3D-utskrift av reservdelar! Vad gör Triscan?

Medierna är fulla av berättelser om 3D-utskrifts användningsmöjligheter i olika branscher och hos Triscan följer vi med. Men vi är inte bara på sidlinjen och tittar på - vi gör mer än så. I den här artikeln får du en inblick i våra tankar och handlingar i den riktningen samt tekniken bakom 3D-utskrift.

Det är inte svårt att föreställa sig, hur 3D-utskrift skulle kunna förändra hur reservdelsindustrin, som vi känner den idag, fungerar på. Tänk alltid att leverera en reservdel när behovet uppstår och därmed undvike restorder situationer. Tänk aldrig att se tillbaka på en feldisponering som slutade med lagerhyllor fulla av delar som inte såldes. Det låter väldigt frestande - inte sant? Men är det överhuvudtaget möjligt?

För att komma svaret närmare har vi bl.a. besökt Teknologisk Institut, där Centerchef Claus Erichsen Kudsk har uppdaterat vår kunskap runt utvecklingen inom 3D-utskrift. På Teknologisk Institut har man inte bara följt utvecklingen av 3D-utskrift från början, men också producerat 3D-utskrift och har erbjudit rådgivning om rapid prototyping (tillverkning av användbara modeller och prototyper i samband med produktutvecklingsprojekt), rapid manufacturing och additive manufacturing (användning av 3D-utskrift till den faktiska produktionen) till det danska förvärvslivet.

Dessutom har vi internt hos Triscan två anställda med erfarenhet och intresse inom området. Produktchef Asger Thybo Geertsens intresse för 3D-utskrift kommer inte bara av arbetsskäl, men också privat där Asger själv har investerat i en 3D-skrivare och experimenterat med tekniken. Marknadschef Thomas Fuglsang Andersen har under en period av sju år förmedlat kunskap om bl.a. 3D-utskrift på precis Danmarks Teknologiska Institut

3D-utskrift inom fordons industrin
Bland bilproducenterna finns det flera exempel på användningen av 3D-utskrift för tillverkning av delar. Audi, Rolls Royce, Porsche och Morgan är exempel på detta - och ja vi är i lyxklassen. Porsche använder, såvitt vi vet, enbart 3D-utskrifter för tillverkning av reservdelar till klassiska bilar. I motorsportens konungsklass - Formel 1 - har användningen av 3D-utskrift inte så överraskande varit använd under många år. Å andra sidan är det svårt att hitta exempel på 3D-utskrift av delar till mer vanliga bilar, vilket tyder på att tekniken ännu inte är helt mogen och konkurrenskraftig till användning inom fordons industrin.

Ett exempel
Vi har nyligen testat vår tes på en oljeplugg i plast. Hädanefter har vi jämfört materialegenskaper, noggrannhet, finish och pris i förhållande till en traditionell formsprutad oljeplugg. I förhållande till materialegenskaperna är vi på väg att genomföra ett test till prov av funktion över tid.

               
3D-utskrift av oljeplugg till VAG 
 
 FORMSPRUTNING3D-UTSKRIFT
 

Nylon PA66
Värme stabiliserad

Nylon PA12
 Densitet 1,04-2,50 g/cm 1,01 g/cm
 Bästa tolerans ± 0,05 mm ± 0,3% (min ± 0,3 mm)
 draghållfasthet [MPa] 40-220 44-48
 Youngs modul [GPa] 0,4-9,2 N.D.
 Förlängning vid paus [%] 3,2-80 10,7-15
 Smältpunkt[° C] 255  187
 HDT @ 0,45 MPa [° C] 100-263 175
 HDT @ 1,8 MPa [° C] 54-260 106
 
I ovanstående översikt jämförs utvalda materialegenskaper mellan en formsprutad oljeplugg (Nylon PA66) med oljepluggen i 3D-utskrift (Nylon PA12). Som det kan ses är materialegenskaperna inte desamma. Det är därför de specifika materialkrav och de efterföljande tester, som måste avgöra om det valda materialet till vår 3D-tryckta oljeplugg kan godkännas.   
 
Som framgår av bilderna nedan uppnår du inte exakt samma finish i 3D-utskrift som i formsprutning av plast. 3D-printade föremål kan präglas av att vara byggt upp av lager och ytfinishen kan variera mycket, vilket beroende på användning, inte nödvändigtvis är ett problem.  
      
 
Till vänster 3D-printat oljeplugg              
 
   
Till vänster 3D-printat oljeplugg

 
Med 3D-utskrift är det inte alltid möjligt att hålla strikta toleranser på ett ämne. Återigen är det en fråga om nödvändighet och då har du givetvis möjlighet att efterprocessa en 3D-tryckt del om det behövs. 
 
Huruvida 3D-utskrift prismässig kan konkurrera med formsprutade föremål beror på efterfrågan. Vid låg efterfrågan och därmed produktion av relativt få föremål, har 3D-utskrift produktionsmässig en stor fördel eftersom verktygsproduktion och tidskrävande installation och idrifttagning av produktionsapparaten inte är nödvändiga. Med massproduktion är omvänt det motsatta. 
 
Vi menar 
Med vår kunskap och insikt i 3D-utskrift tror vi inte, att teknologierna för närvarande är tillräckligt utvecklad till, att vi ska kunna använda dem inom de reservdelsgrupper, som vi erbjuder marknaden. Det måste därför också vara osagt, om andra reservdelsleverantörer till eftermarknaden för bilar kommer att dra nytta av detta. Under alla omständigheter kommer vi att fortsätta att följa utvecklingen noggrant för kontinuerligt att utvärdera våra möjligheter.  
 
3D-utskrift i överblick 
3D-utskrift är inte en ny uppfinning och de första 3D-skrivare till kommersiell användning tillverkades redan 1986 av 3D Systems Corporation i USA. Idag täcker 3D-utskrift ett brett utbud av teknologier till att producera föremål från en digital 3D-ritning i stereolithografiskt format (se illustration).  
 
 

STL-fil - en 3D-modell där alla ytor definieras av triangulering (trianglar)
 
 
Gemensamt för de olika teknologier är också, att de bygger upp föremålen av en hel del lager. Metoden varpå, materialet vari och noggrannheten varmed de bygger objekten är däremot olika. I början användes 3D-skrivare främst för produktion av prototyper för produktutvecklingsändamål. Men eftersom flera teknologier har lagts till, materialvalet har vuxit och inköpspriserna har fallit, är möjligheten att använda 3D-skrivare till faktisk produktion lagts till.
 
Följande översikt visar de sex mest använda teknologier - och vilka överordnade kategorier av material som de kan arbeta med. Urvalet av material inom de tre kategorierna - plast, gummi och metall - varierar mycket beroende på vilken teknik som väljs.
 
 Teknologi  Förkortning Materiale
 Fused Deposition Modeling FDM  Plast och gummi
 Selective Laser Sintering SLS  Plast och metall
 Stereolithographi Apparatus SLA  Plast och gummi
 Polyjet/Multi Jet Fusion PJ/MJF Plast
 Direct Metal Laser Sintering DMLS Metall
 Digital Light Processing DLP Plast och gummi