3D-nyomtatás az iparban

Jelenleg az autóipar, a háztartásigép-gyártás, valamint az orvosi ipar a professzionális 3D-nyomtatás legnagyobb felvevőpiaca. Falk Györggyel, a technológiával 17 éve foglalkozó Varinex Zrt. üzletág-igazgatójával a fő alkalmazási területekről beszélgettünk. 

hirdetés

Napjainkban melyek a professzionális 3D-nyomtatás elsődleges alkalmazási területei?

Talán meglepő, de világviszonylatban a professzionális 3D-nyomtatás legnagyobb részét, mintegy 27 százalékát az úgynevezett vizualizációs vagy kommunikációs modellek készítése teszi ki. Egy bonyolult alkatrészt vagy terméket ugyanis sokkal egyszerűbb és látványosabb kinyomtatva kézbe venni, és úgy bemutatni a szakértőknek, mint egy számítógépes 3D-modellt elemezni. A következő nagy terület (körülbelül 17 százalék), amikor a szerelhetőséget (fit) ellenőrzik a 3D-nyomattal. Jóllehet számítógépen is megvizsgálható, hogy például egy porszívó műanyag alkatrészei jól illeszkednek-e egymáshoz, de az érintett elemeket kinyomtatva a szerkezet a maga fizikai valójában is összerakható. Ilyenkor azonnal kiderülnek az illesztési hibák vagy a szerelhetőség korlátai. A harmadik fő felhasználási terület (10-12 százalék), amikor a 3D-nyomtatóból kikerülő alkatrésszel funkcionális teszteket végeznek. Egy több millió forintos fröccsöntő szerszám elkészítése például akár 6 hónapot is igénybe vehet. Hatalmas tehát az anyagi és az időveszteség, ha az első fröccsöntéskor derül csak ki, hogy a termék nem megfelelő. E kockázatos folyamat elmaradhat, ha a tervezést követően először kinyomtatják, majd rögtön kipróbálják a kívánt alkatrészt. A felsoroltakon kívül egyre nagyobb teret hódít a 3D-nyomtatás a szerszámkészítésnél, a precíziós öntészetben, valamint a kisnyomású reaktív műanyagöntés prototípusszerszámainak készítésekor.

Falk György (Fotó: Egry Tamás)
Falk György (Fotó: Egry Tamás)

Magyarországon inkább szolgáltatásként veszik igénybe a cégek a professzionális 3D-nyomtatást, vagy megvásárolják a nyomtatót, és maguk végzik a tevékenységet?

A jellemző gyakorlat az, hogy először szolgáltatást igényelnek, majd miután bevált a módszer, nyomtatót vásárolnak a cégek. Több száz ügyfelünk folyamatosan igényli a szolgáltatást, jelenleg 5 géppel dolgozunk. A tavalyi 60-80 milliós árbevétel után idén 80-100 millió forint bevételre számítunk ebből az üzletágból. Összességében mintegy százra tehető azon professzionális felhasználók száma, akik már vásároltak tőlünk 3D-nyomtatót.

Milyen előfeltétele van annak, hogy valaki saját maga készítse a 3D-nyomatokat?

Pusztán vásárolnia kell egy 3D-nyomtatót. Az eszköz használata nem igényel különösebb szakértelmet, aki dolgozott már számítógéppel, néhány óra alatt megtanulhatja a kezelését. Maga a nyomtatás egyébként felügyelet nélküli tevékenység. Ez óriási előny, hiszen egy nagyobb méretű szerszám vagy alkatrész kinyomtatása akár 8-10 óráig is eltarthat. Természetesen itt is, mint minden 3D-nyomtatás esetében, szükség van egy CAD-rendszerrel tervezett 3D-s számítógépes modellre. Ez tartalmazza mindazon adatokat, amelyek alapján a készülő elem szeletekre bontható, majd ezen szeletelt rétegek egymásra építésével a nyomat elkészíthető.

Mikor jut el oda egy cég, hogy már érdemes saját 3D-nyomtatót vásárolnia?

Ezt nehéz megmondani. Nyilván van egy kritikus nyomtatási tömeg, amelyet el kell érni ahhoz, hogy kifizetődjön a beruházás. A legkisebb, legegyszerűbb nyomtató ára 8-10 millió forint. A döntés előtt azonban érdemes számba venni azt is, hogy a cég milyen fő eredményeket szeretne elérni a 3D-nyomtatással. Tapasztalatom szerint a négy fő cél, a 4C a következő: Compression of time, Cost of error, Confidentiality, Creativity (időmegtakarítás, költségcsökkentés, megbízhatóság, kreativitás).

Kifejtené bővebben a 4C-t?

A Compression of time, tehát az idő sűrítése, rövidítése főleg az autóiparban, de a háztartási gépek gyártásánál is fontos követelmény. Ezekben az iparágakban ugyanis hatalmas a verseny, így rendkívül gyorsan kell az új termékeket, modelleket piacra dobni. Ha a tervezést követően azonnal kinyomtatják az alkatrészt, rögtön kiderülnek a hibák. Ezáltal lényegesen lerövidíthető a fejlesztési idő. Szintén időt lehet megtakarítani a 3D-nyomtatással a kommunikációnál vagy a szerelhetőség kipróbálásánál. A nagy cégeknél egyébként a marketing erős nyomást gyakorol a fejlesztőkre, illetve a 3D-nyomtatás alkalmazására. Egy új porszívó, daraboló vagy turmixgép sokkal hamarabb bemutatható a kereskedőknek, ha 3D-nyomtatással elkészítik a házát, mint ha megvárnák a végleges, ténylegesen használható eszköz legyártását. Így a szállító komoly versenyelőnyhöz juthat a piacon.

