Integracja produkcji addytywnej (AM) polega na znalezieniu odpowiednich zastosowań – a narzędzie do testowania zarysowań NK2000 firmy NEURTEK jest tego doskonałym przykładem. Dowiedz się, w jaki sposób wykorzystano technologię AM do zintegrowania funkcjonalności, zmniejszenia masy i poprawy ergonomii narzędzia.

Nożyk Petersa to innowacyjne narzędzie, które zrewolucjonizowało sposób przeprowadzania testów przyczepności.

Wyzwanie

Przeprojektowanie mocnego, lekkiego i ergonomicznego narzędzia do testowania przyczepności – Nożyka Petersa z nacięciem krzyżowym.

Od 1979 roku NEURTEK specjalizuje się w dostarczaniu sprzętu i rozwiązań technicznych do kontroli jakości i badań i rozwoju dla szerokiego zakresu branż, w tym motoryzacyjnej, lotniczej, ośrodków badawczych i nie tylko. Kiedy Haritz Elexpuru, dyrektor generalny NEURTEK, po raz pierwszy przejął kontrolę nad firmą, miał jasny cel: wprowadzić gamę wysokiej jakości produktów na nowe rynki.

Nożyk Petersa to przykład innowacyjnego podejścia do narzędzi do badania przyczepności, które łączą zaawansowaną technologię z ergonomią.

„W przeszłości sprzedawaliśmy tylko w Hiszpanii. Moim celem była sprzedaż na całym świecie”, mówi nam. „Jednym z pomysłów, który przyszedł mi do głowy, było produkowanie nie tylko tradycyjnymi technikami, ale także za pomocą druku 3D”.

Jednym z pierwszych produktów, który skorzystał z tego nowego sposobu myślenia, jest NEURTEK NK2000 – ręczne urządzenie używane do testowania przyczepności powłok. Biorąc pod uwagę charakter produktu, zespół badawczo-rozwojowy NEURTEK wiedzieli, że przeprojektowanie musi zapewnić trzy kluczowe cechy: ergonomię, trwałość, a zwłaszcza wbudowany ruch głowicy.

Poprzednie modele narzędzi tnących NEURTEK.

Co jednak ważne, projekt musiał działać jako coś więcej niż jednorazowy prototyp. Narzędzie może być nieco niszowe, ale celem zawsze była jego produkcja w małych seriach – co wiąże się z własnymi wyzwaniami.

„Podczas pracy z drukiem 3D należy wziąć pod uwagę trzy rzeczy. Jedną z nich jest to, co jest możliwe podczas projektowania prototypu. Kolejną jest to, co jest możliwe, gdy projektujesz dla certyfikowanej produkcji. Kolejną jest to, czego potrzebuje klient” – wyjaśnia Haritz. „Jeśli chcesz mieć produkt jednorazowy, możesz grać bardziej swobodnie. Jeśli chcesz pracować z produkcją seryjną, musisz być bardziej dokładny i mieć większe tolerancje z technicznego punktu widzenia”.

„W przypadku tego projektu mieliśmy trzy ograniczenia” – kontynuuje. „Po pierwsze, funkcjonalność, na której nam zależało. Po drugie, certyfikowana produkcja – potrzebowaliśmy partnera, który rozumie certyfikowaną produkcję i związane z nią dodatkowe ograniczenia. I po trzecie, zapewnienie, że nasze potrzeby mogą być konsekwentnie spełniane w produkcji seryjnej”.

Dzięki niezrównanej swobodzie projektowania i braku minimalnych ilości zamówień, produkcja addytywna – i certyfikowane usługi produkcyjne Materialise – były oczywistym rozwiązaniem.

Rozwiązanie

Produkcja seryjna przy użyciu SLS i PA-AF

„Biorąc pod uwagę wiedzę naszego zespołu badawczo-rozwojowego na temat produkcji addytywnej, pomyśleliśmy o włączeniu funkcji, których nie można wykonać w standardowym procesie, takim jak formowanie wtryskowe” – mówi Haritz.

W tym konkretnym przypadku funkcją tą był ruch. Umożliwiając oscylację głowicy, narzędzie pozostawało stabilne niezależnie od ruchu ręki i działało na płaskich i zakrzywionych powierzchniach. To, wraz z redukcją wagi, która często wynika z wyboru części drukowanych w 3D, sprawiłoby, że narzędzie byłoby niezwykle łatwe w użyciu – co było kluczowym czynnikiem podczas procesu projektowania. To właśnie tutaj produkcja addytywna wkracza do akcji – integrując ruchomą głowicę w pojedynczą część bez konieczności montażu.

Nowa konstrukcja musiała pomieścić znormalizowane ostrza tnące, zachowując jednocześnie wytrzymałość i mobilność.

Aby to urzeczywistnić, Haritz i jego zespół współpracowali z inżynierami z Materialise nad stworzeniem serii prototypów. Niektóre z podstawowych elementów, a mianowicie umiejscowienie i średnice łopatek oraz śruba do ich regulacji, były na tyle proste, że udało się je naprawić za pierwszym razem. Inne aspekty stanowiły większe wyzwanie.

