Výroba náhradních dílů pomocí 3D tisku
3D tisk se stává stále dostupnější a dostupnější a s ním se otevírají i nové možnosti výroby. Jednou z nich je i výroba náhradních dílů. V tomto článku se podíváme na to, co je 3D tisk a modelování, jaké jsou jeho výhody v kontextu výroby náhradních dílů, kdy je výhodné náhradní díly vyrobit a kdy ho raději zakoupit.
3D tisk je proces vytváření trojrozměrných objektů z digitálního modelu. Model se nejprve vytvoří v 3D modelovacím softwaru, poté se ve sliceru nařeže (naslicuje), což je program, který model převede na GCODE a následně se přenese do 3D tiskárny, která ho vytiskne vrstvu po vrstvě z materiálu, jako je plast, kov, pryskyřice aj.
3D modelování je proces vytváření 3D modelů. Existuje mnoho různých 3D modelovacích programů a technik, které se liší v obtížnosti použití a funkcích. Některé programy jsou určeny pro začátečníky, zatímco jiné jsou určeny pro profesionály.
Výhody výroby náhradních dílů pomocí 3D tisku
Výroba náhradních dílů pomocí 3D tisku má mnoho výhod, mezi které patří:
- Rychlost: Náhradní díly lze vyrobit mnohem rychleji než tradičními metodami, jako je obrábění nebo odlévání. To je obzvláště důležité v případě, kdy je potřeba díl rychle vyměnit.
- Náklady: V závislosti na složitosti dílu a použitém materiálu může být výroba 3D tiskem mnohem levnější než tradiční metody.
- Přizpůsobení: Náhradní díly lze snadno přizpůsobit specifickým potřebám. To je užitečné pro díly, které se obtížně shánějí nebo které je potřeba upravit tak, aby pasovaly na konkrétní stroj.
- Dostupnost: Pomocí 3D tisku je možné vyrobit díly, které se již nevyrábějí nebo které je obtížné sehnat.
- Snížení odpadu: Při 3D tisku se používá pouze materiál potřebný k výrobě daného dílu, čímž se snižuje množství odpadu.
Kdy je 3D tisk ideální pro výrobu náhradních dílů?
3D tisk je ideální pro výrobu náhradních dílů v následujících případech:
- Díl je obtížné sehnat: Pokud se díl již nevyrábí nebo ho je obtížné najít u prodejců, lze ho snadno vyrobit 3D tiskem z existujícího 3D modelu.
- Díl je potřeba upravit: Pokud je potřeba díl upravit tak, aby pasoval na konkrétní stroj nebo aby splnil specifické požadavky, lze ho snadno upravit v 3D modelovacím softwaru před tiskem.
- Nízký objem výroby: Pokud je potřeba vyrobit pouze několik kusů dílu, může být 3D tisk mnohem levnější a rychlejší než tradiční metody výroby.
- Prototypování: 3D tisk se často používá k prototypování nových dílů před jejich sériovou výrobou. To umožňuje rychle a snadno testovat různé designy a provádět změny předtím, než se díl vyrobí ve velkém.
- Díl nevyhovuje: Když je daný díl například poddimenzovaný, nebo nevhodně navrhnutý, lze vyrobit díl nový avšak přizpůsobený tak, aby lépe vyhovoval, nebo byl robustnější pro větší výdrž.
Kdy je lepší náhradní díl zakoupit?
V některých případech je stále lepší náhradní díl zakoupit, než ho vyrobit 3D tiskem. Mezi tyto případy patří:
- Vysoký objem výroby: Pokud je potřeba vyrobit velké množství dílů v řádu desetitisíců, je obvykle levnější a efektivnější je vyrobit tradičními metodami.
- Složité díly: Velmi složité díly s vysokou přesností mohou být obtížné vyrobit 3D tiskem. V těchto případech může být lepší je vyrobit tradičními metodami.
- Nevhodný materiál: Ne všechny materiály jsou vhodné pro 3D tisk. Pokud je díl vyroben z materiálu, který se nedá 3D tisknout, je nutné ho zakoupit nebo vyrobit tradičními metodami.
- Standardní díl: Díly, které jsou standardně běžně dostupné se většinou nevyplatí nechat vyrábět. Tyto díly se vyrábí ve velkých množstvích a jejich cena bývá většinou nižší než výroba na zakázku.
Zlomek náhradních dílů, které jsme již vyráběli
Ozubená kola do převodovky pro dětské vozítko
Originální ozubené kolo převodovky pro dětské elektro vozidlo mělo vylámané některé zuby a opotřebované uložení hřídele, které nebylo opatřeno ani kluzným pouzdrem. Dle fyzického kola jsme udělali 3d model, který jsme však oproti originálu vylepšili osazením pro vložení ložiska a tím zlepšili celkový chod převodovky.
Kolo je vytisknuto z materiálu PC Blend s uhlíkovým vláknem pro maximální odolnost a životnost.
Náhradní trysky do vířivky
Zákazník, který opravuje vířivky, nám zaslal rozbitou trysku do vířivky, která se již nedá sehnat. Dle této předlohy jsme vymodelovali přesný 3d model, který jsme následně vytiskly z velice odolného a houževnatého materiálu PC Blend.
Díky našim službám 3d modelování a 3d tisku byla vířivka opravena. Trysek jsme následně natiskly celou sérii pro případné opravy dalších vířivek stejného typu, čímž jsme se ve výsledku dostali na vskutku skvělou cenu cca 265Kč/ks.
