IZVLEČEK

Katedra za menedžment obdelovalnih tehnologij (FS-Ljubljana) predstavlja umestitev in zagon 3D tiskalnika ProJet 3510 SD v laboratorijsko okolje, vključno z izvedbo ustrezne  kalibracije naprave. Hitra izdelava prototipov se je v vseh teh letih uveljavila kot metoda hitrega razvoja izdelkov, ki je pomembno vplivala tudi na sam potek razvoja izdelkov. Dandanes je mogoče izdelati prototipe že v fazi iskanja konstrukcijskih rešitev in tako določene rešitve preizkusiti, še preden steče prilagajanje konstrukcije tehnološkim zahtevam. Pogovori med stranko in projektantom so enostavnejši in bolj neposredni, predvsem pa jih je manj, potem ko proizvodnja že steče.

ProJet 3510 se tako uvršča med 3D ali trirazsežne tiskalnike, kateri spadajo pod kapljični ciljni proces nalaganja fotopolimera (ang. multi-jet printing – MJP). Z uporabo MJP tehnologije tiskanja, tiskalnik naredi kakovostne, vzdržljive plastične kose z dobro kakovostjo površine, za funkcionalno testiranje, preverjanje prileganja in oblike, ter nenazadnje direktno in hitro izdelavo orodij. Kakovost tiska analiziranega stroja Projet 3510 SD se je z ocenitvijo povprečne hitrosti izdelave posameznih naprav pred konkurenčnimi napravami izkazala za boljšo . Prav tako se tudi po ekonomski plati izdelek uvršča ob bok konkurenčnim napravam.

2   OPIS NAPRAVE PROJET 3510 SD

2.1 Predstavitev 3D tiskalnika

Glavna lastnost naprave je tiskalna glava, katera izhaja iz tiskarskih strojev za izdelavo večjih reklamnih panojev oz. plakatov. Razlika je v tem, da tukaj tiskalna glava ne brizga barv, temveč gradivo oz. vezivo in obenem oblikuje posamezen sloj izdelka. Tako imenovani fotopolimer se strjuje pod vplivom ultravijolične svetlobe, katerega ustvarja UV utrjevalna svetilka nameščena na sami tiskalni glavi. Naprave torej dejansko tiskajo dvorazsežne, bitne slike pri posameznem sloju, za pomikanje slik v tretji osi pa skrbi dvig tiskalne glave.  Postopek zahteva izdelavo podporne strukture za previse, le-ta je zgrajena iz voska, katerega kasneje enostavno stopimo in dobimo končni prototip.

2.2 Prednosti in slabosti postopka

S PJ (ang. polyjetting – PJ) postopkom lahko gradimo izdelke z zelo dobro natančnostjo in kvalitetno površino. Ponuja široko paleto nabora materialov, ki omogočajo izgradnjo delov z zelo specifičnimi karakteristikami, na voljo so v različnih barvah, prosojnostih in nateznih trdnostih. Nekateri materiali tako lahko popolnoma konkurirajo lastnostim inženirske plastike, a le za kratko časovno obdobje, saj se s časom mehanske lastnosti fotopolimera spremenijo in zato niso stabilne. Kot že omenjeno za razliko od stereolitografije, kjer je za podporne strukture potrebna naknadna mehanska obdelava po izdelavi, se pri PJ izdelek za nekaj minut izpostavi temperaturi cca. 60°C, da se vosek iz katerega je podporna struktura stali. Tako nam omenjena nova naprava izdeluje izdelke v visoki ločljivosti (višina sloja 32 µm) in nam hkrati omogoča izdelavo zelo kompleksnih objektov, tudi s premičnimi deli v notranjosti, nekaj, kar ne moremo narediti s tradicionalnimi metodami. Z drugimi besedami povedano za primer izdelave vijačne zveze s tradicionalnimi metodami, ne moremo izdelati iz enega kosa, izdelati je potrebno posamezne dele in jih nato sestaviti. Omenjenemu ProJet 3510 SD kompleksnost geometrije določenega izdelka ne predstavlja nikakršnih težav.

4   UGOTOVITVE

V primerjalni analizi ugotovimo, da je ProJet 3510 SD po hitrosti izdelave, ceni in kakovosti primerljiv z ZBuilderjem, ki deluje na osnovi stereolitografijskega postopka. Oba dosegata zelo velike hitrosti izdelave.  Še večje hitrosti sicer dosega tudi stroj EOSINT P385, ki uporablja proces selektivnega sintranja, vendar ta naprava potrebuje 6-krat večjo delovno prostornino, cenovni razred pa je občutno dražji od ProJet-a 3510 SD. Hkratije  potrebno poudariti dejstvo, da je najmanjša debelina sloja 3-krat večja od Proje-ta 3510 SD in znaša 100 µm.

V praksi glavno odločitev pri izbiri vsake naprave vedno ključno vlogo odigra na eni strani kakovost izdelka, ki jo uporabnik potrebuje in na drugi strani cena naprave in obratovalnih stroškov, ki jo je pripravljen plačati. Potrebno se je zavedati, da pri napravah z dodajalno tehnologijo visoka cena naprave in njena zmogljivost ne pomenita vedno tudi najbolj ustrezno izbiro za določeno delo.

Za obratovanje in upravljanje naprav z dodajalno tehnologijo ne potrebujemo visoko usposobljenega kadra, zato se dodatna vrednost izdelka dodeljuje samo s pravimi idejami in kompleksnostmi, ki jih ustvarjalec oz. inženir vgradi v svoj izdelek. Tako lahko za primer vzamemo izdelavo komponente s posebnimi notranjimi geometrijami, kjer s poroznostjo določenega dela komponente ustvarimo ekstremno lahko konstrukcijo. Takšne dodatne in izboljšane zmogljivosti v primerjavi s konvencionalnimi proizvodnimi tehnologijami so zelo povezane s stroški in načrtovanjem dela. Priljubljen izraz, ki opisuje nove možnosti, ki jih dodajalna tehnologija omogoča je ” Kompleksnost izdelave for free”. Za kompleksnost geometrije določenega izdelka se cena pri dodajalni tehnologiji ne povečava tako drastično, kot če bi ta isti izdelek izdelovali s konvencionalno metodo. Vrednost izdelka je tako lahko na koncu določena le še s potrebo na trgu in konkurenco, če na trgu sploh obstaja.

Viri:
[1]    I. Anžel, J. Balič, O. Blatnik, F. Čuš, I. Drstvenšek, M. Ficko, J. Grum, K. Kuzman: Moderno proizvodno inženirstvo: [priročnik]. Grosuplje: Grafis trade, 2010
[2]    Podjetje Additively: predstavitev tehnilogij 3D tiskanja Dostopno na: https://www.additively.com/en/learn-about/3d-printing-technologies, ogled: 10. 1. 2015
[3]    Podjetje IB-CADDY: Predstavitev strojev: predstavitev tehnologij 3D tiskanja Dostopno na: http://www.ib-caddy.com/market/3d-tiskalniki/mjp/projet-3510-sd.html ogled: 10. 1. 2016.
[4]    M. Fujan: Kakovost izdelave pri postopkih z dodajanjem plasti materiala: Diplomska naloga univerzitetnega študija. Ljubljana: 2011.
[5]    T. Brajlih, B. Valentan, J. Balič, I. Drstvenšek: Speed and accuracy evaluation of additive manufacturing machines. Rapid Prototyping Journal, 2010, 17, 64-75
[6]    RM platform: Additive Manufacturing: SASAM Standardisation Roadmap 2015: Dostopno na: http://www.rm-platform.com/index.php/component/jdownloads/send/50-strategic-research-agenda/608-sasam-standardisation-roadmap-open-june-2015, ogled: 12. 1. 2016