Fotó: Egry Tamás
Fotó: Egry Tamás

Mit takar a második szempont, a Cost of error?

Jellemzően azokat a károkat, költségeket, amelyek a rejtett hibákból származnak. Elég gyakran hallani, hogy egy autógyár visszahívja valamelyik sorozatát, mert hibára bukkantak. Ilyenkor természetesen a felhasználó számára ingyenes a szóban forgó alkatrész cseréje, a gyártót viszont komoly kár éri. Ha a fejlesztés során 3D-nyomtatást alkalmaznak, számos olyan hiba szűrhető ki, amely más eljárással rejtve maradna.

Confidentiality, tehát bizalom. Mit kell ez alatt érteni?

Ha egy vállalat sok olyan alkatrészt nyomtat, amelyet nem vagy nem szívesen ad ki külső kézbe, előbb-utóbb teljesen indokolt a saját nyomtató használata. Itt van például egyik megbízónk, a győri Audi. Esetükben minden egyes nyomtatási megbízásnál titoktartási szerződést írunk alá, de még így is vannak olyan elemek, amelyeket nem adnak ki, inkább saját nyomtatóval dolgoznak. Érdekes tapasztalat, hogy ha egy cég 3D-nyomtatót vásárol, akkor előbb-utóbb olyasmit is elkezd rajta nyomtatni, amire korábban nem is gondoltak. A nemzetközi statisztika azt mutatja, hogy saját nyomtatóján az ügyfelek 70-75 százaléka többet nyomtat az eredetileg tervezettnél.

Milyen összefüggés van a 3D-nyomtatók használata és a kreativitás között?

Akinél a napi gyakorlat része a 3D-nyomtatás, azaz aki közvetlenül a tervezés után kézbe veheti a nyomatot, az rögtön látja, mit rontott el. Ha valaki sokszor végigmegy ezen a folyamaton, óhatatlanul kreatívabban kezd gondolkozni, kreativitása tehát gyakorlatilag észrevétlenül nő.

Mely iparágakban alkalmazzák világszerte, illetve Magyarországon leginkább a 3D-nyomtatást?

A legjellemzőbb felhasználó az autóipar, mert itt a leggyorsabb a termékváltás. Míg korábban egy teljes autó kifejlesztése 4 évet vett igénybe, addig ma ez az időszak 12-14 hónapra rövidült. Vegyünk egy példát! Egy motorszerelő sor valóságos technológiai csoda. Tervezése rendkívül bonyolult, következésképpen sok időt igénylő tevékenység. Ha csak akkor kezdenének hozzá a munkához, amikor a motorblokk prototípusa már elkészült, hatalmas volna az időveszteség. Itt jön be a 3D-nyomtatás szerepe.

Fotó: Egry Tamás
Fotó: Egry Tamás

Mi például rendszeresen nyomtatunk komplett motorblokkokat az Audinak, így a szerelősor tervezése és építése már akkor megkezdődhet, amikor a motor még csak a számítógépen létezik. Szintén a termékváltás sebessége indokolja a 3D-nyomtatás alkalmazását a háztartási gépek gyártásánál. Magyarországon például az Elektroluxnál már a kultúra része az eljárás. A gyárnak van saját nyomtatója, de mi is dolgozunk nekik. Kevés rálátásunk van a hadiipari alkalmazásokra, de világviszonylatban kétségtelenül ez is fontos terület. Amivel viszont mi is egyre többet foglalkozunk, az az orvosi ipar, ahol a 3D-nyomtatókkal egyre gyakrabban direkt gyártás folyik.

Pontosan mit jelent a direkt gyártás?

Egyedi orvosi készülékek gyártásánál már megjelenik az a gyakorlat, hogy közvetlenül kinyomtatják az egyes alkatrészeket. Jó példa erre a vércentrifuga, amely hat, kémcsöveket befogadó műanyag egységből áll. Nem csak egy sima, forgatható kémcsőtartóról, hanem egy meglehetősen bonyolult szerkezetről van szó, amelyhez komoly elektronika és több más elem is kapcsolódik. A világban ezeknél az eszközöknél a fröccsöntési eljárás terjedt el, de ma már egyre nagyobb teret hódít a direkt gyártás, tehát a szerszámozás nélküli, magasabb színvonalat képviselő direkt nyomtatás. Természetesen a direkt gyártás csak akkor alkalmazható, ha a nyomtató által kezelt anyag megegyezik a végtermék anyagával. Ez ma még jócskán korlátozza az alkalmazási lehetőségeket. Maga a direkt gyártás egyébként nem új keletű, ám platformszintre csak a közelmúltban emelkedett.

Milyen tendenciák jellemzik a nyomtatási anyagok fejlődését?

Hatalmas pénzeket költenek a fejlesztésükre. A különféle műanyagok mellett természetesen bővül a fémek köre is. A szelektív lézerszinterezésnél például titánnal is dolgoznak. Már vannak olyan nyomtatók, amelyek két, sőt három különböző anyagot tudnak menet közben összekeverni. A kevert anyagok száma már meghaladja az ezret.

Mallász Judit
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés