3D print af reservedele! Hvad gør Triscan?

Medierne er fulde af historier om 3D prints anvendelsesmuligheder i forskellige brancher og hos Triscan følger vi med. Men vi står ikke blot på sidelinjen og kigger på – vi gør mere end det. I denne artikel får du et indblik i vores tanker og tiltag i den retning samt teknologierne bag 3D print.
 
Der skal ikke megen fantasi til at forstille sig, hvorledes 3D print ville kunne ændre måden hvorpå reservedelsbranchen, som vi kender den i dag, fungerer på. Tænk sig altid at kunne levere en reservedel når behovet opstår og dermed undgå restordresituationer. Tænk sig aldrig mere at se tilbage på en fejldisponering, som endte op med lagerreoler fulde af dele, som ikke blev solgt. Det lyder meget fristende - ikke? Men er det overhovedet muligt?
 
For at komme svaret nærmere har vi bl.a. besøgt Teknologisk Institut, hvor Centerchef Claus Erichsen Kudsk har opdateret vores viden omkring udviklingen inden for 3D print. På Teknologisk Institut har man ikke blot fulgt udviklingen af 3D print fra dens spæde start, men også produceret 3D print og tilbudt rådgivning omkring rapid prototyping (fremstilling af skuemodeller og prototyper i forbindelse med produktudviklingsprojekter), rapid manufacturing og additive manufacturing (anvendelsen af 3D print til egentlig produktion) til det danske erhvervsliv. 
 
Hertil kommer at vi internt hos Triscan har to medarbejdere med erfaring og interesse inden for området.  Product Team Manager Asger Thybo Geertsen’s interesse for 3D print udspringer ikke kun af arbejdsmæssige hensyn, men også privat hvor Asger selv har investeret i en 3D printer og eksperimenteret med teknologien. Marketingchef Thomas Fuglsang Andersen har i en periode på syv år formidlet viden om bl.a. 3D print på netop Teknologisk Institut.
 
3D print i den automotive industri
Blandt bilproducenterne findes der adskillige eksempler på anvendelsen af 3D print til fremstilling af dele. Audi, Rolls Royce, Porsche og Morgan er eksempler herpå – og ja vi er i luksusklassen. Porsche anvender, så vidt vi ved, udelukkende 3D print til fremstilling af reservedele til klassiske biler. I motorsportens kongeklasse – Formel 1 – har anvendelsen af 3D print ikke så overraskende været anvendt gennem rigtig mange år. Det kniber derimod med at finde eksempler på 3D print af dele til mere almindelige biler, hvilket tyder på, at teknologien endnu ikke helt er moden og konkurrencedygtig til anvendelse i den automotive industri.  
 
Et eksempel
Vi har for nyligt afprøvet vores tese på en olie bundprop i plast. Herefter har vi sammenlignet materialeegenskaber, nøjagtighed, finish og pris ift. en traditionel sprøjtestøbt bundprop. I forhold til materialeegenskaberne er vi i gang med at udføre en test til afprøvning af funktion over tid. 
                                                              
               
3D-printet bundprop til VAG
 
 SPRØJTESTØBNING3D PRINTNING
 

Nylon PA66
Varme stabiliseret

Nylon PA12
 Densitet 1,04-2,50 g/cm 1,01 g/cm
 Bedste tolerance ± 0,05 mm ± 0,3% (min ± 0,3 mm)
 Trækstyrke [MPa] 40-220 44-48
 E-modul [GPa] 0,4-9,2 N.D.
 Brudstyrke [%] 3,2-80 10,7-15
 Smeltepunkt [° C] 255  187
 HDT @ 0,45 MPa [° C] 100-263 175
 HDT @ 1,8 MPa [° C] 54-260 106
 
I ovenstående oversigt sammenlignes udvalgte materialeegenskaber mellem en sprøjtestøbt bundprop (Nylon PA66) med den 3D printede bundprop (Nylon PA12). Som det fremgår, er materialeegenskaberne ikke ens. Det vil derfor være de specifikke materialekrav og efterfølgende tests, der må afgøre hvorvidt det valgte materiale til vores 3D printede bundprop kan godkendes.   
 
Som det kan ses på nedenstående billeder, opnår man ikke helt samme finish i 3D print som ved plastsprøjtestøbning. 3D printede emner kan bære præg af at de er opbygget af lag og overfladefinishen kan variere en del, hvilket afhængig af anvendelse ikke nødvendigvis er et problem.  
      
 
3D-printet bundprop til venstre             
 
   
3D-printet bundprop til venstre

 
Med 3D print er det heller ikke altid muligt at overholde snævre tolerancer på et emne. Igen er det et spørgsmål om nødvendighed og så har man selvfølgelig mulighed for at efterbearbejde en 3D printet del hvis nødvendigt.  
Hvorvidt 3D print prismæssigt kan konkurrere med sprøjtestøbte emner afhænger af efterspørgslen. Ved lav efterspørgsel og dermed produktion af relativt få emner har 3D print produktionsmæssigt sin store fordel idet værktøjsproduktion og tidskrævende opstilling og indkøring af produktionsapparatet ikke er nødvendigt. Ved masseproduktion forholder det sig derimod modsat. 
 
Vi mener
Med vores viden og indsigt i 3D print mener vi ikke, at teknologierne for nuværende er tilstrækkelig udviklede til, at vi inden for de reservedelsgrupper, som vi tilbyder markedet, med fordel vil kunne tage dem i anvendelse. Det skal hermed også være usagt, om andre reservedelsleverandører til det automotive eftermarked vil kunne drage nytte heraf. Under alle omstændigheder vil vi forsat følge udviklingen nøje med henblik på løbende at evaluere vores muligheder.  
 
3D print i overblik
3D print er ikke nogen ny opfindelse og de første 3D printere til kommerciel brug blev allerede fremstillet i 1986 af 3D Systems Corporation i USA. I dag dækker 3D print over en lang række forskellige teknologier til at fremstille emner ud fra en digital 3D tegning i stereolitografi-format (se illustration). 
 
 

STL-fil – en 3D model hvor alle flader er defineret ved triangulering (trekanter)
 
Fælles for de forskellige teknologier er også, at de opbygger emnerne af en helt masse lag. Metoden hvorpå, materialet hvori og nøjagtigheden hvormed de bygger emnerne er derimod forskellig. I starten blev 3D printere primært brugt til fremstilling af prototyper i produktudviklings øjemed. Men eftersom flere teknologier er kommet til, materialeudvalget er blevet større og anskaffelsespriserne er faldet, er muligheden for at anvende 3D printere til egentlig produktion kommet til.
 
Nedenstående oversigt viser de seks mest udbredte teknologier - og hvilke overordnede kategorier af materialer de kan arbejde med. Udvalget af materialer inden for de tre kategorier – plast, gummi og metal – varierer meget afhængig af den valgte teknologi.
 
 Teknologi  Forkortelse  Materiale(r)
 Fused Deposition Modeling FDM  Plast og gummi
 Selective Laser Sintering SLS  Plast og metal
 Stereolithographi Apparatus SLA  Plast og gummi
 Polyjet/Multi Jet Fusion PJ/MJF Plast
 Direct Metal Laser Sintering DMLS Metal
 Digital Light Processing DLP Plast og gummi