MOSOLF Special Vehicles GmbH je vodilni proizvajalec posebnih vozil s sedežem v Kippenheimu v Nemčiji. Podjetje s skoraj 50 zaposlenimi proizvede okoli 1000 specialnih in interventnih vozil letno. Med njihovimi strankami so nemška deželna in zvezna policija, obrambni sektor, organizacije za nadzor nesreč in tehnično pomoč, občine in industrijske stranke, ki potrebujejo vozila izdelana po meri in napredno zmogljivostjo.
V avtomobilski industriji se večina delov proizvaja s procesi množične proizvodnje, kot je brizganje, ki so stroškovno učinkoviti za serijsko proizvodnjo. Stranke podjetja MOSOLF pa potrebujejo raznoliko paleto delov po meri v majhnih količinah, kjer so zaradi stroškov orodja tradicionalne metode izdelave ekonomsko neizvedljive. Za MOSOLF je 3D-tiskanje idealna rešitev.
Rešitve po meri za potrebe 17 policijskih sil v Nemčiji
»Naš največji izziv je raznolikost,« pravi Carsten Busam, vodja projektnega načrtovanja pri MOSOLF Special Vehicles GmbH. Vsaka država in veja policije kupi več različnih tipov vozil – in vsako posamezno vozilo lahko nato zahteva prilagojene funkcije glede na svoj namen. Komponente, ki jih je treba vgraditi, se prav tako razlikujejo – različni organi na primer uporabljajo radijske ali signalne sisteme različnih proizvajalcev. To pomeni, da vsako vozilo zahteva veliko količino delov po meri.
MOSOLF-ova ekipa gradi na serijskih vozilih, kar pomeni, da vzamejo komercialno dostopne avtomobile, tovornjake in kombije ter jih naknadno prilagodijo specifikacijam. Ekipa mora poiskati ustrezno mesto namestitve za vsako zahtevano funkcijo in ugoditi ergonomskim, vzdržljivostnim in estetskim zahtevam. Pri starejših modelih je bilo iskanje mest za namestitev lažje – na armaturni plošči ali konzoli imajo več praznih prostorov, ki jih MOSOLF lahko prilagodi. Novejši modeli so se izkazali za izziv.
»Vozila postajajo vse bolj natrpana z zasloni. V vozilih ni več servisnih prostorov. Obstaja nekaj predelkov za shranjevanje in polnilec za mobilni telefon, vendar je izziv najti prostor za namestitev, kjer je mogoče namestiti vse kontrole,« pravi Busam.
MOSOLF-ovo potovanje s 3D-tiskanjem se je začelo leta 2016, ko je bavarska policija naročila, da se njihova celotna flota vozil in motornih koles opremi z novimi digitalnimi radii.
»Za vsako vozilo in motorno kolo smo morali najti individualno rešitev. Če bi vse dele oblikovali iz pločevine, bi bilo to neverjetno dolgotrajno ali pa rešitve ne bi bile posebej lepe, zato smo naredili prvi korak v 3D svet.”
Ekipa je najprej izdelala dele s 3D-tiskanjem FDM (modeliranje s spajanjem slojev), ki je bila takrat najbolj dostopna tehnologija, ki je ustrezala njihovim potrebam, vendar so hitro naleteli na omejitve. FDM je bilo težko povečati na dovolj velike količine za izpolnitev naročila, deli sami pa niso bili industrijske kakovosti.
3D-tiskanje SLS bi bilo logičen naslednji korak, a z rešitvami, ki se začnejo pri približno 200.000 €, je bilo to zunaj dosega malih podjetij – dokler ni bila izdana Formlabsova serija Fuse.
»SLS tiskanje je idealno za MOSOLF, ker ponuja super kakovost, visoko natančnost, visoko zmogljivost materiala in lahko proizvede veliko komponent hkrati. Je stroškovno učinkovit, ker je celoten sistem zelo, zelo dostopen,« je dejal Gerhard Duda, izvršni direktor in ustanovitelj podjetja 3D-WERK Black Forest GmbH, ki že od samega začetka sodeluje z ekipo MOSOLF pri iskanju najboljših rešitev za aplikacije.
Deli za končno uporabo po meri v 24 urah s 3D-tiskanjem SLS
V primerjavi s tradicionalnimi procesi množične proizvodnje, kot so brizganje, termoformiranje ali preoblikovanje pločevine, je največja prednost aditivne proizvodnje ta, da lahko izdeluje dele za končno uporabo po meri ali majhne količine brez dragega orodja.
»Tehnologijo SLS in še posebej tiskalnik Fuse 1+ 30W uporabljamo za različne komponente, od najmanjših, najenostavnejših konstrukcij do zapletene konzole, ki je nameščena na vozilu. To tehnologijo uporabljamo v veliki meri in Fuse izpolnjuje približno 80 % naših potreb,« je povedal Tiberiu Morariu, vodja oddelka za izdelavo prototipov, oblikovanja in tehnično zasnovo pri MOSOLF.
»Zahteve se razlikujejo od države do države, od policijske postaje do policijske postaje. To je preprosto lažje narediti s 3D tiskanjem. Hitro lahko preoblikujete od vozila do vozila. Če je vozilo enako, potem kontura ostane enaka, vendar so sistemi, ki so naknadno vgrajeni v vozilo, zelo različni,« je dejal Morariu.
Zaradi te enostavne prilagoditve sta izdelava prototipov in proizvodnja bistveno hitrejša, zlasti ker je mogoče na isti napravi izdelati tako prototipe kot dele za končno uporabo.
“Zame kot oblikovalca ni nič boljšega kot imeti danes idejo v glavi, jo narisati, nato pa jo držati v rokah in jo naslednji dan gledati,” je dejal Morariu.
| SLS 3D TISKANJE | PREOBLIKOVANJE PLOČEVINE | TERMOFORMIRANJE | INJEKCIJSKO BRIZGANJE | |
| Čas od zasnove do prototipa do serijskega dela | 1-2 tedna | 6-8 tedna | 6-8 tedna | 6-8 tedna |
| Dobavni rok za dele za končno uporabo | 1-2 dni | 6-8 tedna | 6-8 tedna | 6-8 tedna |
| Drugo | Orodje ni potrebno Enostavna prilagoditev Svoboda oblikovanja Vrhunski izgled | Zahteva orodje Omejena svoboda oblikovanja Težje prilagoditi Slabši izgled | Zahteva orodje Omejena svoboda oblikovanja Težje prilagoditi | Zahteva drago orodje Ni možnosti prilagajanja Manj svobode oblikovanja |
Ena od ključnih prednosti 3D tiskanja SLS je, da so inženirji seznanjeni z mehanskimi lastnostmi razpoložljivih materialov, kot je najlon, ki se običajno uporablja v avtomobilski industriji za izdelavo notranjih in zunanjih delov. MOSOLF-ova ekipa dobro razume, kako se bo obnesel SLS 3D natisnjen del iz najlona, tako da lahko načrtujejo z mislijo na funkcionalnost in celo zamenjajo nekatere originalne kovinske dele.
Poleg vzdržljivosti je eno najpomembnejših meril za uporabo v avtomobilski industriji toplotna odpornost. Pri materialih FDM PLA ne pride v poštev, saj je njegova temperatura toplotnega odklona (HDT) le okoli 50 ºC pri 0,45 MPa. ABS ima HDT 90 ºC pri 0,45 MPa, kar je boljše, vendar še vedno na ali pod mejo za številne aplikacije. S HDT 171 °C pri 0,45 MPa ponuja Formlabs Nylon 12 Powder bistveno višjo toplotno odpornost, kar pomeni, da ni tveganja, da bi funkcionalni deli, kot je nosilec radia, odpovedali, ko se avto poleti segreje na parkirišču.
V nekaterih primerih se nekatera vozila dajo v najem policiji ali enotam za nujne primere in nato po obdobju uporabe prodajo civilistom ali drugim državnim vejam. Da bi to omogočili, mora MOSOLF-ova ekipa naknadno opremiti ta vozila, ne da bi karkoli poškodovala ali trajno spremenila, tako da jih je ob koncu njihove življenjske dobe lažje obnoviti v prvotno stanje. Dodatna proizvodnja prav tako olajša to – namesto da bi trajno spreminjala obstoječe komponente, jih ekipa zamenja s 3D natisnjenimi deli, ki jih je mogoče zamenjati pozneje.
Policijska vozila prihodnosti bodo imela še več 3D tiskanja
Na podlagi uspeha s 3D-tiskanjem SLS ekipe MOSOLF in 3D-WERK zdaj ocenjujejo, kako bi lahko druge materiale in dodatne tiskalnike uporabili za zamenjavo še večjega števila delov v posebnih vozilih.
Tiskalniki Fuse 1+ 30W lahko majhnim podjetjem pomagajo doseči velike stvari. Cenovno dostopen sistem SLS zagotavlja dostopen in enostaven delovni proces, zanesljivo in znano knjižnico materialov ter tolerance in natančnost brizganih delov.
Za več informacij o Formlabs ponudbi, lahko obiščete našo spletno stran. Ali pa nas kontaktirajte na info@ib-caddy.si ali telefonsko številko 01 566 12 55.
Vir: https://formlabs.com/blog/police-special-vehicles-sls-3d-printing/