At lave mønstre til metalstøbning plejede at være en arbejdskrævende og lang proces. Men med en stor 3D-printer kan man gøre det med et tryk på en knap. På den måde sparer Metso Outotec op til 70 % af omkostningerne.
Det gamle og det nye
Når man taler om støberier, tænker de fleste på glødende ovne og røgfyldte, sodede værksteder. Og selv om dette billede stadig er gyldigt, består metalstøbning af mange flere og komplekse trin ud over den endelige støbeproces. For at optimere og forenkle disse processer og samtidig reducere omkostningerne er virksomheder som Metso Outotec begyndt at implementere 3D-print.
Metso Outotec er en global leverandør af udstyr og løsninger til mineralforarbejdning og metalraffinering. Dele til produktporteføljen støbes i fem støberier, der tilhører virksomheden. På to fabrikker bruges 3D-printere fra BigRep hovedsageligt til at producere støbeforme og kernekasser. Støberiet i Tjekkiet købte en BigRep ONE for et par år siden, og i Brasilien har en BigRep PRO været i drift siden februar 2021. I Brasilien er Patricia Moraes, som har været i virksomheden siden 2004, ansvarlig for at implementere og optimere deres 3D-printproces.
3D-printning erstatter CNC-fræsning og gør alting lettere
Før deres BigRep 3D-printere blev installeret, var formene og andre dele udelukkende lavet af træ. Emnerne blev samlet af enkelte træblokke, og den ønskede form blev skabt ved hjælp af en CNC-fræsningsproces. Det krævede ikke kun indkøb, opbevaring og håndtering af store og tunge træstykker, men maskinerne skulle også programmeres af specialuddannet og kvalificeret personale. Denne proces kræver også meget tid, da emnerne for det meste er limet sammen og ikke kan bearbejdes, før limen er hærdet. Patricia Moraes sagde: "Det hele tager så lang tid, fordi vi er nødt til at vente, indtil limen er tørret."
Efterhånden som deres produktionsproces blev omlagt, bliver mange dele, som f.eks. kernekasser i forskellige størrelser, løse dele og værktøj til kerneskydningsmaskinerne nu 3D-printet på BigReps 3D-printere. Metso Outotec printer specifikt designede add-on-dele, der kan fastgøres til simple basiskroppe, hvilket giver øget fleksibilitet, når det kommer til at skabe et stort udvalg af støbeforme. På dette stadie spiller samspillet mellem CNC-bearbejdning og 3D-print en vigtig rolle. Store basiskroppe fræses stadig og suppleres derefter med 3D-printede løse dele, mens mindre dele for det meste printes helt.
Hurtigere, lettere, mere fleksibel
Ifølge Patricia Moraes er en af de vigtigste fordele ved den nye metode - den meget hurtigere produktionsproces - helt indlysende: "Man kan sige, at printeren arbejder i treholdsskift. Jeg starter printet i dag, og jeg har delen i morgen." Det gør ikke kun produktionen hurtigere, det giver også mulighed for meget kortere iterationscyklusser. Ændringer af støbeformene og kernekasserne kan foretages med kort varsel, og ønskede ændringer kan implementeres meget lettere.
En anden vigtig fordel ved at bruge additiv fremstilling er, at delene bliver lettere og meget nemmere at håndtere. Indkøb og opbevaring af råmaterialet forenkles drastisk, da det ikke længere er nødvendigt at købe store mængder træ. Metso Outotec gør også brug af muligheden for at arbejde med forskellige materialer på den samme printer. Overflader, der udsættes for større belastninger under drift, printes med et materiale, der er mere modstandsdygtigt over for slid, for eksempel BigRep Pro-HT, mens strukturer nedenunder er lavet af omkostningsbesparende PLA. Ved at bruge indstillingerne og justeringerne i BigReps egen slicing-software, BLADE, kan man påvirke objektets indre struktur ved at ændre mængden af infill, der printes i bestemte områder. Bærende strukturer kan printes på en mere solid måde, mens der andre steder kan spares materiale og dermed vægt.
Stejl indlæringskurve og vigtige resultater
Efter at have printet mere end 70 dele på den nye BigRep PRO drager Patricia Moraes en overvældende positiv konklusion. "Læringskurven var meget stejl. Efter kun tre måneder har vi opnået en maskineffektivitet på 80 %." Resultaterne fra denne læringsfase blev hurtigt omsat til yderligere procesoptimeringer. Det viste sig, at selv ved brug af større dyser og en øget lagtykkelse kunne man opnå en høj overfladekvalitet og generere emner, der kunne bruges med det samme næsten uden efterbehandling. Derfor blev time-to-part halveret, og antallet af printede dele blev fordoblet. Sammenlignet med den tidligere, traditionelle proces viser Metso Outotecs evalueringer efter syv måneder omkostningsreduktioner på mellem 55 % og 70 %, afhængigt af emnet.
Den positive erfaring med at bruge BigReps printere i produktionen har også sat gang i kreativiteten hos Metso Outotecs medarbejdere. Da Patricia Moraes blev spurgt, om de havde planer om at bruge printerne til andre formål, svarede hun: "Vi ser mange muligheder her, f.eks. jigs og fixturer, men også reservedele. Især til ældre udstyr skal man ofte importere reservedele. På grund af den gode nøjagtighed og de egnede materialer er der mange muligheder for os her."
Konklusion
Hos Metso Outotec er alle tilfredse med implementeringen af 3D-print i deres fremstillingsproces. Her spiller det store udvalg af materialer, som BigRep tilbyder, en væsentlig rolle, men vigtigst af alt har den hjælpsomme support fra BigReps medarbejdere gjort det muligt for Patricia Moraes at gennemføre dette moderniseringsprojekt med succes: "Med BigRep har vi et rigtig godt partnerskab!"
