30 czerwca br. odbyła się pierwsza konferencja AMM 2017 (Additive Manufacturing Meeting 2017) we Wrocławiu. Organizatorem była Politechnika Wrocławska Katedra Technologii Laserowych Automatyzacji i Organizacji Produkcji.

Strefa Kultury Studenckiej

Miejsce – Strefa Kultury Studenckiej (ilustracja 1) okazało się według mnie wręcz rewelacyjne na tego typu przedsięwzięcie i jego skalę. Przede wszystkim wszystko w jednym miejscu: sale konferencyjne, pomieszczenie ekspozycyjne (ilustracja 2) wraz z estradą oraz stołówka. Nie można nie wspomnieć o architekturze tego miejsca. Niewątpliwie Strefa Kultury Studenckiej stanowiła jedną z wielu zalet.

Ilustracja 1. Strefa Kultury Studenckiej – Politechnika Wrocławska

Ilustracja 2. Strefa Kultury Studenckiej – Sala wystawiennicza i estrada – Politechnika Wrocławska

Konferencja

W ramach AMM 2017 odbyły się dwie sesje, pierwsza Zastosowanie AM  w przemyśle i AM w medycynie /AM – studium przypadku . Niestety byłem sam a w niejednym przypadku chciałbym móc wysłuchać jednocześnie wystąpień w ramach obydwu sesjach. Skupiłem się przede wszystkim na zastosowaniach przemysłowych. Niezwykle ciekawymi okazały się dla mnie następujące wystąpienia:

• Ralf Frohwerk, SLM Solutions (Niemcy) “Automotive Key Targets for Selective Laser Melting (SLM) Series Part Production”;
• Krzysztof Żak, Materialise (Belgia, Polska) „Dlaczego produkcja 3D, staje się alternatywą dla metod konwencjonalnych”;
• Krystian Pawełczyk, 3YOURMIND (Niemcy, Polska) „Kiedy NIE opłaca się wdrażać przemysłowego druku 3D?”;
• Piotr Mikulski, Bibus Menos (Polska) „Od prototypowania do produkcji elementów metalowych z wykorzystaniem technologii AM”;
• Radosław Wojtuszewski, PZL Mielec (USA, Polska) „Rozwój technologii AM na potrzeby wytwarzania części w PZL Mielec”;
• Marcin Antosiewicz, CAMdivision (Polska) „Additive Manufacturing – Nowoczesne sposoby wytwarzania części z wykorzystaniem druku 3D w NX CAD/CAM/CAE”;
• dr inż. Tomasz Durejko, WAT (Polska) „Wytwarzanie wyrobów metalicznych techniką LENS”;
• Emil Najczuk, 3dl.tech (Polska) „Oprzyrządowanie produkcyjne wytwarzane przy użyciu technologii przyrostowych”.

W zakresie przemysłowego druku 3D głównie omawiano problematykę druku 3D metali, które stanowi istotny kierunek rozwojowy w przemyśle samochodowym i lotniczym (ilustracja 3). Ważnym aspektem jaki podnoszono podczas wystąpień było zagadnienie samego wdrażania druku 3d w przemyśle

Ilustracja 3. Przykłady wydruków 3D z metali dla przemysłu samochodowego (SLM Solutions)

Kiedy stosować druk 3D

Wielokrotnie wdrażanie druku 3D w skali przemysłowej odbywało się w sposób nie do końca przemyślany. Uwzględniając niechęć do nowych technik, a także kwestie formalno-prawne dochodziło do sytuacji niepełnego (nieekonomicznego) wykorzystywania zasobów w ramach zdolności druku 3D (np. niewykorzystane przemysłowe drukarki 3D – pracujące okazjonalnie). Druk 3D metali komponentów konstrukcyjnych z racji innowacyjności tej techniki wytwarzania nie tylko podlega rozwojowi technologicznemu ale również wymaga prac w zakresie organizacji produkcji.

W tym kontekście szczególnie ciekawe wystąpienie wygłosił pan Krystian Pawełczyk 3YOURMIND, który przedstawił poglądowo możliwości eksperckiego systemu, który umożliwia określenie jakie części z niewielkim nakładem (m.in. bez zmian konstrukcyjnych w ramach analizy technologiczności konstrukcji) mogą być wytwarzane z wykorzystaniem druku 3D, jakie wymagają dokładnej analizy technologiczności konstrukcji i jakie nie powinny być brane pod uwagę w ramach druku 3D – ilustracja 4.

Ilustracja 4. Poglądowa macierz w ramach wyników analizy przez system ekspercki firmy 3YOURMIND.

Zastosowanie takiego systemu eksperckiego ma znaczenie szczególnie tam gdzie występuje bardzo duża liczba komponentów (przemysł samochodowy).

Na dzień dzisiejszy najliczniej drukowane są implanty stomatologiczne – miliony sztuk rocznie co zmniejszyło cenę za jednej implant do poziomu 2÷2,5 EURO. Kilka lat temu (2013) implanty były przede wszystkim frezowane 5-osiową z wykorzystaniem HSM.

W zakresie oprzyrządowania technologicznego przedstawiono komponent, najprawdopodobniej do obróbki plastycznej blach, na który użytkownik musiał czekać kilka tygodni. Zmiana konstrukcji przedmiotu pod druk 3D pozwoliło na istotne skrócenie czasu wytwarzania do kilku dni, wydłużenie okresu trwałości i ograniczenie masy przedmiotu.

W przypadku przemysłu lotniczego poważnym ograniczeniem negatywnie wpływającym na ocenę ekonomiczną wdrożenia techniki druku 3D jest koszt badań dopuszczających taki przedmiot do użytku w konstrukcji lotniczej. W zakresie nowych projektów (co 10÷15 lat) i tak badania certyfikujące są wliczone w koszta projektu. W przypadku konstrukcji już istniejących pomimo wskazań techniczno-eksploatacyjnych wdrażania druku 3D jest ograniczone kwestiami formalno-prawnymi.

Systemy CAD/CAM/CAE

Przemysłowe aplikacje druku 3D wymagają od systemów CAD/CAM/CAE coraz to nowych funkcjonalności, mi.in. możliwości swobodnego modelowania zarówno bryłowego jak i powierzchniowego (np. NX CAD/CAM/CAE). W przypadku druku 3D modelowanie powierzchniowe jest naturalne i wynika to także z wykorzystywania powierzchniowych modeli przedmiotów uzyskiwanych poprzez skanowanie (inżynieria odwrotna) – ilustracja 5.

Ilustracja 5. Przykład przygotowanego przedmiotu do skanowania – Politechnika Wrocławska.

Współczesne systemy CAD/CAM/CAE powinny umożliwiać swobodne modelowanie przedmiotu oraz jego analizę w kontekście technologiczności konstrukcji. Wsparcie systemów CAD/CAM jest o tyle potrzebne gdyż należy stosować odmienne podejście do druku 3D z materiałów niemetalicznych (m.in. tzw nesting czyli rozkład przedmiotów drukowanych w przestrzeni roboczej drukarki) i z proszków metali (m.in. tzw. supporting – generowanie podpór niezbędnych w procesie druku 3D części z metalu).

Politechnika Wrocławska – AMM 2017

Uczestnicy AMM 2017 mieli możliwość zwiedzenia hali warsztatowej i laboratoriów Politechniki Wrocławskiej Katedry Technologii Laserowych Automatyzacji i Organizacji Produkcji (ilustracja 6, 7, 8), która od lat zajmuje się przyrostowymi technikami wytwarzania.

Ilustracja 6. Laboratoria Politechniki Wrocławskiej Katedry Technologii Laserowych Automatyzacji i Organizacji Produkcji.

Ilustracja 7. Laboratoria Politechniki Wrocławskiej Katedry Technologii Laserowych Automatyzacji i Organizacji Produkcji.

Ilustracja 8. Laboratoria Politechniki Wrocławskiej Katedry Technologii Laserowych Automatyzacji i Organizacji Produkcji.

AMM 2017 zakończyło się sesją networkingową na pokładzie statku wycieczkowego. Wspólne rozmowy, wymiana doświadczeń, powrót do pytań z czasu prezentacji i w końcu czas relaksu.

AMM 2017 to była bardzo dobrze przygotowana konferencja zarówno od strony organizacyjnej, a co najistotniejsze od strony merytorycznej. Organizatorom należą się szczere podziękowania i mam nadzieję, że za rok już podczas 2 dniowego AMM 2018 będzie jeszcze ciekawiej.