3D-tulostus laskee kustannuksia eri tavoilla. Kun pieninä erinä valmistettavien muoviosien ruiskuvalussa käytetään perinteisten alumiini- tai teräsmuottien sijaan 3D-tulostettuja muovimuotteja, säästyy huomattavasti sekä aikaa että rahaa.
3D-tulostettujen ruiskuvalumuottien käyttö perinteisten alumiinimuottien sijaan pudottaa muottien valmistuskustannukset noin kahdeskymmenesosaan. Aikaisemmin tyypillinen muotti on maksanut noin 11 000–12 000 euroa, kun taas 3D-tulostetun muotin hinta on noin 500 euroa. Muutos on todettu ja dokumentoitu PLM Groupin ja Vileconin välisessä kehitysyhteistyössä. Vilecon on Tanskan Hillerødissa toimiva muovituotteiden valmistaja. PLM Groupin arvion mukaan 3D-tulostuksen käyttö ruiskuvalumuottien valmistuksessa lisääntyy lähivuosina räjähdysmäisesti myös muilla teollisuudenaloilla, ja siten 3D-tulostus laskee kustannuksia myös muilla aloilla.
Vileconin kehityspäällikkö Karsten Videbæk kertoo, että yhtiön kokemukset teknologian käytöstä ovat varsin mielenkiintoisia: ”Olemme oppineet valtavasti yhteistyöstämme PLM Groupin kanssa. Olen myös vakuuttunut siitä, että tulevaisuudessa 3D-tulostettujen työkalujen käyttö lisääntyy muoviteollisuudessa merkittävästi.”
3D-tulostuksesta käytetään englanniksi myös nimitystä additive manufacturing (AM). Vaikka 3D-tulostus tarjoaakin usein itsessään vaihtoehdon perinteiselle ruiskuvalulle, tulostamalla ei voida aina valmistaa suoraan muoviosia, jos esimerkiksi niiden pintarakenteelle tai väreille asetetaan tiettyjä vaatimuksia. Siksi on mahdollista, että osat täytyy valmistaa ruiskuvalulla. Ruiskuvalun aloituskustannukset ovat kuitenkin usein korkeat, sillä käytettävien muottien valmistaminen on kallista.
”Tästä syystä monet hyvät ideat päätyvät piironginlaatikon pohjalle ja kehityshankkeita hylätään usein varhaisvaiheessa. Lisäksi yritykset eivät yleensä halua investoida kalliisiin metallimuotteihin projekteissa, joissa osia tarvitaan vain muutama”, toteaa PLM Groupin 3D-tulostuksen tuen asiantuntija Andreas Vind.
3D-tulostus laskee kustannuksia – nopeasti
3D-tulostuksen ansiosta työkalujen valmistaminen käy huomattavasti nopeammin, halvemmin ja joustavammin kuin ennen. Tämä tekee pieninä erinä valmistettavien uusien ja innovatiivisten osien kehittämisestä ja valmistamisesta houkuttelevampaa. Muovimuotit tulostetaan teknisestä erikoismuovista, jota voidaan käyttää ruiskuvalussa jopa 350 celsiusasteessa.
”3D-tulostuksesta on hyötyä kaikille yrityksille, jotka valmistavat tuotteita ruiskuvalulla. Täysin tuotantovalmiin muotin valmistamiseen kuluu 24–28 tuntia, kun taas kalliiseen alumiinimuottiin pitäisi investoida tuhansia euroja ja toimitusta pitäisi odottaa päiviä, viikkoja tai jopa kuukausia”, Vind toteaa.
Vindin mukaan 3D-tulostuksen etuna on myös se, että muottien valmistus on varsin joustavaa ja että suunnittelutyössä lopputuotteen optimoinnin yhteydessä voidaan kokeilla erilaisia ratkaisuja.
3D-tulostus herättää hylätyt hankkeet uudelleen henkiin
Vilecon on käyttänyt 3D-tulostusta pienten elektroniikkakoteloiden ruiskuvalumuottien valmistuksessa. Kotelot on tarkoitettu lämpötila- ja kosteusantureille sekä tietoliikennettä varten tarvittaville pienille SIM-korttimoduuleille. Tuotteet mahdollistavat lämpötilan ja kosteuden etäsäätämisen, ja niitä käytetään ruotsalaisten kirkkojen energiankulutuksen optimointiin.
Hanke on ollut jäissä vuosia, sillä metallisten muottien ostaminen ei ole ollut taloudellisesti kannattavaa eikä valmiita osia ole voitu tulostaa halutusta materiaalista.
3D-tulostettu muotti kehitettiin yhteistyössä PLM Groupin kanssa. Iterointiprojektissa yritys testasi monenlaisia vaihtoehtoisia malleja saadakseen pienimmätkin yksityiskohdat täysin kuntoon. Uuden prosessin käyttöön liittyvät tekniset haasteet on ylitetty yhteistyössä PLM Groupin kanssa, ja osat ovat nyt valmiita käytettäväksi.
Ratkaisuja turnkey-periaatteella
”Olemme dokumentoineet kaiken, mitä olemme oppineet prosessin aikana – sen, miten osa on suunniteltu tulostusvalmiiksi, muotin rakenteen, jolla onnistumisaste on optimoitu, ja ennen kaikkea sen, miten ruiskuvalukone säädetään oikein, kun muotti valmistetaan erikoismuovista”, Andreas Vind kertoo.
Tämän tuloksena on kehitetty turnkey-ratkaisu: PLM Groupin asiakkaat voivat ostaa 3D-tulostimen ja koulutusta, jonka turvin he voivat ryhtyä kehittämään ja valmistamaan uusia muotteja ja säästää paljon aikaa ja rahaa.
Metallimuotteja massatuotantoon, apuna 3D-tulostus
Muoviosien massatuotantoon tarkoitettujen monimutkaisten ruiskuvalumuottien valmistuksessa voidaan käyttää metallien 3D-tulostusta. 3D-tulostuksen ansiosta muottiin voidaan esimerkiksi suunnitella valmiiksi jäähdytyskanavat, joilla osien jäähtyminen optimoidaan. Jos muotteja valmistettaisiin perinteisin menetelmin, tämä olisi erittäin hankalaa ja monesti jopa mahdotonta. Metallitulostinten hinta tekee 3D-tulostettujen metallimuottien valmistuksesta edelleen suhteellisen kallista, mutta tulostimet ovat yleisesti halpenemassa, mikä lisää menetelmän taloudellista houkuttelevuutta.
3D-tulostus laskee kustannuksia, mutta mitä se voi tehdä teidän yrityksessä?
Prototypointi, työkalut, jigit ja kiinnittimet, lopputuotteet…. 3D-tulostus laskee kustannuksia monilla eri keinoilla ja sitä voi hyödyntää tuotekehityksen useissa eri vaiheissa. Kerromme mielellämme lisää tulostinten ja materiaalien eroista ja autamme valitsemaan parhaiten soveltuvan materiaalin ja laitteen.
