Wytwarzanie elementów w nowoczesny i prosty sposób może przenieść przemysł na wyższy poziom, a co za tym idzie produkcje, transport i ogólnie rzecz biorąc logistykę. Aby dobrze zrozumieć, gdzie znajdą zastosowanie elementy wyprodukowane przez nowoczesne technologie, najpierw należy poznać ich proces. Technologie przyrostowe to termin charakteryzujący techniki wytwarzania elementów przez sukcesywne dodawanie materiału. Lecz jak właściwie te metody wytwarzania zrewolucjonizują produkcje?
Tradycyjne metody a technologie przyrostowe przy wytwarzaniu
Produkcja wszystkich komponentów i produktów tradycyjnymi metodami odbywa się za pomocą usuwania lub kształtowania materiału powstających elementów. Stworzenie bardziej skomplikowanych elementów tradycyjnymi metodami wytwarzania jest wręcz niekiedy niemożliwe. Technologie przyrostowe kryją za sobą wiele różnych metod wytwarzania. Tworzenie rozbudowanych konstrukcji z różnych materiałów stało się możliwe. Proste prototypy z tanich materiałów mogą powstać niekiedy w kilka godzin. Technologie, takie jak: FDM, SLA i DPL, obecnie są najpopularniejszymi metodami szybkiego wytwarzania przyrostowego. W zależności od potrzeb oraz zakładanych cech i funkcji elementu, wybierana jest konkretna metoda. Nowoczesne możliwości technologii przyrostowych znacznie skracają czas produkcji. Przy masowych produkcjach wciąż stosowane są tradycyjne metody, lecz to właśnie technologie przyrostowe są przyszłością.
Materiały wykorzystywane w technologiach przyrostowych
Żywice fotopolimerowe, polimery, termoplasty, tworzywa sztuczne, czy proszki metali, to tylko kilka przykładów materiałów używanych przy produkcji elementów technologią przyrostową. Materiały te są łatwo dostępne i niejednokrotnie mogą być wykorzystywane wielokrotnie. Przy produkcji, gdzie używa się proszków są one możliwie do granic wykorzystywane. Odpady ogranicza się do minimum. Płynne żywice używane w technologii SLA, również ze względu na stan skupienia, nie generują odpadów. Podobnie jest przy ciekłym spoiwie. Natomiast, gdy materiał podawany jest w postaci drutu, tak jak w technologii FDM, wędruje on dokładnie tam gdzie być powinien.
Charakterystyka technologii przyrostowych
Fotopolimeryzacja (SLA) stosowana jest na wielu rynkach, ponieważ materiały są łatwo dostępne, a metoda ta jest przydatna do wytwarzania różnych produktów konsumenckich. Dla procesów wytłaczania (FDM) materiałów istnieją dosłownie setki zastosowań przemysłowych. Materiały budulcowe mogą być wykonywane na maszynach do wytłaczania betonu. Co więcej, tkanki i organy ludzkie także zostały już stworzone przy użyciu nowych technik bioprintingu. Ze względu na stosunkowo niskie koszty materiałów, wiodące firmy motoryzacyjne, takie jak Volkswagen i BMW, również korzystają z tej technologii. Spiekanie proszku (SLS) jest jedną z niewielu technik produkcji dodatków, która jest intensywnie wykorzystywana do produkcji części. Właściwości mechaniczne części metalowych, wytwarzanych w procesach SLM i EBM są porównywalne do tych, uzyskiwanych tradycyjnymi metodami produkcji, takimi jak obróbka skrawaniem i odlewanie. Oprócz możliwości druku wielomateriałowych części, metoda natryskowa jest być może najszybszą i najdokładniejszą technologią przyrostową. Może ona również zapewnić bardzo gładkie wykończenie powierzchni i produkować bardzo duże części, bez utraty dokładności wymiarowej.
Logistyka generuje oszczędności z technologią przyrostową
Na wartość towarów składa się wiele czynników, od zaopatrzenia, przez produkcję, aż po dystrybucję. Na każdym etapie występują również procesy logistyczne, a producenci szukają możliwości redukcji kosztów wszędzie, gdzie to możliwe. Zmniejszenie kosztów transportu, czy znaczne ograniczenie kosztów magazynowania, to główne zalety dostrzegane przez producentów, przy wdrożeniu technologii przyrostowych. W myśl metody Kanban produkcja odbywa się bez tworzenia zbędnych zapasów. Patrząc przyszłościowo, wdrożenie metod przyrostowych może mieć oddziaływanie na zmniejszenie hal produkcyjnych i magazynowych. Jednocześnie automatyzacja w wielu obszarach przemysłu będzie wiązać się z większą kontrolą nad procesami oraz redukcją kosztów. Transport części z drugiego końca świata stanie się nieopłacalny, w momencie możliwości produkcji w dowolnym miejscu, przy niskim nakładzie kosztów.
Innowacyjność produkcji metodami addytywnymi
Możliwość szybkiego nanoszenia zmian podczas produkcji, czy też szybkość wytwarzania pojedynczych elementów, to niewątpliwie największe zalety produkcji tymi metodami. Wykorzystanie technologii addytywnych do tzw. rozproszonej produkcji pozwala na eliminowanie opóźnień, wynikających z problemów w oddalonym o kilkadziesiąt tysięcy kilometrów zakładzie produkcyjnym. Mimo wszystko czas i odległość transportu wpływa na cenę i czas realizacji. Lokalna produkcja metodami przyrostowymi daje szansę dopasowania produktu pod klienta. Dzięki technologii przyrostowej można łatwo zaprojektować i stworzyć niestandardowe części serwisowe. Jednocześnie pozwala ona w bardzo krótkim czasie zupełnie wyeliminować koszty związane z magazynowaniem oraz transportem. Również na środowisko, istotny wpływ ma ta metoda wytwarzania. Przez ograniczenie ruchu produktów przy lokalnej produkcji istnieje perspektywa redukcji śladu węglowego. Ponadto przy produkcji powstaje znacznie mniej odpadów poprodukcyjnych. Produkcja addytywna według zasad zrównoważonego rozwoju jest coraz prostsza, dzięki realizowanym projektom, których założeniem jest przekształcenie liniowego modelu recyklingu w cykliczny, tak aby ten sam surowiec mógł zostać użyty nawet kilkunastokrotnie.
