Back

Využití 3D tisku v ABB Polovodiče

Ačkoli každý o 3D tisku slyšel, ne každý 3D tiskárnu má. Článek popisuje zkušenosti se zaváděním 3D tisku a jeho využití ve výrobě a při vývoji.

3D tisk je technologie, která působí moderně, až futuristicky a svým image se hodí do vývojových oddělení amerických automobilek nebo berlínských start-upů. Reálně se však stává standardem, a to zejména ve firmách s vlastním oddělením vývoje. Firmách jako je ABB, konkrétně jednotka v Praze na Novodvorské, která se zabývá se výrobou a vývojem výkonových polovodičových součástek.

Tiskárnu jsme zakoupili v polovině roku 2016. Zvolili jsme model pro jednodušší průmyslové využití, která vyhovovala našim potřebám, hlavně co se týče tiskové plochy (resp. objemu), spektra použitelných materiálů a rychlosti tisku. Od té doby jsme pro ní nalezli mnohá využití od jednoduchých zakládacích přípravků přes předměty pro marketingovou prezentaci až po tvarově komplexní prototypy nových výrobků. Zajímavým příkladem mohou být i speciálně adaptované náhradní díly – díky vytisknutí plastové cívky jsme například byli schopni adaptovat rentgen starý několik desetiletí na nový rozměr filmu, poté co se rozměr původně určený na toto zařízení přestal vyrábět.

Hlavní výhodou 3D tisku je rychlost, se kterou je možné přetavit myšlenku, respektive počítačový model do prvního reálného vzorku. Tím mám na mysli rychlost ve srovnání se zhotovením výrobku tradičními metodami jako je obrábění, sváření a podobně, při kterých na rozdíl od 3D tisku konstruktér obvykle potřebuje spolupráci pracovníků dílny nebo externí firmy, pro které je třeba vypracovat detailní specifikaci a zohlednit jejich aktuální vytížení a priority.

Samotná doba tisku bývá pro výrobek o rozměrech 10 x 10 x 5 cm řádově několik hodin. 3D tisk tak nemůže obstát ve srovnání s lisováním, kde se čas cyklu pohybuje v jednotkách sekund, přesto však může být alternativou pro malosériovou výrobu, protože není třeba platit lisovací formu, ale pouze materiál ve formě plastové struny. V naší jednotce si tak například vyrábíme skladovací nosníky pro křemíkové destičky méně obvyklých rozměrů.

S 3D tiskem je spojena i řada problémů souvisejících hlavně s velkým množstvím proměnných, na kterých závisí výsledná kvalita tisku. Především je třeba pro každý materiál určit vhodnou teplotu trysky, kde se materiál přetavuje, nebo teplotu podložky, na kterou se výrobek tiskne. Dále je nutné určit rozestup jednotlivých tisknutých linií, rychlost tisku, navrhnout podpory pod převislými částmi, které se po dokončení výrobku vylámou, nebo navrhnout strukturu výplně dutin výrobku, díky které je mimochodem výrobek z 3D tiskárny při nízké hmotnosti poměrně pevný. Špatná volba parametrů většinou v důsledku teplotní smrštivosti materiálů vyústí minimálně ve zvednutí rohů základny výrobku, v horším případě v celkové zkroucení, vznik prasklin nebo utržení výrobku od podložky v průběhu tisku.

Problémem pro některé aplikace může být i vláknitá struktura stěn, náchylná k průrazu elektrickým polem, jsou-li u výrobku požadovány izolační vlastnosti, jak tomu často bývá v našem případě. Z toho důvodu se někdy hodí výrobek naleptat v rozpouštědle, aby se jednotlivé vrstvy lépe spojily. Kromě funkčních vlastností tak lze zlepšit i parametry estetické.

Přestože se za prvními výrobky vytištěnými na 3D tiskárně skrývá mnoho práce při testování a odlaďování parametrů, již po půl roce provozu se nám podařilo ušetřit mnoho času a peněz při vývoji nových výrobků nebo konstrukci přípravků do výroby. Celkově proto hodnotím investici do 3D tiskárny jako jednu z nejlepších investic, které naše jednotka v poslední době uskutečnila.

Máte i vy zkušenosti s využitím 3D tisku? Podělte se o ně v komentářích k tomuto článku.

 

0 Comments

Přidat komentář k tomuto článku(0)

Zásady blogování

Footer