A Dana győri Off-Highway gyára jelentős fejlődést ért el az ipar 4.0 alkalmazások területén, amelyben az additív gyártásnak is nagy szerep jutott.
A házon belüli Markforged X7 kompozit nyomtatójukkal készült eszközök a korábbinál költséghatékonyabb és gyorsabb megoldást jelentenek a gyár fejlesztéseihez szükséges egyedi igényekre. A nyomtatott eszközök a szemmel látható megtakarítások mellett hozzájárulnak a nagyobb termelékenységhez, a kevesebb leálláshoz, a csökkenő hibaarányhoz és a jobb munkakörülményekhez is.
A Dana a legfontosabb vállalati értékei közé sorolja a fejlődést, az innovációt, amelyet a vállalat ’People Finding a Better Way’ mottója is jól mutat. Ami Győrben a Dana Hungary Kft.-nél történik, azt pedig tökéletes illusztrációként lehetne a szlogen mögé állítani. A hozzáértő és innovatív csapat mindössze félévvel a 3D nyomtató beszerzése után már óriási eredményeket és megtérülést tudott felmutatni, amelyről Varga Gábor, a mérnökség vezetője és Laky Dániel, műszaki projekt koordinátor mesélt.
A saját 3D nyomtató beszerzését alapos tapasztalatszerzés és megtérülés számítás előzte meg. Körülbelül fél évig szolgáltatásként vették igénybe az additív gyártás lehetőségeit, miközben a várható önköltséget minden esetben összevetették a hagyományos csatornákon történő beszerzés alternatív költségeivel. Az előzetes kutatás eredménye az lett, hogy fél év alatt akár 32 000 Eurót meg tudnának spórolni egy saját 3D nyomtatóval.
„A becsléseink pontosak voltak, a Markforged X7 nyomtató az első hat hónapban csak az egyedi alkatrész és szerszámigények alapján is már 50%-ban megtérült. – mondta Gábor – Ez idő alatt 300 féle alkatrészből összesen több, mint 850 darabot gyártottunk már le.” Amennyiben pedig ehhez hozzáadjuk az egyedi fejlesztésű új eszközök, szerszámok és áthidaló megoldások által elkerült leállásokat vagy vevői reklamációkat, valamint a termelékenyebb gyártást, akkor már többszáz százalékos megtérülésről is beszélhetünk.
3D nyomtatás a Dana Hungary Off-Highway gyárában
A Dana Incorporated alapos piackutatás után választotta stratégiai partnerének a Markforged márkát és mostanra már tucatnyi gyárat felszereltek Markforged kompozit és fém 3D nyomtatókkal. A Dana Hungary Off-Highway gyárában a Markforged gépeket itthon forgalmazó FreeDee Kft. 2021 év végén helyezte üzembe az X7 típust. A Markforged X7 ipari kompozit nyomtató a folyamatos szálerősítésre képes 3D nyomtatást kifejlesztő Markforged zászlóshajója. Az X7 elsődleges feje hőre lágyuló mátrix anyagot, a legtöbb esetben darabolt szénnel dúsított PA6-ot (Onyx) nyomtat, míg a másodlagos nyomtatófej folyamatos üveg-, hőálló üveg-, kevlár- vagy karbonszálat ágyaz az alkatrészekbe. Az eljárás eredményeként olyan szilárd, ellenálló alkatrészek nyomtathatók, amelyekkel leválthatók korábban forgácsolt műanyag és fémalkatrészek is. A Markforged egyedülálló kompozit nyomtatóit, alapanyagait és szoftveres megoldásait a FreeDee szeptember 6-i szakmai napján is alaposan megismerhetik az érdeklődő szakemberek.
„A Markforged X7 3D nyomtatónk 80% fölötti kihasználtsággal üzemel. Jelenleg az amerikaiak után a magyarországi gyár adaptálta legmagasabb szinten a 3D nyomtatást. Ez azért is különleges teljesítmény, mert a győri Dana az egyetlen az eddigi telephelyek közül, ahol kifejezetten a gyártásban használják az additív gyártást.” – meséli Laky Dániel. A többi 3D nyomtatóval rendelkező Dana gyárban jellemzőbb a fejlesztést, szerelési teszteket támogató prototípusok nyomtatása.
Varga Gábor négy fő célt nevezett meg, amelyek elérésében a Dana Hungary intenzíven támaszkodik a 3D nyomtatásra: „Egyrészt természetesen a szerszámok házon belüli additív gyártásán realizálható konkrét idő- és költségmegtakarítás nagyon fontos nekünk. Emellett kiemelt célunk személyre szabott megoldásainkkal a vevői reputáció megtartása, az elégedettség növelése. A fejlesztéseink egy másik része a belső hibák csökkentését, a termelékenység növelését és a leállások elkerülését célozza. Ehhez szorosan kapcsolódik az operátori elégedettség növelése, a jobb munkakörülmények biztosítása a gyártósorokon.”
A Dana Hungary gyártósorain MES irányítja a termelést és írja az utasításokat, hogy mit mivel és hogyan kell következő lépésként szerelni. Ehhez kapcsolódva a Dana mérnökei olyan szerszámtartókat terveztek és nyomtattak, amelyekbe jeladó kapcsolókat építettek. Ez a kapcsoló ellenőrzi és azonnali visszajelzést ad, hogy a megfelelő szerszám elvételre, majd használat után visszahelyezésre került-e. Az egyik soron a jeladó kampók felszerelése után nullára csökkent a hibaszám.
„Ezek a fejlesztések nem csak a hibákat csökkentik drasztikusan, de gyorsítják a gyártást és az új operátorok betanítási idejét is jelentősen lerövidítik.” – meséli Laky Dániel.
A Markforged nyomatok rendkívüli terhelhetőségét mutatja egy másik példa. Az egyik gyártósor átadásánál hiányzott egy présalátét, mert a fémalkatrészre várni kellett, ami napi 20-30 ezer Euró veszteséget jelentett volna. A Dana mérnökei így ismét a kompozit nyomtatáshoz nyúltak, hogy elkészítsék a présalátétet, amelyre 30 kN, azaz 30 tonnának megfelelő erő hatott. A Markforged Onyx anyagú alkatrész tökéletes bridge megoldásnak bizonyult, talán még most is működne, ha nem cserélik le az időközben beérkező fémalkatrészre.
A késztermékek tesztelésének és ellenőrzésének hatékonyságát is tudták növelni 3D nyomtatással. Például a futóművek tesztelését nyomtatott tartókra szerelt prizmák és szenzorok segítik, a hidromotorok eresztési tesztelését pedig nyomtatott tesztfedelek támogatják.
Az elmúlt fél év során számos egyedi ellenőrző sablont is nyomtattak, amivel fő céljuk a vevői reklamációk megelőzése. Ezen a területen az egyik legnagyobb hozzáadott értéket épp egy maroknyi, kúpos ellenőrző darab jelentette. A nyomtatott mérősablon a kerékagy megmunkált részének ellenőrzésére szolgál. Normál esetben a kerékagyak ellenőrzése mérőgépen körülbelül 30 percbe telt volna darabonként, ami 3-4 napos leállást okozott volna a vevőjüknek. A nyomtatott ellenőrző darab azonban töredékére csökkentette az ellenőrzéshez szükséges időt és segített elkerülni az idő- és költségveszteséget.
Az egyértelmű megtakarításon túl, amit az egyedi szerszámok házon belüli additív gyártása jelent, az ergonomikusabb kialakítás és a súlycsökkenés növeli az operátori elégedettséget és hatékonyságot is. Több esetben egy-egy kézi szerszám súlyát akár 90-95%-kal képesek voltak csökkenteni kompozit 3D nyomtatással.
A korábban forgácsolással készült fém csapágybeütők nyomtatott helyettesítői 3-4 kg helyett 150-200 grammot nyomnak, ezáltal jelentősen könnyebbé teszik a fizikai munkát. A könnyebb szerszám és a nyomtatás által olcsón elérhető jobb ergonómia jobb munkakörülményeket és akár gyorsabb munkavégzést is jelent.
Egy másik jó példa a könnyebb és kényelmesebben használható, nyomtatott szerszámokra ez az egyedi, fogazott dugókulcs betét. A korábbi fém változatok a súlyuknál fogva lehúzták a plafonról lógó pneumatikus vezetékeket, amely balesetveszélyes volt. A Markforged White Nylonból nyomtatott szerszám azonban kisebb súlyának köszönhetően nem okoz ilyen baleseteket, emellett jelentősen alacsonyabb költségen nyomtatható, mintha hagyományos gyártással készült volna.
Mivel a szerszámok súlycsökkentése nagyon pozitív eredményekkel járt, így a Dana mérnökei keresik a hasonló lehetőségeket. Terveik között szerepel például emelő szerszámok additív gyártása is. Ehhez kapcsolódóan a Dana Hungary a győri Széchenyi István Egyetemmel dolgozik együtt a megfelelő vizsgálatokon.
Mindazonáltal a Markforged mérnökei is dolgoznak ezen a kérdésen. Idén tavasszal ugyanis a Markforged felvásárolta a szimulációs szoftver megoldások fejlesztésével foglalkozó Teton Simulationt. A Teton Simulation fejlesztése képes az alkatrészek nyomtatási paramétereinek optimalizálására a várhatóigénybevételek alapján. Ezek az okos funkciók hamarosan a Markforged felhő alapú Eiger előkészítő szoftverben is megjelennek majd.
Eredmények
Mindössze fél év házon belüli 3D nyomtató használat után a Dana Hungary mérnökei jelentős megtakarításokat tudnak felmutatni, valamint mind a gyártás, mind a gyártás előkészítés területén is gyorsabbak lettek.
Amikor új termék gyártásába kell kezdeni, a prototípusgyártáshoz a szerszámoknak már 30-40 %-át előre ki tudják nyomtatni. A MES és az okos kapcsolók jelentősen csökkentik az új gyártósor operátorainak betanulási idejét. A változó vevői igényekből vagy ellátási lánc problémákból fakadó leállások 3D nyomtatott alkatrészekkel sok esetben elkerülhetők. Ezek a fejlesztések, a gyors reakciókészség és a könnyebb, ergonomikusabb szerszámok együtt pedig az egész gyártási folyamatot hatékonyabbá, termelékenyebbé teszik, amely eredményeként a vevői reputációjuk is egyre növekszik.
„A Markforged X7 nagyon sokat dobott a fejlesztéseink ütemén. Nem kis segítség volt abban sem, hogy mindössze 3 hónap alatt fel tudjunk húzni egy új gyártósort a beérkező igénytől a teljes átadásig.” - Varga Gábor.