MODUL 1 · OSNOVE 3D ISPISA
Nastavna jedinica 1.5
Primjene 3D ispisa
Popis primjena 3D ispisa dug je, ali ima zajedničku nit: isplati se ondje gdje je serija mala, oblik složen ili predmet prilagođen pojedinom slučaju. Gdje nije tako, klasični postupci i dalje pobjeđuju, i to uvjerljivo.
- navesti glavna područja primjene 3D ispisa i tipične predmete u svakom od njih
- objasniti zašto se naprave i pomagala u proizvodnji redovito ispisuju
- opisati primjenu u medicini, arhitekturi i obrazovanju
- obrazložiti odnos veličine serije i isplativosti ispisa
- izračunati prag serije pri kojem izrada alata postaje povoljnija od ispisa
Prototipovi i razvoj proizvoda
Najstarija i još uvijek najčešća primjena je izrada prototipova. Model koji se drži u ruci odgovara na pitanja koja zaslon ne može: pristaje li dio u sklop, je li hvat ugodan, dolazi li se odvijačem do vijka, sudaraju li se dva dijela pri sklapanju. Budući da ispis ne traži alat, ispravljena izmjena može se provjeriti isti ili sljedeći dan.
U razvoju se razlikuje nekoliko razina prototipa. Prva razina služi samo za provjeru oblika i mjera, pa se ispisuje brzo, s većom visinom sloja i rijetkom ispunom. Druga razina ispituje funkciju, pa traži pravi materijal i pažljiviju orijentaciju. Treća razina prikazuje izgled konačnog proizvoda i traži naknadnu obradu površine. Za prve dvije razine ispis je gotovo uvijek najbrži put.
Naprave, stezaljke i pomagala
U proizvodnom pogonu najveću korist donose predmeti koji se nikada ne prodaju: naprave za držanje obratka, graničnici, umetci u čeljusti škripca, vodilice za bušenje, mjerna pomagala i nosači senzora. Takvi se dijelovi izrađuju u jednom ili dva komada, mijenjaju sa svakim novim proizvodom i moraju biti gotovi brzo. Klasična izrada tražila bi nacrt, materijal, stroj i čekanje na slobodan termin.
Nosač senzora N-14 upravo je takav predmet. Mjere 62 × 40 × 18 mm, ispis traje oko 1 h 50 min, utroši se oko 7,7 g materijala u PLA, a nacrt se po potrebi izmijeni i ponovno ispiše. Kada bi se isti nosač izrađivao glodanjem, trošak bi bio višestruko veći, a vrijeme isporuke mjerilo bi se danima.
| Područje | Tipični predmeti | Zašto ispis |
|---|---|---|
| Razvoj proizvoda | modeli oblika, funkcionalni uzorci | brza izmjena bez alata |
| Proizvodni pogon | naprave, graničnici, nosači, umetci | jedan komad, česte izmjene |
| Održavanje | rezervni dijelovi kojih nema na tržištu | nema alata ni dobavljača |
| Medicina | modeli za planiranje zahvata, udlage, pomagala | prilagodba pojedinom pacijentu |
| Arhitektura | makete, modeli terena, prikazi sklopa | složen oblik, jedan komad |
| Obrazovanje | nastavna pomagala, modeli mehanizama | niska cijena, brza izrada |
Rezervni dijelovi i prilagođeni predmeti
Kada se pokvari plastični dio starijeg uređaja, put do zamjene često je zatvoren: proizvođač ga više ne izrađuje, a izrada alata za jedan komad nema smisla. Ispis rješava taj slučaj u nekoliko sati, uz uvjet da se dio može izmjeriti i modelirati. U pogonima se zbog toga vodi zbirka modela najčešće lomljivih dijelova, pa se zamjena ispiše prije nego što je kvar zaustavio rad.
Srodna je primjena izrada predmeta prilagođenih pojedinom korisniku. U medicini su to udlage, proteze i modeli kosti izrađeni iz snimke pacijenta, u stomatologiji udlage i modeli zubala, u sportskoj opremi ulošci i štitnici. Zajedničko im je da svaki komad ima drugačiji oblik, pa postupak koji ne ovisi o alatu ima neusporedivu prednost.
Kada se ispis isplati
Odluka o načinu izrade rijetko ovisi o dojmu; svodi se na usporedbu ukupnog troška. Postupci s alatom imaju visok početni trošak i vrlo nisku cijenu po komadu. Ispis nema početni trošak, ali cijena po komadu ostaje ista bez obzira na broj komada. Krivulje se sijeku pri određenom broju komada, i taj je broj jedini razuman kriterij.
U praksi se granica kod jednostavnih plastičnih dijelova nalazi u rasponu od nekoliko stotina do nekoliko tisuća komada, ovisno o složenosti kalupa i veličini predmeta. Ako je oblik takav da ga se klasično ne može izraditi ili bi tražio složen kalup s pomičnim jezgrama, granica se pomiče prema većim serijama. Uz to treba računati i vrijeme: alat se čeka tjednima, ispis satima.
Usporedba ukupnog troška izrade serije ispisom i izradom kalupa. Prikaz daje broj komada pri kojem postupak s alatom postaje povoljniji.
Granice primjene
Ima slučajeva u kojima ispis nije prikladan bez obzira na seriju. Dijelovi izloženi trajnoj temperaturi iznad stotinjak stupnjeva teško se izrađuju od uobičajenih materijala. Dijelovi koji moraju biti nepropusni pod tlakom traže dodatnu obradu jer se između linija zadržavaju sitne šupljine. Dijelovi s vrlo uskim tolerancijama traže naknadnu obradu odvajanjem.
Također treba imati na umu zahtjeve struke: u nekim se granama smiju ugraditi samo dijelovi izrađeni potvrđenim postupkom, s dokumentiranim materijalom i sljedivošću. To ne isključuje ispis, ali znači da se on mora provoditi pod nadzorom, s potvrđenim postavkama i zapisima o svakom komadu.
Zapamtite
Ispis se bira zbog malih serija, složenih oblika i prilagodbe pojedinom slučaju. Klasični postupci biraju se zbog velikih serija, uskih tolerancija i svojstava koja ispis ne doseže. Većina pogona koristi oboje, svaki za svoje.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Naprava | Pomoćni dio koji drži ili vodi obradak; tipičan predmet za ispis u pogonu. |
| Funkcionalni prototip | Uzorak izrađen od materijala i s postavkama koje dopuštaju ispitivanje rada. |
| Rezervni dio | Zamjenski dio izrađen kada izvorni više nije dostupan na tržištu. |
| Prag serije | Broj komada pri kojem se ukupni trošak dvaju postupaka izjednačuje. |
| Sljedivost | Mogućnost da se za svaki komad utvrdi materijal, postavke i uvjeti izrade. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Zašto se naprave i stezaljke u pogonu često ispisuju?
Takvi se dijelovi izrađuju pojedinačno i mijenjaju sa svakim novim proizvodom, pa postupak bez alata ima prednost.
Pitanje 2 od 3
Što određuje prag serije pri usporedbi ispisa i izrade kalupa?
Prag se dobiva dijeljenjem cijene kalupa razlikom između cijene ispisanog komada i komada iz kalupa.
Pitanje 3 od 3
U kojem slučaju ispis nije prikladan bez obzira na veličinu serije?
Uobičajeni materijali za ispis imaju ograničenu toplinsku postojanost, a uske tolerancije traže naknadnu obradu odvajanjem.
Odgovoreno 0 od 3.