Az additív gyártástechnológiát a vállalatok egyre gyakrabban alkalmazzák a gyártási folyamatokban, és valamennyi siker azt bizonyítja, hogy életképes alternatíváról van szó. Habár az additív gyártás alapelve ugyanaz, mint a 20 évvel ezelőtti bevezetéskor, a rendeltetése mára teljesen megváltozott: nemcsak prototípus-készítéshez használják, hanem közvetlen digitális gyártáshoz is.
Additív gyártás
Az additív gyártás az olyan eljárások általános neve, amelyek során egy munkadarab rétegek lerakásával és egymásra építésével készül el – ellentétben például a forgácsolással történő megmunkálással, amely szubtraktív (lebontó) eljárásokat foglal magában. Az additív gyártást a prototípusgyártás automatizálására fejlesztették ki, ezért eredetileg gyors prototípusgyártásnak nevezték. Ezen kívül számos más neve is van: a legnépszerűbb a 3D-s nyomtatás.
A digitális gyártás az a folyamat, amelynek során CAD-adatok segítségével történik az alkatrészeket készítő additív gyártást végző gép vezérlése. Ilyen alkatrészek lehetnek például termékek elemei, a különféle termelő- vagy gyártási eszközök cserealkatrészei (tartozékok vagy alkatrészek). Az additív gyártást végző gépek vezérléséhez olyan CAD-adatok is használhatók, amelyekkel például 3D-s szkennelés során szerzett adatokból vagy az orvosi képalkotás (CT, CB-CT és MRI) Dicom-formátumú adataiból is előállíthatunk kézbe fogható modelleket.
A digitális gyártás során nem kerül sor öntésre, megmunkálásra vagy formázásra. A termékek nem az anyag eltávolításával vagy formázásával, hanem rétegenkénti hozzáadásával készülnek. Digitális gyártáskor – leszámítva a gyártás előkészítésére szolgáló néhány perces feldolgozást, illetve az alkatrész megtisztítását célzó rövid utókezelést – a CAD-adatokból közvetlenül készül el a végső termék. A hagyományos eljárásokra jellemző kezdeti és háttértevékenységek kiiktatása azt jelenti, hogy nem merül fel a folyamaton kívüli költség vagy munka, illetve időveszteség.
Egy eljárás, több technológia
A digitális gyártás eljárás, nem pedig technológia, és különböző jellemzőkkel rendelkező additív gyártási technológiákkal használható. A digitális gyártáshoz használt valamennyi additív gyártási technológiának közös technikai alapja van: ez az alkatrészek közvetlenül CAD-adatfájlokból történő létrehozása. Az additív gyártási eljárások azonban különbözőképpen működnek: annak megállapításához, hogy a digitális gyártás megfelelő-e a projekt számára, először a kiválasztott technológia alapján kell kiértékelni a projektet.
A digitális gyártás a választott technológiától függetlenül komoly előnyöket biztosít a hagyományos gyártási eljárásokhoz képest. Leggyakrabban a következőket szokták említeni: * nincs szükség szerszámokba történő beruházásra * felgyorsítja a tervezési ciklust és a piacra kerülést * szélesebb tervezési lehetőségek * gyorsabb, olcsóbb újratervezés * egyedi alkatrészek, kis szériás gyártás. Az előnyök együttesének eredménye a hatékonyság, a rugalmasság, az alkalmazkodókészség és a megfizethetőség. A digitális gyártás olyan eljárás, amely a termékkialakítás, a gyártási módok és az üzleti műveletek terén egyaránt számos alternatívát vezet be. További előnyként említhető, hogy több additív gyártástechnológia többé-kevésbé „zöld” eljárásnak számít. Mivel az ilyen eljárások csak a szükséges mennyiségű alapanyagot használják fel, végeredményben jóval kevesebb hulladék képződik, mint a forgácsoló eljárások során. Nem kerül sor felesleges készletek gyártására sem. A legtöbb additív eljáráshoz nincs szükség káros vegyi anyagokra, és káros gázok sem kerülnek a környezetbe. További környezetbarát jellemző, hogy additív gyártással viszonylag kevés elektromos energia használatával készíthetők el az alkatrészek.
A digitális gyártás alapjaiban írja át a gyártási döntéshozás szabályait, számos esetben egyenesen a hagyományos termelési eljárások ellentétéről van szó. Az említettek miatt ez a technológia forradalmi paradigmaváltásnak számít, ezért hagyományos megközelítéssel nehezebb értékelni és megérteni a lényegét.
Sokszínű alkalmazás
Gyártási környezetben a digitális gyártás általában két szerepkörben kerül elő. A vállalatok értékesítendő termékek előállítására vagy a termékek gyártására szolgáló eszközök készítésére használhatják az eljárást.
A digitális gyártás mindenekelőtt kis darabszámú szériák előállítására alkalmas. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a tömegtermelésre összpontosító cégek ne takaríthatnának meg időt és pénzt digitális gyártási megoldásokkal – minden gyártó esetében vannak csak kis mennyiségben kielégítendő szükségletek (például kéziszerszámok, mérőeszközök, különféle tartozékok, alkatrészek vagy befogókészülékek).
A gyártási eszközök készítése ideális terepet kínál a közvetlen digitális gyártás kipróbálására. Az ilyen eszközök célja a gyártási és összeszerelési folyamat gyorssá, hatékonnyá, megismételhetővé és költséghatékonnyá tétele. A digitális gyártás ilyen környezetben a hagyományos gyakorlatok kis kockázatú, előnyös megtérülésű alternatívájaként jön számításba. Mivel az eszközöket a vállalat közvetlenül használja, és nem egy beszállító biztosítja, az előállítás költség- és idővonzata pedig csekély, egy sikertelen kísérletnek kevés negatív következménye lehet. Ellenben a sikeres digitális gyártási megoldások nagyban javítják a termelékenységet, a termékek minőségét, illetve csökkentik az előállítás költségeit. A digitális gyártás a gyártóeszközök előállítása terén jelenleg népszerűbb módszer, mint végfelhasználásra szánt termékek esetén. Ezt részben az alacsony kockázat magyarázza, részben pedig az, hogy minden gyártónak szüksége van kiegészítő készülékekre.
A digitális gyártás nem csak a gyártásra szakosodott iparágakban használható jól. Az egyedi eszközök (például ortopédiai eszközök, művégtagok, hallókészülékek vagy foghidak) iránti igénynek köszönhetően az orvosi és fogorvosi szakma is korán felfigyelt a digitális gyártásban rejlő lehetőségekre. A vállalatok felfedezték, hogy a módszer sokkal inkább a hagyományos gyártási eljárások hatékony alternatívájaként, és nem közvetlen kiváltásaként jöhet számításba.
Összehasonlítás mintaprojekttel
A digitális gyártás már-már korlátlan lehetőségeket nyújt, a vállalatok pedig csak a közelmúltban kezdték felismerni az előnyöket. Kifejezetten izgalmas tapasztalat szembesülni a lehetőségek hatalmas tárházával. További jó hír, hogy rengeteg technológia és alapanyag közül lehet választani.
Egy vállalat termékfejlesztési részlege vagy házon belüli additív gyártási rendszert használhat, vagy additív gyártási eljárást alkalmazó szolgáltatóhoz szervezheti ki a prototípusgyártást. Bármelyik esetről legyen is szó, érdemes lefuttatni egy mintaprojektet, azaz összehasonlítani például valamilyen kis tartozék vagy alkatrész digitális, illetve hagyományos módon történő legyártásának költségét, és ezzel megvizsgálni a költséghatékonyság növelésének lehetőségét az adott cégnél.