Díl aku šroubováku
Pro našeho zákazníka jsme vyrobili dle zlomeného dílu jeho přesnou kopii, který slouží pro nastavení utahovacího momentu v aku šroubováku. Nejprve jsme změřili všechny rozměry fyzického dílu a vytvořili jeho přesnou kopii jako 3D model.
Následně jsme vytiskli kontrolní vzorek z PLA pro ověření rozměrů a následně proběhl finální 3D tisk z materiálu PC Blend s karbonovým vláknem, který je ideální pro odolné, funkční 3D výtisky.
V tomto případě byly náklady na výrobu nového dílu cca poloviční oproti ceně originálního náhradního dílu.
Ventilační mřížka pro historické vozidlo Ford
Také náhradní díly pro automobily je možné vytisknout, jak ukazuje ventilační mřížka pro historický automobil Ford, která se již nevyrábí a nedá se již skoro sehnat a to ani na vrakovištích či bazarech.
Nejprve jsme pro zákazníka dle původního dílu vymodelovali přesnou kopii a následně ji vytiskli z materiálu ABS.
Aby byla mřížka dokonalá, tak jsme ji nakonec chemicky vyhladili, čímž dostala nádherný hladký a lesklý povrch, přesně takový, jaký má originální díl. Ve výsledku se jednalo o tisk menší série těchto mřížek.
Držáky vypínače pod pásový dopravník pokladny
Zákazník nám dodal model krabičky pro kolébkový vypínač, který má sloužit pro pohyb dopravníkového pásu pokladny s požadavkem tisku z materiálu ABS.
Nejprve jsme dle požadavku vytiskli prototyp a zaslali na schválení, po kterém následoval sériový tisk uvedených krabiček.
O úspěšném začlenění vytisknutých dílů do pokladních systémů svědčí zejména to, že jsme již vytiskli stovky těchto krabiček.
Otázky a odpovědi na nejčastější dotazy
Ano je to možné. Díky tiskárně s pěti nezávislými tiskovými hlavami můžeme kombinovat až 5 různých materiálů v rámci jednoho dílce.
Můžeme tedy kombinovat například flexibilní materiály s mechanicky velmi odolnými materiály a tím plně využít potenciálu obou materiálů zároveň.
Dále využíváme vícemateriálový tisk pro dílce obsahující podpěry, čímž dosahujeme naprosto perfektního povrchu pod podpěrami!
Ano, je to možné. Můžeme tisknout až pěti různými barvami zároveň v rámci jedné vrstvy, což znamená až pět různých barev v rámci jednoho dílce.
Menší zakázky stíháme vyrobit do 24 hodin.
Zakázky většího rozsahu mohou trvat i několik dnů až týdnů. Vždy záleží na velikosti a složitosti modelu a požadovaného počtu kusů.
Termín vždy upřesníme již při nezávazné poptávce.
Každý tisk je velice individuální a cena se odvíjí od několika faktorů jako je složitost a velikost tisknutelného dílce, možná potřeba podpůrného materiálu, použitý materiál a požadovaná výsledná kvalita povrchu dílce. Neposledním faktorem je potřebný čas, který vychází z kombinace uvedených faktorů na daný tisk.
Cenu také ovlivňuje počet požadovaných kusů.
Na každý požadovaný dílec Vám rádi zpracujeme nezávaznou cenovou nabídku, aby jste nebyli nemile překvapeni.
Poptávka 3D tisku není závazná a je zdarma.
Aktuálně disponujeme rychlou velkoformátovou CoreXY 3D tiskárnou s pěti nástroji a velikostí tiskové plochy 360×360×360 mm, což nám umožňuje jednoduše a rychle tisknout rozměrné objekty z až pěti materiálů současně!
Můžeme ale vytisknout i daleko větší objekty za předpokladu, že model rozdělíme na více částí, které se následně slepí, sešroubují nebo jen zacvaknou do sebe.
Nic se neděje 3D model můžete najít v databázích 3d modelů například https://thingiverse.com , https://printables.com, https://cults3d.com.
Model pro vás vytvoříme! Pokud máte výkresovou dokumentaci, náčrt, obrázek s rozměry či fyzickou předlohu, stačí nám je poslat a model vám vytvoříme v profesionálním 3D CAD.
Model nám ideálně zašlete ve formátu určeném k 3D tisku jako jsou STL, 3MF, OBJ, STEP/STP apod.
Pokud uvedený formát nemáte, nevadí. Poradíme si i ostatními formáty a model si převedeme.
To záleží na detailnosti a složitosti dílce. Je potřeba brát v úvahu, že povrchové modely pro 3D tisk jsou složeny ze sítě trojúhelníků a tvary jako oblouky by v případě nízké kvality byly viditelné jako složenina několika rovin namísto oblouku.
Modely tedy exportujte raději ve vyšší kvalitě aby výsledný tisk obsahoval veškeré detaily.
Přesnost velice závisí na geometrii a složitosti dílce a také na použitém materiálu k tisku. Některé materiály trpí velkou smrštivostí, která se může projevit v různé části dílce malinko jinak a nelze ji plně podchytit.
U FFF/ FDM tisku běžně dosahujeme přesnosti kolem 0,1 – 0,2 mm. U kritických rozměrů jsme schopni dosáhnout přesnosti i 0,05 mm.
Výsledné výtisky je možno následně dále zpřesnit např. vystružením, obrobením, obroušením dosedacích ploch apod.