3D ispis u boji

Kako je Ricoh integrirao 3D ispis u svoju ponudu i što donosi budućnost ove transformativne tehnologije u bojanju dijelova?

Što je Ricoh pokrenulo 3D ispis?

Kao globalni lider u 2D proizvodnom tisku od 1936. godine, inovacije u 3D tehnologiji prirodni su sljedeći korak za Ricoh. U početku smo ušli na ovo tržište isporučujući glave s tintom proizvođačima 3D pisača i koristeći tehnologiju unutar grupe na vlastitim proizvodima i proizvodnim operacijama.

U 2019. godini pokrenuli smo niz usluga aditivne proizvodnje čiji je cilj učiniti 3D tisak dostupnim putem mrežne platforme za naručivanje i naručivanje. Naša je misija "više od printera - partnera", jer se jako razlikujemo od tradicionalnog servisnog ureda.

Od jedinstvenog izbora materijala SLS (selektivno lasersko sinteriranje) i FDM (modeliranje topljenim nanošenjem) (pogledajte terminološki okvir dolje), preko certificiranih inženjerskih usluga prilagođenih potrebama kupca, do punih proizvodnih mogućnosti korištenjem prave industrijske proizvodne tehnologije iskren pristup ulozi 3D ispisa kao proizvodnog alata.

Vidite li proizvodnju aditiva (AM) s integralno postavljenom bojom?

Postoje tehnologije gdje se boje, pa čak i Pantone šibice tiskaju kao dio sastava materijala; međutim, to je obično samo za reprezentativne modele. Ricoh se specijalizirao za proizvodnju dijelova za krajnju uporabu i ima čitav niz tehnologija tiska koje su usredotočene na inženjerske materijale visokih performansi za krajnju uporabu. Trenutno ne nude mogućnost primjene boje tijekom ispisa. Ako kupci zahtijevaju da dijelovi budu obojeni, to se obično radi post-postupkom, poput lakiranja sprejem.

Kako vidite da se modeliranje u boji razvija u AM rješenjima?

Kako 3D ispis sada postaje ozbiljan proizvodni alat koji nudi čitav niz materijala za krajnju uporabu, sposobnost nanošenja boje na te dijelove ili sirovine da se boje u izvoru mora se razviti kako bi se omogućila široka upotreba.

Kod injekcijskog prešanja možemo primijeniti točne reference boja tijekom postupka oblikovanja kako bi odgovarali zahtjevima kupca. Danas, kada 3D tiskamo u proizvodnim materijalima, to moramo učiniti putem rješenja za naknadnu obradu, što povećava proizvodne troškove. Zbog toga je tehnologiju teško opravdati za primjene u kojima je boja važna.

Injekcijsko prešanje pouzdan je i isplativ način proizvodnje u srednjim i velikim količinama

Postoje tehnologije gdje se primjenjuje boja, ali odabir materijala obično je loš. Tržište je trenutno podijeljeno u pogledu 3D ispisa za krajnju upotrebu s materijalima visokih performansi i 3D ispisa za vizualne modele s malo izvedbi dijela. Vjerujemo da se njih dvoje ne bi trebali međusobno isključivati i da je sposobnost dodavanja određenih boja bilo u fazi sirovine - ili još bolje tijekom postupka ispisa, gdje se mogu postići raznobojni dijelovi - sljedeća faza 3D ispisa.

Koja je veličina i razmjera vašeg postupka 3D modeliranja?

Ricohova operacija 3D ispisa globalno je prisutna - s namjenskim web mjestima u Velikoj Britaniji, SAD-u i Japanu, a sve su specijalizirane za različita područja AM-a. Naše sjedište u Japanu je u središtu 3D i 2D razvoja hardvera. S kulturom razmjene znanja između i između svake stranice, Ricoh neprestano istražuje i razvija tehnologije budućnosti.

U posljednjih nekoliko godina uloženo je preko 1,35 milijuna funti u stvaranje vrhunskog centra za 3D ispis na našem mjestu od 50 hektara u Telfordu, koji ima niz tehnologija i specijaliteta koji zadovoljavaju europsko tržište. Namjenske proizvodne stanice pokreću standarde kontrole procesa za ključne sektore, uključujući medicinu i automobilsku industriju.



Ove smo godine našem paketu ISO certifikata dodali medicinski standard ISO 13485. Oni osiguravaju naše mogućnosti zaštite okoliša, sigurnosti podataka i upravljanja kvalitetom. Naš portfelj hardvera uključuje SLS, FDM i Multi Jet Fusion te niz tehničkih usluga i back office tehnologije.

Ova paleta sustava daje nam fleksibilnost za ispitivanje i razvoj novih materijala te za stvaranje nestandardnih komponenata i dijelova. Područje je dizajnirano tako da uključuje namjenska područja proizvodnje i prerade praha, koja ograničavaju onečišćenje i omogućavaju timu da udovolji zahtjevima i standardima ključnih tržišnih sektora.

Ponosni smo što smo više od tiskara - naše tehničke osobine obuhvaćaju naknadnu obradu i mjeriteljska rješenja, kao i karakterizaciju materijala, podršku dizajnu i usluge osiguranja kvalitete. Vjerujemo u zajednički pristup s našim kupcima, radeći zajedno s njima i razvijajući naše sposobnosti kako bismo bili sigurni da je svaki AM projekt što uspješniji.

Što je primjena 3D ispisa za vizualni marketing?

3D ispis odavno je povezan s vizualnim prototipiranjem, jer omogućuje isplativu i brzu izradu dijelova koji za sat vremena mogu stići na ploču. Može se koristiti za čitav niz aplikacija za vizualni marketing - od odabira koncepta do prijave proizvoda.

Danas ne postoji nijedna druga tehnologija koja nudi tako učinkovit ciklus razvoja proizvoda. To potiče iterativni postupak dizajna gdje se stvara niz vizualnih prototipova za odabir proizvoda, što bi bilo tradicionalno u potpunosti troškovno ili vremenski neograničeno. Često se kaže da život vizualnog modela traje sedam sekundi dok ne padne u ruke donositelja odluka. Vjerujemo da se estetika i funkcija mogu i trebaju ostvariti jednim dijelom, pa smo usavršili svoje tehnologije i specijalnosti kako bismo sudjelovali od koncepta do proizvodnje.

Kako vidite kako vaša uloga u proizvodnji automobilskih dijelova napreduje?

3D tisak prirodno je pogodan za primjenu u automobilima zbog svojih mogućnosti prilagođavanja i olakšavanja, kao i svojstava materijala, uključujući usporivanje plamena i kemijsku otpornost. Ovdje u Ricoh 3D već vidimo tehnologiju usmjerenu posebno na automobilsku industriju, a Ricoh Japan predvodi razvoj odbojnika i komponenata velikih razmjera kao pojedinačnih dijelova koristeći FDM.

Naš jedinstveni polipropilenski materijal također je vrlo tražen u automobilskoj industriji, zahvaljujući izvanrednim mehaničkim svojstvima i otpornosti na udarce. Međutim, zbog automobilskih zahtjeva za opsegom, 3D tisak je i danas još uvijek prototipni alat koji se koristi za ispitivanje prilagodbe, oblika i funkcija. Postoje neki scenariji u kojima je 3D tisak održiv za proizvodnju komponenata za krajnju upotrebu koji su ugrađeni u vozilo, ali to su obično male serije, skriveni dijelovi ili vrhunska vozila.

Automobilska industrija oduvijek je usvojila - čak i pionire - proizvodne inovacije. Mnogi proizvođači originalne opreme (OEM-ovi) imaju vlastite tehnologije 3D ispisa, ali u većini slučajeva ograničeni su na ono što je danas dostupno na tržištu, tako da je sa skupim internim operacijama teško uvoditi nove tehnologije kako se razvijaju.



