Ford: 3D tisk zefektivnil výrobu automobilů

Ford Motor Company

Značka už od svého založení v roce 1914 udává směr v inovacích automobilové výroby. Ford se vždy díval dopředu – už před 115 lety zavedl pohyblivé montážní linky – průkopnický postup známý také jako „fordismus“. A dnes zavádí aditivní výrobu, aby montáž automobilů ještě zrychlil – zvýšením produktivity, vylepšením ergonomie a dokonalejším řízením kvality.

Odvětví

Automobilový průmysl

Výzva

Automobilový průmysl

Řešení

Díky 3D tisku technologií FFF se týmu specializovanému na aditivní výrobu podařilo zkrátit výrobu, zlepšit dostupnost a odstranit celou řadu potíží.

Výsledky:

• úspora času a nákladů,
• lokální výroba,
• zvýšení provozuschopnosti linky,
• optimalizovaná ergonomie nástrojů.

Představení společnosti

Zatímco mnoho společností se s možnostmi aditivní výroby teprve seznamuje, Ford je znovu o krok dál, takže jeho vozy opouštějí výrobní linky ještě o něco rychleji.

Před spuštěním sériové výroby každého vozu je v pilotním závodě společnosti Ford v německém Kolíně nejprve vytvořena jeho předloha. Kompletní zmenšená výrobní linka zde vyvíjí auta až sedm let před zahájením sériové výroby. Lars Bognar, konstruktér a člen týmu technického výzkumu a inovací automobilky Ford v Cáchách pracuje na vytvoření optimalizovaného pracovního postupu výroby montážních přípravků, nástrojů a upínek, které pak Ford používá ve svých výrobních provozech.

Než se nástroje uplatní v sériové výrobě, jsou navrženy v rámci pilotního provozu
Než se nástroje uplatní v sériové výrobě, jsou navrženy v rámci pilotního provozu
Několik montážních přípravků a upínek navržených a vytištěných v pilotním závodu společnosti Ford
Několik montážních přípravků a upínek navržených a vytištěných v pilotním závodu společnosti Ford
Zavedení 3D tisku

Zaměstnanci Fordu používají při výrobě vozů velký počet speciálních nástrojů. Ty jsou většinou navrženy pro jeden konkrétní účel a model. Externí dodávky těchto nástrojů jsou časově náročné a velmi drahé. Řešení, jak je získávat rychleji, našli technici Fordu v pilotní projektu 3D tisku.

Společnost sestavila speciální tým pro aditivní výrobu, který zahájil úspěšný projekt s využitím technologie SLS. Dosáhl dobrých výsledků, ale výtisky vyžadovaly určité dodatečné úpravy. Proto se Ford rozhodl pro technologii FFF od Ultimakeru. Díky ní je výroba ještě rychlejší, dostupnější a bezproblémovější. Dalším přínosem je, že potřebné nástroje nemusí tisknout konstruktéři – zvládnou to i pracovníci konkrétních lokálních provozů.

Výroba nástrojů, montážních přípravků a upínek

Mnoho výrobních závodů chce pomocí 3D tisku optimalizovat své stávající výrobní postupy. Díky samostatnému 3D pracovišti v rámci pilotního závodu však společnost Ford získává všechny potřebné nástroje ještě před spuštěním sériové výroby nového vozu. Konstruktéři Fordu tak mají víc času na vylepšování všech svých speciálních nástrojů. Společnost si uvědomuje, že takto vyráběné nástroje nejen zrychlují výrobu vozů, ale často jsou přínosem i z hlediska pracovní ergonomie. Vytvoření optimálního návrhu pro každou aplikaci má proto pro ni velký význam.

Lokální výroba

Na 3D tiskárnách Ultimaker si potřebné nástroje zvládnou vyrobit i zaměstnanci, kteří s nimi budou pracovat. Ford zavádí 3D tiskárny Ultimaker ve svých závodech po celé Evropě – například ve Španělsku, Itálii a Rumunsku. Tým návrhářů v Německu dodává návrhy elektronicky a díky 3D tisku lze nástroje použít hned další den.

Ford jde však ještě o krok dál. Pracovníci v těchto závodech můžou pomocí generativního softwarového řešení Paramate od společnosti Trinckle vyrábět montážní přípravky bez jakékoli předchozí zkušenosti s navrhováním ve 3D. Tým v Kolíně vyrobí součásti, které lze použít pro nástroje, jako jsou rukojeti nebo magnetické držáky. Konstruktér si načte návrh vozu, přidá rukojeť a označí místo, kde potřebuje daný díl přikládat. Software pak vygeneruje montážní přípravek. Návrh lze odeslat přímo do aplikace Ultimaker Cura a vytisknout lokálně na tiskárně Ultimaker S5.

Přednosti 3D tisku

Už teď je pilotní závod pro společnost Ford velmi přínosný. Ve srovnání s tradiční výrobou a sháněním externích dodavatelů přináší 3D tisk speciálních nástrojů značnou úsporu peněz. Jen při výrobě modelu Focus se využívá přes 50 speciálně navržených nástrojů, montážních přípravků a upínek. Ford zkoumá také možnosti výroby náhradních dílů pro stroje na výrobních linkách. 3D tisk těchto dílů dramaticky zvyšuje provozuschopnost strojů a tím zkracuje případné výpadky linek.

3D tisk ale nepřináší jen finanční výhody. Mnohé z těchto nástrojů jsou pro společnost velmi přínosné i z hlediska pracovní ergonomie. Běžné kovové nástroje při delším používání výrazně „ztěžknou“ a dlouhodobě můžou mít nepříznivý dopad na zdraví pracovníků. Materiály Ultimaker jsou v případě mnoha nástrojů dost pevné, aby mohly být použity místo kovu, což pracovníkům montážní linky značně ulehčuje práci.

Plány do budoucna

Ford rychle rozšiřuje své kapacity 3D tisku. Vedle optimalizace pracovního postupu výroby nástrojů, montážních přípravků a upínek prozkoumává i další možnosti. Lars se nezajímá jen o výrobu nástrojů a upínek, ale hledá způsoby, jak pomocí 3D tisku vyrábět náhradní i finální díly. „Chceme udělat další krok a začít využívat 3D tisk i k výrobě náhradních dílů. Naším cílem je přejít na navrhování pro aditivní výrobu – abychom dokázali tisknout finální díly montované přímo do našich vozů.“

U jediného modelu vozu se používá přes 50 speciálních nástrojů vyrobených 3D tiskem
U jediného modelu vozu se používá přes 50 speciálních nástrojů vyrobených 3D tiskem
Díky přehlednému uživatelskému prostředí aplikace Ultimaker Cura si potřebné nástroje zvládne vyrábět, kdokoli je potřebuje
Díky přehlednému uživatelskému prostředí aplikace Ultimaker Cura si potřebné nástroje zvládne vyrábět, kdokoli je potřebuje
V softwaru od společnosti Trinckle můžou pracovníci generovat nástroje, které pak odešlou přímo do 3D tiskárny Ultimaker
V softwaru od společnosti Trinckle můžou pracovníci generovat nástroje, které pak odešlou přímo do 3D tiskárny Ultimaker
Konstruktéři ve Fordu získali víc času na vylepšování všech svých speciálních nástrojů
Konstruktéři ve Fordu získali víc času na vylepšování všech svých speciálních nástrojů
Přehrát video

Případové studie z praxe

Pomůžeme vám zefektivnit výrobu

Díky 3D tisku dostanete své produkty dříve do výroby i na trh. Investice do 3D tiskáren se vám může vrátit během jednotek týdnů či měsíců – stejně jako mnoha našim stávajícím zákazníkům. S nasazením aditivní výroby už jsme úspěšně pomohli stovkám českých firem a profesionálů. Rádi pomůžeme také vám, vašemu týmu, vaší firmě.

Přehrát video