„Jednym z największych problemów, jakie mieliśmy podczas tego procesu, było utrzymanie tego ruchu” – wspomina Haritz. „Jeśli zrobisz to (głowicę) zbyt ciasno, zostanie ona przymocowana. Zbyt luźna – pęka. Drugim wyzwaniem była orientacja – zawsze musisz wiedzieć, która orientacja jest właściwa, aby część nie pękła po przyłożeniu siły”.

Krok 1: Wybór odpowiedniego materiału

Rozwiązanie tego ostatniego wyzwania rozpoczęło się od nabytej wcześniej wiedzy Haritza na temat AM. On i jego zespół byli już świadomi technologii i materiału, którego chcieli użyć, gdy po raz pierwszy zwrócili się do Materialise – połączenia selektywnego spiekania laserowego (SLS) i poliamidu wypełnionego aluminium (PA-AF).

„Wiedzieliśmy, że nie możemy tego zrobić w stereolitografii. Nie jest to coś, co chcesz zrobić w odlewaniu próżniowym, a anizotropia byłaby jeszcze wyższa w FDM”, wyjaśnia Haritz. „Spośród wszystkich technologii, tą o najniższej anizotropii i najlepszych właściwościach mechanicznych jest SLS”.

„Głównym powodem, dla którego chcieliśmy użyć PA-AF jest to, że jest on twardszy i ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie niż poliamid” – kontynuuje. „Kolejną rzeczą jest wygląd – nie musimy go malować. Gdybyśmy zrobili go w kolorze białym, bardzo szybko zabrudziłby się, gdy zostałby użyty do zarysowania farby”.

Krok 2: Przygotowanie do produkcji seryjnej

Po zakończeniu fazy prototypowania kolejnym wyzwaniem było przygotowanie części do produkcji seryjnej.

„Wiele biur serwisowych może wykonać prototypowanie, ale nie produkcję seryjną. Największą zaletą Materialise jest to, że naprawdę wiemy, jak działają maszyny i jesteśmy w stanie utrzymać produkcję, która ma taką samą spójność, taki sam standard, jak prototypy” – mówi Haritz.

„Sprzedajemy te produkty w setkach sztuk. Zaletą współpracy z Materialise jest elastyczność produkcji: masz największą fabrykę SLS w Europie i zawsze masz dostępną maszynę”.

Rezultat

Jedyne narzędzie do zarysowań wykorzystujące druk 3D, obecnie sprzedawane jest na całym świecie

Ostateczny projekt NK2000 – jak dotąd – jest obecnie sprzedawany w krajach na całym świecie i jest pierwszym narzędziem tego rodzaju wykorzystującym druk 3D. Zaprojektowany dla AM i produkowany seryjnie, spełnia trzy kluczowe wymagania NEURTEK: ergonomię, trwałość i wbudowany ruch. Wybór AM to z pewnością decyzja, która opłaciła się Haritzowi i jego zespołowi.

„Wykorzystanie produkcji addytywnej pozwoliło nam stworzyć produkt, który jest wyjątkowy, z funkcją, która w innym przypadku nie byłaby możliwa. Sprawiło to, że było to wykonalne pod względem kosztów, ponieważ trzeba by pomyśleć, że byłoby to droższe w przypadku obróbki skrawaniem. Mogę też pracować z mniejszymi partiami, ponieważ nie ma minimalnych ilości zamówienia”.

Film demonstracyjny:

Co ważne dla NEURTEK, certyfikowany proces produkcyjny Materialise zapewnia stałą jakość, której oczekują ich klienci.

„Zamawiam te produkty od sześciu lat i są one sprzedawane na całym świecie. Nie byłoby to możliwe, gdybym wiedział, że pewnego dnia jakaś partia pójdzie nie tak i otrzymam skargi od klienta z Australii, jednego z Indii i innego z Włoch” – wyjaśnia Haritz. „Dużą zaletą jest to, że można naprawdę zachować dobre tolerancje produkcyjne, zarówno pod względem wizualnym, jak i właściwości fizycznych. Na tym polega różnica między małym biurem serwisowym a Materialise”.

Utrzymywanie bliskich relacji w trakcie całego procesu było kluczem do sukcesu dla obu stron, od wstępnego projektu po rozwiązywanie problemów podczas produkcji. Poza tym, że jest to coś, co cenią zarówno Neurtek, jak i Materialise, dla Haritza jest to niezbędne dla każdego, kto rozważa projektowanie dla AM.

„To musi być rozmowa i bardzo ważne jest, aby klient był w nią zaangażowany. Masz fantastyczny zespół inżynierów, młodych ludzi z mnóstwem pomysłów. Jest to konieczne, ponieważ w trakcie procesu musimy przeprojektować część i w pełni wykorzystać tę technologię” – mówi. „Bez tej rozmowy nigdy nie uzyskasz pełnych korzyści z tego, co ma do zaoferowania produkcja addytywna lub Materialise”.

Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą noży Petersa: