![]() |
Uchwyt do spawania ultradźwiękowego (po lewej) to część w kształcie litery U umieszczona na metalowym stojaku w celu absorcji niektórych działających sił. W tym konkretnym modelu zazwyczaj spawane są trzy części na minutę, z dwoma spawami na część. Końcowe części przechodzą następnie testy kontroli szczelności za pomocą niestandardowej maszyny w części wykonanej z wydrukowanych komponentów z Nylon 12 (po prawej). Maszyna ta jest zwykle używana trzy lub cztery razy w roku przy serii 3000 sztuk.
![]() | ![]() | ![]() |
Drugi przykład uchwytu do spawania ultradźwiękowego jest połączony z częścią aluminiową. Mosiężne wkładki są umieszczone na uchwycie (po lewej), a następnie plastikowa część jest instalowana i utrzymywana w miejscu za pomocą wydrukowanej na Formlabs Fuse podkładki z magnesami wewnątrz, aby sonda mogła wywierać na nią nacisk (pośrodku) i zgrzewać wkładki (po prawej).
Części zamienne do chwytaków robotów (EOAT)
Zespół MPM drukuje niestandardowe elementy końcowe robotów (EOAT) na drukarkach Formlabs Fuse 1+ 30W, zastępując zużyte tradycyjne komponenty i uzyskując szereg korzyści:
- szybsza i tańsza wymiana zużytych chwytaków w porównaniu do tradycyjnej metody,
- trzykrotna redukcja masy chwytaków wydłużająca żywotność robotów,
- mniejsze ryzyko zarysowania metalowych elementów dzięki elastyczności Nylon 12,
- możliwość dostosowania chwytaków do konkretnej geometrii części.
Jednym z kluczowych przykładów jest chwytak EOAT używany do produkcji serii 5 000 sztuk elementów z nadlewami. Robot składa się z 32 chwytaków, które podnoszą rozgrzane metalowe wkładki (80°C) i umieszczają je wewnątrz formy wtryskowej. Wcześniej chwytaki były wykonane z tworzywa sztucznego i dostarczane przez zewnętrznego dostawcę. Szybko się zużywały i wymagały wymiany co dwie serie, czyli co około 10 000 sztuk. Koszt pojedynczego chwytaka wynosił € 55, co oznaczało koszt € 1 760 na robota, przy czasie realizacji wynoszącym trzy tygodnie.
Dzięki Formlabs Fuse 1+ 30W zespół może teraz wydrukować je w ciągu jednego dnia za € 1 za sztukę. Chwytaki z Nylon 12 są lżejsze od oryginalnych i znacznie bardziej odporne na wysokie temperatury wkładek. Po roku użytkowania i obsłużeniu około 60 000 części wciąż pozostają w pełni funkcjonalne. W tym zastosowaniu firma oszczędza ponad 10 500 € rocznie.
Analiza kosztów robota EOAT:
ALTERNATYWNE METODY | DRUK 3D (w zakładzie) | |
Sprzęt | Outsourcing chwytaków plastikowych | Formlabs Fuse, materiał Nylon 12 |
Koszty | € 10 560 | € 32 |
Czas | 3 tygodnie | 1 dzień |
![]() | ![]() |
Niestandardowe, lekkie oprzyrządowanie końca ramienia (EOAT) do podnoszenia rozgrzanych metalowych wkładek. Robot z 32 szczękami (po lewej), sterujący częściami za pomocą światłowodu oraz robot z 4 szczękami i płytką (po prawej) zawierają komponenty wydrukowane w 3D na Formlabs Fuse 1+ 30W.
![]() | ![]() |
Inne płytki robotów z przykręcanymi przyssawkami wydrukowane w technologii SLS. Części są obrabiane w celu zapewnienia dokładnych wymiarów.
![]() | ![]() |
![]() | ![]() |
Przyrządy i uchwyty do obróbki. Wydrukowane z Nylon 12 urządzenia mocujące do obróbki części zaraz po procesie formowania wtryskowego. Części te są często jeszcze bardzo gorące, ich kontakt z elementami wydrukowanymi trwa około 10 sekund. Cylindryczny uchwyt do cięcia części z poliwęglanu PC w temperaturze 100°C (u góry po lewej), narzędzie do obróbki wlewu (u góry po prawej), narzędzie do wiercenie (na dole po lewej) i narzędzie do gwintowania (na dole po prawej).
![]() | ![]() | ![]() |
Narzędzia do tampodruku. Wydrukowane części narzędzi w technologii SLS są narażone na działanie rozpuszczalników wykorzystywanych w tampodruku. Stosowany materiał Nylon 12 charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną bez wpływu na jakość narzędzi.
WNIOSKI
Wytwarzanie jigs & fixtures technologią SLS stanowi praktyczne rozwiązanie dla wyzwań związanych z tradycyjnym wytwarzaniem narzędzi w obróbce metali. Umożliwia szybszą produkcję, obniżenie kosztów i większą elastyczność w projektowaniu. Druk 3D jest szczególnie korzystny w przypadku niestandardowych narzędzi w procesach takich jak obróbka skrawaniem i spawanie, gdzie precyzja i trwałość są kluczowe. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod technologie przyrostowe pozwalają na minimalizację fizycznych zapasów magazynowych dzięki cyfrowemu przechowywaniu projektów CAD oraz produkcję na żądanie.
Wykorzystanie drukarki 3D Formlabs Fuse 1+ 30W do produkcji wysokiej jakości jigs & fixtures do obróbki metali znajduje swoje zastosowanie. Studia przypadków wykazały znaczące rezultaty: ponad 90% redukcji kosztów i czasu realizacji przy wytwarzaniu przyrządów do obróbki CNC i uchwytów spawalniczych z materiałów odpornych na chemikalia i wysoką temperaturę, oraz oszczędności rzędu $ 10 000 rocznie dzięki chwytakom. Przykłady te pokazują jak technologia SLS odpowiada na surowe wymagania środowisk przemysłowych.
BIBUS MENOS – Twój ekspert w druku 3D dla przemysłu narzędziowego
BIBUS MENOS jako autoryzowany dystrybutor rozwiązań Formlabs w Polsce, wspieramy naszych klientów w implementacji nowoczesnych technologii druku 3D, które usprawniają i optymalizują procesy produkcyjne. Drukarki SLS z serii Formlabs Fuse umożliwiają szybkie i precyzyjne wytwarzanie jigs & fixtures do obróbki metali, oferując alternatywę dla tradycyjnych metod wytwarzania uchwytów, przyrządów metalowych oraz części zamiennych.
Nasze rozwiązania pomagają firmom z różnych sektorów – od przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego po narzędziownie i produkcję kontraktową – zwiększać wydajność, redukować koszty i skracać czas realizacji. Oferujemy nie tylko sprzedaż sprzętu, ale również pełne wsparcie techniczne, doradztwo oraz szkolenia, aby zapewnić maksymalne korzyści z wdrożenia technologii SLS.
Współpracując z nami, inwestujesz w przyszłość swojej produkcji – precyzyjną, elastyczną i bardziej efektywną niż kiedykolwiek wcześniej.