Drony drukowane w 3D – jak HP Multi Jet Fusion zmienia sposób produkcji?
Jeszcze kilka lat temu druk 3D był kojarzony przede wszystkim z prototypowaniem, testowaniem nowych konstrukcji i produkcją pojedynczych elementów. Dziś technologie przyrostowe coraz częściej trafiają do zastosowań produkcyjnych, w których liczy się nie tylko geometria części, ale również czas wykonania, możliwość szybkiej modyfikacji projektu i ograniczenie zapasów magazynowych.
Jednym z przykładów tego kierunku są drony. Jak pokazuje analiza opublikowana przez 3Dnatives, technologie druku 3D są wykorzystywane do produkcji ich elementów, napraw oraz przygotowywania kolejnych wersji konstrukcji bez konieczności korzystania z tradycyjnego łańcucha dostaw.
W tym zastosowaniu szczególną uwagę zwraca HP Multi Jet Fusion (MJF) – technologia proszkowa przeznaczona do szybkiej produkcji polimerowych części.
Od prototypu do produkcji na żądanie
W przypadku klasycznej produkcji wykonanie nowego elementu często wymaga przygotowania oprzyrządowania, zamówienia materiału, uruchomienia procesu oraz oczekiwania na dostawę gotowych części.
Druk 3D zmienia ten schemat.
Jeżeli model części znajduje się już w środowisku cyfrowym, można przygotować produkcję bez wykonywania form czy specjalistycznych narzędzi. Ma to znaczenie szczególnie wtedy, gdy potrzebne są krótkie serie, części zamienne albo kolejne wersje tego samego komponentu.
W przypadku dronów może to dotyczyć między innymi elementów obudowy, uchwytów, osłon, mocowań czy innych części konstrukcyjnych. Zamiast utrzymywać duży magazyn gotowych komponentów, część z nich można wytwarzać wtedy, gdy pojawia się zapotrzebowanie.
To właśnie podejście on-demand manufacturing jest jednym z najważniejszych argumentów za wykorzystaniem technologii addytywnych w tego typu zastosowaniach.
Dlaczego MJF pasuje do takich zastosowań?
HP Multi Jet Fusion należy do rodziny technologii Powder Bed Fusion. W procesie wykorzystywany jest proszek polimerowy, który jest nanoszony warstwami. Następnie przy pomocy środków procesowych określane są obszary, które mają zostać połączone w gotową część.
W odróżnieniu od technologii, w których materiał jest nakładany punkt po punkcie, MJF wykorzystuje głowice podobne do stosowanych w druku atramentowym. Pozwala to na jednoczesne przetwarzanie większego obszaru warstwy, co przekłada się na wysoką wydajność procesu.
Duże znaczenie ma również możliwość umieszczania wielu elementów w jednym zadaniu produkcyjnym. Dzięki temu jedna przestrzeń robocza może zostać wykorzystana do wykonania większej liczby części, również o różnych kształtach.
W produkcji małoseryjnej i seryjnej oznacza to większą swobodę w planowaniu zleceń.
Źródło: https://lukasiewicz.gov.pl/haasta-i-npi-polski-dron-bojowy-i-unikalny-zapalnik-na-mspo-2023/
PA12 – materiał do produkcji funkcjonalnych części
Jednym z podstawowych materiałów wykorzystywanych w HP Multi Jet Fusion jest PA12.
Poliamid 12 dobrze sprawdza się tam, gdzie wydrukowana część ma być czymś więcej niż tylko modelem demonstracyjnym. Materiał pozwala wykonywać elementy o dobrych właściwościach mechanicznych, odpowiedniej odporności na uderzenia oraz geometrii dostosowanej do konkretnego zastosowania.
W przypadku konstrukcji dronów znaczenie ma również możliwość projektowania części bez konieczności dostosowywania ich do ograniczeń typowych dla obróbki skrawaniem.
Projektant może więc skupić się na funkcji elementu, jego masie, sposobie montażu oraz wykorzystaniu dostępnej przestrzeni.
Projekt cyfrowy staje się częścią procesu produkcyjnego
Jedną z najważniejszych zmian, jakie wprowadza druk 3D do produkcji, jest przeniesienie części procesu do środowiska cyfrowego.
