Technologia druku 3D – prototypowanie mebli i tworzenie zaawansowanych komponentów

Technologia druku 3D jest coraz chętniej wykorzystywana przez producentów z różnych branż. Z jej użyciem można przygotować komponenty o zróżnicowanych wymiarach i kształtach, które wykorzystuje się m.in. przy produkcji mebli. Jak druk 3D sprawdza się w tym obszarze?

Na czym polega technologia druku 3D?

Drukowanie 3D to proces przebiegający w pewnym stopniu podobnie jak przy standardowym druku na papierze. Istnieją jednak istotne różnice, które dotyczą sposobu wykonania wydruku. W przypadku klasycznych drukarek głowica urządzenia wstrzykuje konkretną ilość atramentu na papier, co pozwala przygotować dokument czy grafikę. Przy druku 3D głowica umieszcza natomiast stopiony materiał na wybranym podłożu, a następnie nakłada na niego kolejne warstwy. Jednocześnie wykonane wcześniej warstwy schną i stygną, a efektem całego procesu jest fizyczny model zgodny z plikiem wgranym wcześniej do oprogramowania połączonego z drukarką. Dokładność wydruku zależy od kilku czynników, m.in. od rozdzielczości urządzenia, która powiązania jest przede wszystkim ze średnicą dyszy. W sprzętach użytkowych standardowa wartość średnicy to 0,4 mm.

Zobacz też: Tworzywa sztuczne o wysokiej wydajności: trendy w środowiskach przemysłowych

Jakie są rodzaje drukarek i technologii druku 3D?

Na rynku dostępne są różne rodzaje drukarek 3D, które różnią się pod względem technologii druku i wykorzystywanego materiału. Urządzenia tego typu można podzielić na pięć głównych grup: FDM/FFF, SLA, SLS, DMLS i PolyJet.

• FDM (Fused Deposition Modelling) lub FFF (Fused Filament Fabrication) – najszerzej wykorzystywane rozwiązanie, oparte na wykorzystaniu termoplastu w formie żyłki. W trakcie druku materiał jest podgrzewany i rozprowadzany warstwowo w przestrzeni roboczej. 
• SLA (stereolitografia) – druk powstaje z użyciem żywicy światłoutwardzalnej, która zmienia swoją postać pod wpływem wiązki lasera. Jest to najstarsza metoda druku 3D, a jej głównym plusem jest możliwość bezproblemowego uzyskania gładkiej powierzchni. 
• SLS (Selective Laser Sintering) – czyli wykonywanie druku 3D ze sproszkowanego tworzywa sztucznego, które ulega stopieniu w wyniku działania lasera. Z uwagi na szybkość druku i wysoką wytrzymałość uzyskiwanych modeli jest to rozwiązanie chętnie wykorzystywane w przemyśle. 
• Direct Metal Laser Sintering (DMLS) – zaawansowana technologia, która wykorzystuje laser o dużej mocy oraz sproszkowane stopy metali. Laser całkowicie przetapia materiał, co pozwala osiągnąć bardzo dużą wytrzymałość wraz z możliwością późniejszej obróbki (np.  frezowania). 
• PolyJet – wyjątkowo precyzyjna technologia, w której poszczególne warstwy mogą mieć grubość na poziomie nawet kilkunastu mikrometrów. Jako materiał stosuje się żywicę światłoutwardzalną. Metoda PolyJet znajduje zastosowanie w branżach, w których liczy się dokładność – np. motoryzacji, medycynie czy elektronice.

Czym się różni technologia FDM od FFF?

Wspomniane już technologie FDM i FFF należą do najczęściej wykorzystywanych technik druku 3D. Obydwie z nich opierają się w większości na tych samych założeniach, przez co często są traktowane niemal jako synonim. Warto jednak pamiętać o pewnych różnicach, które głównie dotyczą szczegółów procesu drukowania.

FDM to technologia opracowana z myślą o przemyśle. Z tego względu priorytetem jest precyzja drukowania poszczególnych obiektów. Modele są tworzone w zamkniętych komorach roboczych, co zmniejsza szanse na skurcz materiału i powstawanie niedoskonałości.

FFF stanowi wariant FDM wykorzystywany w tańszych urządzeniach, przeznaczonych do użytku domowego. Metoda ta wiąże się z niższą jakością wydruku, ale zapewnia zadowalającą precyzję w niekomercyjnych zastosowaniach.

Zobacz też: Wzornictwo przemysłowe – proces i materiały stosowane we wzornictwie mebli

Co to jest Rapid Prototyping?

Rapid Prototyping, czyli inaczej szybkie prototypowanie, to grupa metod szybkiego wytworzenia modelu fizycznego części lub produktu na podstawie modelu CAD bez konieczności budowania narzędzi lub maszyn koniecznych do produkcji seryjnej. Stosuje się ją do wytworzenia prototypów poprzedzających właściwą produkcję seryjną. Bardzo często wykorzystywaną do tego metodą jest druk 3D. Z użyciem tej metody można szybko i dokładnie przeanalizować projekt  oraz  wprowadzić ewentualne zmiany przed rozpoczęciem seryjnej produkcji.

Zobacz też: Koncepcja one-stop-shop. Jak integracja usług wpływa na efektywność produkcji?

Od prototypowania do produkcji – technologia druku 3D w przemyśle

Po pomyślnym zakończeniu etapu prototypowania można przejść do serii produkcyjnej.  Przed rozpoczęciem można dokładnie przetestować przygotowany prototyp czy nie ma żadnych istotnych wad np. konstrukcyjnych Dzięki temu można uniknąć wielu błędów w trakcie produkcji, a co za tym idzie – ograniczyć koszty wdrożenia.  

Szybkie prototypowanie, znajduje szerokie zastosowanie m.in. w branży meblarskiej. Tego typu metody są wykorzystywane również przez inżynierów Knauf Industries podczas wykonywania różnych komponentów dla producentów mebli. Warto podkreślić, że Rapid Prototyping pozwala także dopracować ostateczne ustalenia z klientem – przed przekazaniem projektu do produkcji seryjnej.

Zobacz też: Wartość dodana. Co warto wiedzieć o produkcji skupiającej się na wartości dla klienta?

Wykorzystanie druku 3D do szybkiego prototypowania elementów z tworzyw sztucznych z Knauf Industries

Komponenty z EPP do produkcji mebli.

Jako Knauf Industries oferujemy elementy z tworzyw sztucznych do wielu branż. Przykładamy wielką wagę do precyzji wykonania i wytrzymałości powstałych modeli, wykorzystując sprawdzone metody projektowania oraz nowoczesne techniki. Stawiamy na innowacyjne technologie, takie jak szybkie prototypowanie elementów z tworzyw sztucznych, dzięki czemu możemy zapewnić najwyższy standard przygotowywanych projektów.

Zapraszamy do kontaktu z naszymi ekspertami i do składania zapytań ofertowych.