Mercedes-Benz - pierwsza metalowa część w 3D

– Wdrażając technologię druku 3D elementów metalowych, marka Mercedes-Benz potwierdza swą pionierską rolę wśród globalnych producentów pojazdów użytkowych. Również w przypadku części metalowych wytwarzanych w technologii druku 3D zapewniamy tę samą funkcjonalność, niezawodność, trwałość i ekonomiczność, jak w przypadku części pochodzących z produkcji konwencjonalnej – mówi Andreas Deuschle, szef działu Marketing&Operations w segmencie Customer Services&Parts Mercedes-Benz Trucks.
Samochodowy druk 3D cieszy się od roku bardzo dużą popularnością w działach obsługi posprzedażowej i części zamiennych. Od tamtej pory segment Customer Services&Parts we współpracy z badaczami i konstruktorami Daimler AG rozwijał i rozszerzał możliwości zastosowania najnowocześniejszych metod druku w wytwarzaniu elementów z tworzywa sztucznego. Druk 3D wysokiej jakości elementów z tworzywa sztucznego zajmuje dziś wysokie miejsce jako dodatkowa metoda produkcyjna i jest szczególnie przydatny w produkcji niewielkich ilości sztuk.

Nowe możliwości

Części metalowe z drukarki 3D charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością i odpornością na wysoką temperaturę, a więc przede wszystkim dobrze nadają się do wytwarzania w niewielkich ilościach elementów poddawanych wysokim obciążeniom mechanicznym i termicznym. Możliwa jest zatem produkcja „za naciśnięciem przycisku” komponentów metalowych o dowolnej geometrii i w dowolnych ilościach. Produkcję części zamiennych 3D rozpoczęto od rzadko zamawianych elementów aluminiowych. Wyróżniają się one niemal 100-procentową gęstością i czystością wyższą od tradycyjnych aluminiowych elementów formowanych wtryskowo. Elementy te, cechując się dobrą wytrzymałością, twardością oraz wysoką odpornością na obciążenia dynamiczne, nie wymagają w produkcji kosztownych prac konstrukcyjnych i zakupu specjalistycznych narzędzi. Tego typu elementy można stosować jako części metalowe dedykowane do osprzętu silnika, jak również elementy jednostki napędowej, agregatów chłodniczych, przekładni, osi czy podwozi. Ekonomiczna produkcja niewielkich ilości drukowanych przestrzennie części metalowych możliwa jest zwłaszcza w przypadku elementów o kompleksowej konstrukcji, sporadycznie zamawianych części zamiennych, części specjalnych oraz niewielkich serii, w tym przeznaczonych do klasycznych modeli pojazdów.

– Rzeczą istotną dla naszych klientów przy okazji pobytu w warsztacie jest dostępność części zamiennych – niezależnie od wieku samochodu czy miejsca postoju ciężarówki. Szczególną wartością dodaną technologii druku 3D jest znaczne zwiększenie szybkości i elastyczności, zwłaszcza w produkcji części zamiennych i specjalnych. Otwiera to przed nami całkowicie nowe możliwości oferowania naszym klientom części zamiennych szybko i wciąż po atrakcyjnej cenie, także długo po zaprzestaniu produkcji seryjnej – podsumowuje Deuschle.

Możliwe, iż w przyszłości metoda druku elementów metalowych 3D pozwoli na zdecentralizowanie, a przy tym znaczne przyspieszenie ich produkcji bezpośrednio na miejscu, w rozsianych po świecie fabrykach Mercedes-Benz. Oznaczałoby to dodatkową optymalizację dostępności części zamiennych ‒ kosztowne magazynowanie oraz związane z nim kompleksowe procesy transportowe stałyby się zbędne, zaś czas dostaw do klienta jeszcze krótszy.

Szybka dostępność

Przykładem ekonomicznej produkcji części zamiennych i specjalnych o najwyższej jakości przy wykorzystaniu metody druku 3D, umożliwiającej wykonywanie wysoce wytrzymałych elementów metalowych z odlewniczego stopu aluminium, jest nowa osłona termostatu. Ta zamawiana w niewielkich ilościach część zamienna znajduje zastosowanie w starszych samochodach ciężarowych i Unimogach, których produkcję zakończono ok. 15 lat temu. Ten przykład udowadnia, że Customer Services & Parts może oferować i realizować produkcję części już niestosowanych w aktualnych pojazdach seryjnych bądź wytwarzanych w niewielkich ilościach na specjalne życzenie klienta, po akceptowalnych kosztach. Postęp cyfryzacji umożliwia zamawianie w Mercedes-Benz Trucks i dostarczanie na całym świecie nawet bardzo specyficznych elementów metalowych ‒ szybko, ekonomicznie, w odpowiedniej liczbie sztuk, a przy tym przy zachowaniu wysokiej jakości producenta.
W odróżnieniu od metody selektywnego spiekania laserowego (SLS) stosowanej w przypadku elementów z tworzywa sztucznego, w druku 3D elementów metalowych stosuje się metodę selektywnego stapiania laserowego (Selective Laser Melting, w skrócie: SLM). Dla przykładu, do produkcji osłony termostatu wykorzystuje się sproszkowany surowiec aluminiowo-krzemowy (ALSi10Mg), nakładany pojedynczymi warstwami i stapiany z użyciem jednego lub kilku laserów. Po wykonaniu jednej warstwy nakłada się automatycznie następną warstwę proszku i proces stapiania rozpoczyna się od nowa. Proces ten powtarza się aż do wykonania 3-wymiarowego elementu aluminiowego o wysokiej wytrzymałości, przeznaczonego również do pracy w wysokich temperaturach. Warto również dodać, że struktura warstwowa zapewnia dużą swobodę projektowania, niedostępną żadnej innej metodzie produkcji.

GA

^{fot. firmowe}