Zamiast przechowywać wyłącznie gotowe komponenty, można przechowywać ich modele CAD. Fizyczna część powstaje dopiero wtedy, kiedy jest potrzebna.
W przypadku dronów ma to szczególne znaczenie. Konstrukcja może być modyfikowana na podstawie doświadczeń z użytkowania, a następnie ponownie wprowadzana do produkcji.
Nie trzeba za każdym razem rozpoczynać całego procesu od przygotowania nowego oprzyrządowania.
To również ułatwia tworzenie wariantów jednego produktu. Jeden model bazowy może zostać dostosowany do różnych wymagań poprzez zmianę wybranych elementów konstrukcji.
Nie wszystko trzeba drukować
Wykorzystanie druku 3D nie oznacza całkowitego zastąpienia tradycyjnych metod produkcji.
W przypadku złożonych urządzeń, takich jak drony, nadal potrzebne są komponenty elektroniczne, napędy, elementy metalowe oraz inne podzespoły, których wykonanie inną metodą może być bardziej uzasadnione.
Największą korzyść daje więc odpowiedni podział konstrukcji.
Elementy, które dobrze nadają się do produkcji addytywnej, można drukować w MJF. Pozostałe komponenty mogą być wykonywane przy wykorzystaniu innych technologii.
W efekcie druk 3D staje się częścią większego procesu produkcyjnego, a nie jego jedyną metodą.
Co oznacza to dla przemysłowego druku 3D?
Przykład dronów pokazuje szerszą zmianę zachodzącą w produkcji addytywnej.
Druk 3D coraz częściej nie służy już tylko do sprawdzenia, czy dany projekt działa. W wielu zastosowaniach gotowa część trafia bezpośrednio do produktu.
HP Multi Jet Fusion wpisuje się w ten kierunek dzięki możliwości szybkiego wykonywania wielu elementów z proszków polimerowych, takich jak PA12. Technologia pozwala łączyć produkcję krótkich serii z możliwością szybkiego wprowadzania zmian w projekcie.
W przypadku dronów dodatkowym argumentem jest możliwość ograniczenia zależności od tradycyjnego modelu dostaw. Część potrzebnych komponentów może być produkowana wtedy, gdy rzeczywiście pojawia się na nie zapotrzebowanie.
Druk 3D jako element nowoczesnej produkcji
Drony są tylko jednym z przykładów zastosowania tego podejścia. Podobny model może sprawdzić się wszędzie tam, gdzie potrzebne są funkcjonalne części, krótkie serie, szybkie modyfikacje oraz ograniczenie magazynowania gotowych komponentów.
Największa zmiana nie polega więc wyłącznie na tym, że konkretny element można wydrukować.
Chodzi o zmianę całego sposobu myślenia o produkcji: od magazynowania dużej liczby gotowych części do przechowywania danych, materiałów i możliwości ich szybkiego przetwarzania.
Właśnie w tym kierunku rozwija się przemysłowe wykorzystanie technologii addytywnych. HP Multi Jet Fusion jest jednym z przykładów rozwiązania, które pozwala przenieść druk 3D z etapu prototypowania do produkcji funkcjonalnych części.
A im większe znaczenie mają szybkość, elastyczność i możliwość produkcji na żądanie, tym większą rolę może odgrywać druk 3D w całym łańcuchu produkcyjnym.
Źródło inspiracji: 3Dnatives, „Built for the Battlefield: 3D-Printed Drones Move to the Front Lines”.
Wydrukuj swoje marzenia
Jako zespół ekspertów w dziedzinie projektowania, druku 3D i obróbki CNC, oferujemy indywidualne podejście do potrzeb naszych Klientów.
Druk 3D to nasza pasja, a dzięki możliwościom jednego z najnowocześniejszych parków maszynowych w tej części Europy, jesteśmy w stanie stworzyć dla Ciebie prawdziwie wyjątkowe przedmioty.
Nie potrzebujesz znajomości specjalistycznego oprogramowania. Wystarczą nam odręczne szkice i inspiracje. Nasi specjaliści przygotują odpowiednie projekty i pliki zgodne z Twoimi wytycznymi.
Doradzimy usprawnienia. Dobierzemy technologię. Przygotujemy prototypy. Dopieścimy każdy szczegół.