S našim razvojnim programima za tehnologiju, materijal i naknadnu obradu očekuje se samo porast uloge ureda za tehničke usluge u automobilskom sektoru. Kako se materijali razvijaju, a cijene opadaju širokim prihvaćanjem, uvjereni smo da ćemo vidjeti sve više i više 3D tiskanih dijelova krajnje upotrebe u automobilskoj industriji, s rastom u područjima kao što je aftermarket i prilagodba za ključna tržišta kao što su vozila s invaliditetom.

Kupci sami stvaraju ovu potražnju sa sve većom željom za prilagođenim 3D tiskanim dijelovima na vozilima, jer tehnologija postaje sve poznatija kroz uobičajene medije, a mlađe generacije imaju pristup kroz obrazovanje. Ovo je stvorilo generaciju potrošača koji traže dogovorene, nišne proizvode.

Kako će AM utjecati na pisače u budućnosti?

Svakodnevno imamo zahtjeve kupaca koji žele razumjeti cijenu cijene AM-a za dio koji već proizvode tradicionalnim metodama, a kratkoročno vidimo evoluciju AM-a koja leži u obrazovanju i razumijevanju ove tehnologije.



Prednosti AM-a daleko nadilaze usporedbu cijena po dijelovima s dizajnom uistinu inovativnih proizvoda koji se mogu proizvesti samo ovom tehnologijom; prednosti lanca opskrbe od vremena stavljanja na tržište i proizvodnje na lokaciji putem digitalnog skladištenja, što smanjuje potrebe za zalihama i skladištem; i istinska održiva proizvodnja s minimalnim otpadom materijala. Dok kupci ne počnu shvaćati i primjenjivati sve krajnje prednosti 3D ispisa, tada će široko prihvaćanje i rast dijelova za krajnju uporabu biti spor. Vidimo da velik dio naše uloge leži u obrazovanju naših kupaca i davanju im alata kako bi u potpunosti iskoristili snagu ove transformirajuće tehnologije.

Dugoročno gledano, integracija zajedno s dobro uspostavljenim tvorničkim sustavima primjene koji planiraju, nadziru i održavaju od vitalnog je značaja za bilo koju tehnologiju da se neprimjetno uklopi u proizvodne ekosustave, i tu vidimo istinsku evoluciju tehnologije 3D ispisa.

Terminologija 3D ispisa

• SLS: Selektivni laserski sinterovani tisak ili fuzija u prahu smatra se tehnologijom "radnog konja" dobavljača 3D ispisa, zbog velikih količina izrade i niza inženjerske termoplastike - što ga čini savršenim izborom za serijsku proizvodnju i složene oblike slobodnog oblika za krajnju uporabu. Tanak sloj prethodno zagrijanog polimernog praha naslagan je preko građevinske platforme, koja se zatim selektivno topi laserom. Tada se platforma za gradnju spušta za definiranu debljinu sloja, a drugi sloj praha taloži se preko sloja.
• FDM: Modeliranje taloženja je najpristupačniji postupak 3D ispisa. FDM konstruira dijelove istiskivanjem polimera kroz zagrijanu mlaznicu i taloženjem otopljenog materijala sloj po sloj. Zatim se noseći materijal ispere deterdžentom dodatnim postupkom pranja.
• Injekcijsko prešanje: Postupak ubrizgavanja u kalupe tradicionalno uključuje stvaranje tvrdog alata proizvedenog od čelika. Uvođenje brze obrade znači da je meki alat u aluminiju također postao ekonomski isplativ za male do srednje količine. Danas, s poboljšanjima u preciznosti stroja i svojstvima materijala, 3D prototipni uložak može se stvoriti 3D ispisom. Ovi alati mogu proizvesti male količine komponenata koje su reprezentativne za završne dijelove.
• Multi Jet Fusion: Inkjet glava nanosi tintu koja upija toplinu na površinu praškaste površine u područjima koja treba sinterirati da bi se stvorili dijelovi. Ta tinta tada upija toplinu infracrvene žarulje i niza grijača unutar pisača kako bi oblikovala 3D ispisane dijelove.