Największa fabryka AM na świecie, czyli DFactory w Barcelonie

Roboty, pojazdy zrównoważonej mobilności, duże drukarki 3D, laboratoria… Krótko mówiąc, ekosystem, w którym rozwijają się inicjatywy związane z Przemysłem 4.0.

DFactory, projekt promowany przez Barcelona Free Zone Consortium (CZFB), mający na celu umieszczenie najnowocześniejszej technologii w przejrzystej i zrównoważonej przestrzeni o powierzchni 17 000 metrów kwadratowych i przekształcenie Barcelony w stolicę nowej gospodarki. W ciągu zaledwie sześciu miesięcy od jego inauguracji już ponad dwadzieścia firm związanych z innowacjami i technologią zdecydowało się tam osiedlić, aby stać się częścią fabryki przyszłości.

Strefa rozwoju gospodarczego wokół Barcelony, w Katalonii (Hiszpania), stała się wiodącym ośrodkiem druku 3D i produkcji addytywnej, napędzanym przez wiele lokalnych działań w zakresie projektowania, IT, lotnictwa i motoryzacji. Fakt, że HP, największa na świecie firma bezpośrednio zajmująca się produkcją addytywną, ma swoją siedzibę właśnie tutaj, w Sant Cugat, jest jednym z głównych motorów przodującej pozycji tego regionu na świecie. Jednocześnie katalońskie instytucje i organizacje technologiczne, takie jak Leitat, uznały AM za kluczową siłę napędową jutrzejszego (i dzisiejszego) wzrostu gospodarczego. Całe to know-how i możliwości połączyły się w zakładzie DFactory, a także w fabryce HP i laboratorium IAM3DHUB.

Pierwsze piętro (z czterech) jest największe i na nim odbywa się większość działalności związanej z wytwarzaniem przyrostowym. Po wejściu do obiektu, po prawej stronie znajduje się nowa Fabryka HP, która została otwarta we wrześniu 2021 r. Po lewej stronie znajduje się przestrzeń poświęcona IAM3DHUB, zaawansowanemu laboratorium multitechnologicznemu założonemu w celu zwiększenia adopcji technologii AM.

Wewnątrz fabryki HP

Z ponad 20 drukarkami z serii Jet Fusion 5200 3D w użyciu, nowa fabryka HP jest jedną z największych na świecie zautomatyzowanych fabryk przemysłu 4.0 opartych na technologii AM.

Podzielona na 3 główne obszary DFactory HP zajmuje łącznie 1200 metrów kwadratowych, z czego 900 m2 to powierzchnia fabryczna, a reszta podzielona jest na magazyn i powierzchnię biurową. Przeznaczenie obiektu jest trojakie. Z jednej strony jest to zakład produkcyjny, dostarczający części dla kluczowych  zastosowań i konkretnych klientów, zktórymi HP zdecydowało się na współpracę. Z drugiej strony ma pomóc inżynierom HP w ciągłym uczeniu się i doskonaleniu addytywnego, kompleksowego przepływu pracy, a także stanowić wizytówkę dla kluczowych klientów. Ponadto HP może pomóc swoim klientom w skalowaniu produkcji przy użyciu swoich technologii addytywnych — MJF i Metal Jet, opracowując i weryfikując rozwiązania do wytwarzania przyrostowego z punktu widzenia finalnych zastosowań.

Proces ten obejmuje fazę oceny części, z uwzględnieniem kontroli jakości produktu i procesu. Następnie następuje to, co inżynierowie HP nazywają Production Burst, weryfikując i identyfikując spójne zmienne w ramach przepływu pracy i ustalając wydajność procesu. Ostatnia faza, określana jako Bridge to Scale, obejmuje opracowanie planu produkcyjnego, wraz z wdrożeniem sprzętu i oprogramowania, optymalizację celów TCO (całkowitego kosztu posiadania) i możliwości automatyzacji.

W oparciu o normy ISO 52920 (Wytwarzanie przyrostowe — Zasady kwalifikacji — Wymagania dotyczące przemysłowych procesów wytwarzania przyrostowego i zakładów produkcyjnych) łańcuch wartości fabryki HP obejmuje 8 etapów. Przepływ pracy rozpoczyna weryfikacja wymagań części, przechodząc do projektowania i przygotowania pracy. Zarządzanie proszkiem (materiałem) rozpoczyna następną fazę — zarządzanie surowcami (w tym kontrolę materiału, konserwację systemu, kalibrację itp.) i przechodzi do rzeczywistego procesu druku 3D (w tym QMS, danych telemetrycznych i kontroli jakości proszku). W kolejnym etapie koncentruje się na postprodukcji (chłodzeniu i rozpakowywaniu) i pozostałym procesom postprocessingu, specyficznym dla produkcji AM (czyszczenie, wygładzanie części etc.). Ostatnie etapy obejmują ocenę jakości komponentów, pakowanie (sortowanie) i wysyłkę.

Nawet przy istniejących możliwościach produkcji seryjnej na dużą skalę, najnowocześniejsza fabryka HP sama w sobie jest uważana za „dzieło”, które jeszcze nie zostało ukończone (jak nomen omen Sagrada Família), ale będące w fazie ciągłego rozwoju. Wiele etapów przepływu pracy, od dostarczania materiałów po kilka aspektów ekstrakcji części, obróbki końcowej i wykańczania, zostało już w wysokim stopniu zautomatyzowane.  Zespół inżynierów HP zidentyfikował inne obszary i możliwości dalszego udoskonalenia procesu, koncentrując się przede wszystkim na PT (czasie trwania kompleksowego przepływu pracy), LUR (całkowitej ilości pracy podzielonej przez sumę pracy i całkowitego czasu bezczynności) oraz zapewnianiu jakości (wydajności procesu pod względem odtwarzalności i powtarzalności).

HP jest zainstalowana w DFactory od sierpnia 2020 r. i odkryła w niej idealne środowisko do realizacji swoich celów. „Wśród innych zalet — wyjaśnia Eduard Garcia, dyrektor Laboratorium i Operacji w HP 3D Printing — HP osiąga idealną równowagę między szybkością, jakością i kosztem części — kluczem do sukcesu fabryki cyfrowej — i właśnie to staramy się osiągnąć dzięki temu laboratorium produkcyjnemu, a następnie udostępnić je naszym klientom. W tym sensie laboratorium zostało zaprojektowane w celu osiągnięcia maksymalnej elastyczności i pozwala nam tworzyć nowe aplikacje oraz równoważyć produkcję. Kolejną wielką zaletą jest to, że DFactory oferuje nam doskonałych partnerów dla naszej technologii druku 3D, którymi są  firmy zajmujące się robotyką, Big Data itp.” — dodaje Garcia.

Nie ma lepszego sposobu na zdefiniowanie udziału HP w DFactory niż zdanie wypowiedziane przez jednego z założycieli koncernu — Billa Hewletta: „stwórz odpowiednie środowisko pracy, a uzyskasz najlepsze innowacje”.

Wszystkim, którzy chcieliby się o tym przekonać na własne oczy, HP to umożliwia, organizując cyklicznie dni otwarte w swoim Labie w DFactory, zapraszając na szereg prezentacji  już w październiku bieżącego roku.