O konieczności wykorzystania druku 3D w budownictwie mówi się coraz głośniej ze względu na jego potencjał w redukcji kosztów operacyjnych i automatyzacji znacznej części prac na placu budowy. Obok robotów, które wyręczą ludzi w najcięższych obowiązkach, domy drukowane w 3D powstające w kilka dni, wzbudzają największe zainteresowanie ludzi.
Technologie addytywne mogą być szczególnie przydatne przy bardziej skomplikowanych projektach budowniczych, co udowadnia znana wszystkim firma Skanska, która użyła druku 3D podczas budowania biurowca 6 Bevis Marks w centrum Londynu, gdzie wytworzono w ten sposób elementy maskujące łączenia przy stalowych słupach podtrzymujących bardzo niecodzienny dach.
Makiety i prototypy
Aktualnie druk 3D jest najczęściej wykorzystywany przez konstruktorów, ponieważ sprawdza się w wytwarzaniu makiet i modeli projektowanych budynków. Oprogramowanie typu CAD, powszechnie wykorzystywane przez architektów (ci dawno już odeszli od stołów kreślarskich), umożliwia bowiem zmaterializowanie komputerowego projektu w miniaturowy, ale realny obiekt, który działa na wyobraźnię nieporównywalnie bardziej niż cyfrowa animacja.
Optymalizacja osprzętu i narzędzi specjalistycznych
Kolejnym obszarem wykorzystania technologii addytywnych w sektorze budowlanym jest wytwarzanie osprzętu i specjalistycznych narzędzi, które są tak samo wytrzymałe co metalowe, ale zdecydowanie lżejsze. FICEP Steel Surface Systems (S3) – inżynierska, badawczo-rozwojowa firma działająca na całym świecie, wykorzystała druk 3D od HP (Multi Jet Fusion), by zoptymalizować geometrię, a tym samym ulepszyć projekt ramienia automatycznie lakierującej maszyny. Celem firmy było zastąpienie w 40% części urządzenia produkowanych tradycyjnie, tymi wytwarzanymi przy zastosowaniu technologii addytywnej, tak aby były lżejsze.
Zmniejszenie wagi sprzętu, który jest wykorzystywany przez pracowników budowlanych, było również wyzwaniem dla firmy DustRam LLC, która jest pionierem wykorzystania technologii addytywnych w swojej branży – tzw. „wykończeniówce” i zajmuje się wytwarzaniem sprzętu pomocniczego dla branży podłogowej. Projektuje i buduje wytrzymałe, bezpyłowe urządzenia do usuwania zewnętrznych powierzchni. Jej misją jest pomoc kontrahentom i specjalistom od podłóg w bezpiecznym i szybkim usuwaniu farb, klejów, płytek, rozcieńczalników, kamienia, cegieł i pozostałych materiałów.
Jedno z narzędzi produkowanych przez DustRam (elementy drukowane w MJF)
Bezpyłowe urządzenia drukowane w 3D od DustRam
10 lat temu Jack King wpadł na pomysł zupełnie nowego biznesu, jakim jest bezpyłowy system usuwania starych nawierzchni podłogowych w pomieszczeniach. Pracując jako monter parkietów był bardzo zmęczony ilością kurzu, wytwarzanego podczas szlifowania i chciał stworzyć proces, który umożliwi mu pracę w czystych warunkach. Autorskie systemy DustRam: SkiRam, ExoRam, CuffRam, HepaRam, RimRam, PulseRam, ChipRam, KneeRam, DustRam, ScoopRam, AdaptaRam, HoseRam i RakeRam, jakie kolejno powstały, opierają się o tanie i szybko wytwarzane addytywnie komponenty z zastosowaniem technologii HP Multi Jet Fusion 3D.
Narzędzie od DustRam z elementami drukowanymi w MJF
Optymalizacja produkcji z technologią HP
Wprowadzona w 2016 roku, autorska technika addytywna od kaliformijskiego giganta, jest gotowym do środowisk produkcyjnych rozwiązaniem, zdolnym do konkurowania z formowaniem wtryskowym tworzyw sztucznych i obróbką CNC pod względem właściwości materiału i izotropii, kosztów jednostkowych i wydajności.
Wybór HP MJF okazał się dlatego idealny dla DustRam – umożliwia im bowiem wytworzenie elementów o wysokiej jakości z zachowaniem odpowiedniej precyzji. Wcześniej próbowano wykorzystać technikę FDM, ale ta nie gwarantowała odpowiedniej wytrzymałości i estetyki wykonania drukowanych elementów, więc szukając kolejnych rozwiązań, Jack King – prezes DustRam, zaczął testy HP Jet Fusion 4200 3D i od razu zauważył potencjał tej metody w optymalizacji kosztów – samo zbudowanie formy do wszystkich wytwarzanych elementów w dotychczasowy sposób, kosztowałoby ponad 10 mln PLN bez możliwości zmiany projektu!
Rozwiązanie do druku 3D HP Jet Fusion 4200 w firmie DustRam
Prototypowanie z użyciem technik przyrostowych pozwala szybko i bez dodatkowych kosztów zmienić kształt i wygląd dowolnej części w ciągu kilku godzin. Technologia HP MJF pozwoliła firmie DustRam zwiększyć wydajność czterokrotnie w 1/10 czasu i w około 50% do 75% niższych kosztach.
HP MJF vs. FDM
Analizując optymalizację produkcji z zastosowaniem technologii HP MJF prezes Dust Ram wylicza, że po pierwsze oszczędza czas – wykonanie kompletnej głowicy próżniowej zajęło im około 17 godzin, podczas gdy wcześniej w konkurencyjnym FDM – ponad 120. Jeżeli chodzi natomiast o obniżenie wagi, to w porównaniu z pierwotną wersją – metaliczną, która ważyła 4,63 kg, redukcja masy jest na poziomie 68% – głowica wytworzona z HP 3D HR PA12 ważąc jedynie 1,45 kg, ułatwia operatorowi korzystanie z maszyny. FDM nie oferował wymaganej udarności i dokładności wytwarzanych części, jakie gwarantuje technologia HP.
Finalnie DustRam był w stanie obniżyć koszt PulseRam® o ponad 7500 PLN, wprowadzając do wytwarzania swoich opatentowanych narzędzi technologię HP MJF i planuje dalej rozwijać produkcję swoich wysoko wyspecjalizowanych maszyn.
Jako dystrybutor autorskiej technologii HP MJF w Polsce, w rozmowach z przedsiębiorcami często odpowiadamy na pytania o sens wdrożenia przez nich produkcji addytywnej. W firmach, które coś wytwarzają, liczy się przede wszystkim automatyzacja linii produkcyjnych, analiza danych oraz narzędzia, które pozwalają na zredukowanie liczby prototypów i zmniejszenie kosztów projektowych. Druk 3D sprawdza się zwłaszcza w mikroprzedsiębiorstwach, które tworzą niszowe produkty, niemożliwe z powodu zbyt wysokich kosztów początkowych do wyprodukowania z użyciem wtrysku lub CNC.
CZYTAJ WIĘCEJ: