3D-printer metalldeler for minimale kostnader

Stanley Black & Decker har et omfattende sortiment av verktøy og utstyr for anleggsvirksomhet. Men deler er dyre og kommer som regel i store kvanta. Med Metal X fra Markforged 3D-printer de delene og sparer tid og penger.

PLM Group inviterte nå i februar til seminar om 3D-printing av metallkomponenter på Markforgeds Metal X.

Metal X er verdens første maskin med Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM). Det gir deler opptil 10 ganger billigere enn andre metaladditive produksjonsteknologier, og opp mot 100 ganger lavere kost enn tradisjonelle fremstillingsmetoder som maskinering og støping.

Plastplaten under komponenten er vakuumfestet for ikke å forskyve seg under printingen. Den har så pass med friksjon at komponenten ikke sklir. (Foto: Eirik Iveland)

3D-metallprinting for alle

Markeforged ble startet i 2014 av Greg Mark, med en visjon om å gjøre 3D-print av metallobjekter tilgjengelig for alle ingeniører – også i små- og mellomstore bedrifter.

– Mark fant så ut at materialene som ble brukt for 3D-printing var utmerket for konseptdesign, men ikke for praktisk bruk. Man trenger industristyrke i komponentene, derfor tilsetter vi karbonfiber, sier Michael Goodwin, Field Application Engineer i Markeforged.

Metal X systemet ekstruderer metallpulver bundet i plast for å printe delen et lag om gangen. Deretter blir delen vasket og sintret for å fjerne bindemiddel og rester av metallpulver. – Dette gir en sterk og tett del i solid metall, som kan maskineres og etterbehandles akkurat som andre metalldeler, forteller Michael Goodwin.

– Vi bruker keramikk som bindemiddel mellom komponent og støttedel i printprosessen. Vi bruker så svak varme at keramikkbindingen ikke herder, men blir lett å fjerne, sier han.

Hos PLM Group blir også visittkortene tredimensjonale. Her Application Specialist Stian Mork i voks. (Foto: Eirik Iveland)

Deler printet på Metal X har potensial til å spare industrikunder betydelig beløp om teknikogien blir utnyttet riktig. Ved intelligent design tilpasset maskinen minimeres printetid, og med innkjøp av noen standardkomponenter er det mulig å produsere deler i høy kvalitet mye mer kostnadseffektivt enn ved subtraktiv produksjon, sier Stian Mork, Application Specialist i PLM Group.

Systemet kom før jul 2018, og fem Metal X er så langt solgt i Norge. Kundene holder på med å sette opp, kjøre i gang, ingen er per i dag kommet i regulær produksjon.

Dyre deler for anleggutstyr

Stanley Black & Decker er mest kjent for sin omfattende portefølje av verktøy. (Og litt for en svart novelle av Einar Andreas Økland) Avdelingen Stanley Infrastructure søker nye metoder for å produsere komplekse deler i små serier på en kosteffektiv måte. Gjennom å ta i bruk additive produksjonsteknologi med Metal X fra Markforged kutter de vesentlige kostnader på ulike deler – et aktuatorhus og en hjulaksel.

Stanley PD 45 er en høyeffektiv hydraulisk pålehammer. For å betjene hydraulisk kjøring mekanismen bruker enheten kulelager for å overføre trekkraften fra avtrekkeren til aktuatoren. Lagrene sitter i serie i aktuatorhuset, og hvert hus sjekkes hver gang operatøren trykker på avtrekkeren.

Det originale aktuatorhuset bestod av fire deler; et støpt og maskinert hus, en laserskåret dekkplate og to bolter for å feste delene. Den nye komponenten ble redesignet for å 3D-printes på Metal X, i én del uten støtteoppbygging. Delene ble testet gjennom titusener sykluser og de var sterke nok til å tåle betydelig kompresjonsbelastning, samtidig som de var 53 % lettere.

Komponentene på skinnesliperen blir utsatt for hard påkjenning. Det er langt mer kosteffektivt å 3D-printe deler. (Foto: Stanley Infrastructure)

Stanley PG10 skinnesliper brukes til overflatefinish på jernbaneskinner. Den har justerbare ledehjul som holder en hjulaksel. Hver del belastes med vinkelsliperens fulle vekt og er utsatt for store laster. Geometrien med stor flens og avlang størrelse, gjør den volummessig ineffektiv og dyr å produsere.

Stanley Infrastructure brukte å maskinere delene fra en enkelt stålblokk. På grunn av størrelsen på flensen og lengden på skaftet ble 90 % av materialet overflødig. Sammen med Markforged redesignet Stanley hjulakselen til en komponent i tre deler. Ved å kjøpe aksel og nøkkel kunne de enkelt printe flensen på Metal X.

Ved å erstatte hjulakslen med 3D-printet flens og akselmontering, har de halvert produksjonstiden og sparer 25 % – 45 % av årlige produksjonskostnader i forhold til full-volum produksjon.

– Komponenten er en del med høy slitasje, samtidig som produksjonsvolumet for sliperen er lavt. Derfor trengs det ofte reservedeler. Med 3D-printing av enkeltdeler på Metal X kutter de 96 % av produksjonstiden og 98 % av produksjonskostnadene for hjulakselen, sier Goodwin.

Metal X er godt egnet til å 3D-printe høykvalitets deler i lavt volum. (Foto: Eirik Iveland)

Software fra skyen

Markforged har Eiger programvare for 3D-print offentlig tilgjengelig for designere og ingeniører. Eiger er en alt-i-ett programvarepakke for 3D-print av solide deler, der brukerne kan bli kjent med sentrale deler i Metal X-systemet før de anskaffer en printer.

– Du kan enkelt laste opp alle CAD-filer og utvikle design med ulike materialkombinasjoner og geometrier. Brukerne utformer deler virtuelt og beregner materialbruk, vekt, kostnader og printetid. Vi ønsker å gjøre det enkelt for brukerne. Løsningen er basert på plug & play-software som kan lastes ned gratis fra skyen, sier Goodwin.

PLM Group

PLM Group i Norge har sitt utspring i ProNor AS og har lang erfaring med konstruksjonsprogrammet SolidWorks. PLM Group ble etablert i 2009 gjennom en fusjon av fem SolidWorks forhandlere, ProNor sluttet seg til i 2016. I dag er PLM Group er den største Dassault Systèmes SolidWorks partneren i Nord-Europa med over 5000 kunder innen en rekke industrier. 130 medarbeidere på 17 kontorer i 6 land snakker 8 språk.

Toppbilde: ADAM er en revolusjonerende ny metode for å produsere metalldeler.

Dette nettstedet bruker Akismet for å redusere spam. Lær om hvordan dine kommentar-data prosesseres.

Rull til toppen