VOLA’s nye 3D-printede fikstur, der anvendes til at samle vandhaner, koster omkring en tiendedel af prisen sammenlignet med et traditionelt CNC-fræset fikstur. Og samtidig minimeres fremstillingstid og fleksibilitet sikres. Det viser de foreløbige resultater for den 3D-printede prototype, der blev skabt i et MADE Udviklingsprojekt, hvor virksomheden har fået nye input til materialevalg og printteknik. Med et stærkt fikstur, kan VOLA undgå nedetid i produktionen.
Klang. En kraftig bevægelse slår gevindbøsningen ned i vandhane-tuden på VOLA’s armatur.
Med op til 30 kN (kilo Newton) giver slagpressen revner og sprækker i det nye fikstur, der holder emnet fast. Det er armaturproducenten VOLA ved at løse, med et bredere udvalg af materialer og involvering af 3D-print. Dette sker i samarbejde i med DAMRC i MADE Udviklingsprojektet ’Avancerede fiksturer’.
Hvis fiksturet holder i seks-syv måneder, så er det perfekt og meget mere fordelagtigt at få det 3D-printet
Abdullah Kacar, R&D Engineer hos DAMRC
”VOLA har erfaret, at fiksturet revner efter én dag til to uger. Det er et problem , som de forsøger løst ved at 3D-printe fiksturet i nye materialer. Det er en meget billigere og hurtigere løsning end CNC-fræsning,” siger Abdullah Kacar, R&D Engineer hos DAMRC.
Innovations- og udviklingscenteret DAMRC har i samarbejde med VOLA undersøgt printretningen, da den har stor indflydelse på styrken af printet, der samtidig skal kunne give sig lidt under slaget. Tre forskellige fiksturer er blevet testet, og det stærkeste er endnu ikke knækket eller revnet.
3D-printet fikstur
- DAMRC og VOLA undersøgte alternative materialetyper til PET og Tough PLA, som VOLA hidtidigt har brugt.
- Protyper i PLA, ABS, PBT+, PETG, samt karbonforstærkede materialer i PETG og PA 6 blev udviklet og testes i 2021 i VOLA’s produktion.
- DAMRC redesignede fiksturet, så det fæstnes med iskruningsbøsninger for at fordele spændingerne over en større overflade.
- Den optimale vinkel at 3D-printe fiksturet i, er 25 grader i forhold til byggepladen.
- Det fikstur der testes nu, har indtil videre klaret over 400 slag / emner.
Projektets deltagere
VOLA, Terma, Oqton og DAMRC
”Vi har tiltet fiksturet, så det 3D-printes i den optimale vinkling. Det har vist sig at være ved
25 graders hældning, så lagene bliver bygget stærkest muligt op, for at kunne tage imod de store spændinger fra slagpressen,” siger Mikkel S. Meldgaard, Project Manager hos DAMRC.
Det 3D-printede fikstur koster godt en tiendedel af prisen sammenlignet med det traditionelle CNC-fræsede fikstur: 232 kr. mod 2.000 kr.
Klar til at høste frugten af samarbejdet
Fiksturet er ca. 10 centimer langt, og den hårdføre prototype af PLA plast, er siden primo december 2020 blevet testet på VOLA’s fabrik i Horsens, for at se hvor længe den kan holde til belastningerne. Business casen er indtil videre meget lovende.
”Det har klaret over 400 slag. Planen er at køre med det billigste og mest tilgængelige materiale – og det er PLA’en – og så vil vi gå op i de mere eksotiske materialer (karbon forstærket PLA), jo længere frem vi kommer i afprøvningen. Det vil være en succes, hvis fiksturet holder seks måneder,” siger Jacob Rasmussen, produktionsteknolog og projektansvarlig hos VOLA.
Samme melding kommer fra DAMRC:
”Hvis fiksturet holder i seks-syv måneder, så er det perfekt og meget mere fordelagtigt at få det printet. Vi ved dog endnu ikke, hvor længe det holder. Vi kan først konkludere noget ift. omkostninger til efteråret,” siger Abdullah Kacar og kollega Mikkel S. Meldgaard supplerer:
”Jeg har endnu ikke fået en SMS med dårligt nyt fra VOLA. Før projektet var rekorden for det mindst holdbare fikstur, ét slag, inden det knækkede,” fortæller han begejstret.
Prisen for fiksturet bliver holdt op mod holdbarheden og fleksibiliteten. For VOLA er det essentielt at undgå nedetid.
”Hvis fiksturet kun holder én uge, så bliver det forstyrrende for vores afdeling, at skulle blive ved med at 3D-printe dem. Frem for at vi har et emne til 2.000 kr., som fungerer i et år eller to. Vi vægter især hurtig responstid, så vi kan få et nyt fikstur, hvis det går i stykker. Eller vi har brug for en ny model” forklarer Jacob Rasmussen.
Fra 14 dage til 14 timer
Den nye 3D-printede løsning er billigere og samtidig markant hurtigere, når et ødelagt fikstur skal erstattes af et nyt:
”Et nyt fikstur tager 13-14 timer at printe, mens en fræset fikstur tager en underleverandør cirka 14 dage at levere. Der er meget tid at hente, når man bare kan trykke på en knap og lade 3D-printeren køre om natten,” siger Abdullah Kacar, R&D Engineer hos DAMRC.
De kommende måneder skal VOLA, der kalder forløbet for ’rigtig godt og lærerigt’, arbejde videre med at optimere fiksturet. Og med at teste varianter.
VOLA har tidligere printet fiksturet i materialerne PET og Tough PLA. Her blev fiksturerne brudt bl.a. ved skruehuller i bunden.
”Første skridt er at forbedre spændingerne ved skruehullerne, så de fordeler sig over en større flade. Vi ligger lige på grænsen af, hvad de her materialer kan klare. De er presset til det yderste,” vurderer Klaus Loft Højbjerre, Head of Additive hos Qqton, der i projektet har undersøgt muligheden for at automatisere software, til optimering af fiksturer som det omtalte.
Samtidig med at prototypen testes, så vil VOLA fortsætte med at suge ny viden til sig:
”VOLA ønsker at blive klogere inhouse på fremstillingen af de her fiksturer, så de ikke er afhængige af underleverandører. De skal udbygge deres kompetencer inden for 3D-print til deres produktion. Det er fedt at arbejde sammen med nogen, der vil være med på bolden og forstå fremgangsmetoden, så de på sigt også kan udforme andre stærke fiksturer,” siger Mikkel S. Meldgaard, Project Manager hos DAMRC.
Terma arbejdede i projektet sammen med DAMRC med at udvikle og afprøve koncepter, til hvordan 3D-print kan påvirke fremtidens avancerede vakuum fiksturer, og konklusionen var, at FDM 3D-print er en brugbar teknologi i relation til vakuum fiksturer.
