Zastosowanie farmy drukarek 3D Zortrax do produkcji designerskich lamp

LimeLite to australijska firma produkująca urządzenia świetlne na farmie druku 3D składającej się z blisko 30 drukarek Zortrax M200 i Zortrax M200 Plus. Została założona w 1996 roku i szybko rozwinęła się w jednego z największych producentów oświetlenia w kraju z siecią dystrybutorów. Z trzema funkcjonującymi zakładami produkcyjnymi, założenie uzupełniającej ich farmy druku 3D było krokiem w kierunku stworzenia większej wartości dla klientów i rozwinięcia oferty skierowanej na rynek oświetlenia dekoracyjnego.

Od konsultacji do produkcji

Na początku LimeLite było firmą konsultingową i dystrybucyjną, która doradzała klientom w zakresie rozwiązań oświetleniowych. Paul Hearne, założyciel LimeLite, rozpoczął działalność produkcyjną, przechodząc od sprzedaży lamp wykonanych przez inne firmy do tworzenia własnego asortymentu. Dwa lata temu Hearne uczestniczył w seminarium na temat druku 3D na Uniwersytecie Swinburne. Zdał sobie sprawę, że elastyczność oferowana przez technologie addytywne może pomóc w budowie bardziej spersonalizowanych lamp przy niższych kosztach w porównaniu z formowaniem wtryskowym. Robione na zamówienie lampy były przeznaczone dla dużych klientów, takich jak sklepy hotelowe, restauracje czy kawiarnie. Pomysł polegał na zaprojektowaniu, a następnie wykonaniu urządzeń oświetleniowych, które pasowałyby do pomysłów architektów na wnętrza w nowych budynkach.

Aby tak się stało, Hearne uruchomił wspólny projekt z projektantami przemysłowymi pracującymi na Uniwersytecie Swinburne. Projekt zaowocował powstaniem „On Track”, pierwszej kolekcji oświetlenia w ofercie LimeLite, która została prawie w całości wydrukowana w 3D. Kolekcja „On Track” została zaprojektowana do wytwarzania przyrostowego od samego początku. Gdy lampy wydrukowane w 3D trafiły na rynek, Hearne zaczął rozszerzać swoją działalność, która obecnie obejmuje produkcję trzech kolekcji lamp wraz z niestandardowymi przyrządami wspierającymi tradycyjne zakłady produkcyjne LimeLite.

Budowa oświetlenia dekoracyjnego

Inwestycja w farmę drukarek 3D Zortrax miała na celu osiągnięcie następujących celów. Po pierwsze, założyciel chciał, aby jego firma weszła na rynek oświetlenia dekoracyjnego. To był trudny ruch, ponieważ firma LimeLite miała doświadczenie w dostarczaniu standardowych rozwiązań oświetleniowych dla szkół i szpitali. Oświetlenie dekoracyjne natomiast wymagało innego podejścia, ponieważ lampy musiały wpasować się gustownie zaprojektowane wnętrza hoteli czy kawiarni. Oprócz właściwego projektu tradycyjne koszty produkcji w tej dziedzinie okazały się wyższe, ponieważ oferta oświetlenia dekoracyjnego była bardziej zróżnicowana. Według Nigela Brockbanka, głównego projektanta LimeLite i specjalisty ds. druku 3D, same koszty oprzyrządowania dla jednego z jego pomysłów wyniosły 40 tysięcy dolarów.

Pozostała jeszcze kwestia elastyczności produkcji. „Ostatnio mieliśmy klienta, który chciał kupić jedną z naszych lamp, ale o nieco zmienionym wyglądzie. Lampa miała z tyłu widoczny radiator i klient chciał go zakryć. Przy tradycyjnych technologiach wytwarzania musielibyśmy zapłacić za przezbrojenie tylko po to, aby obudowa była dłuższa i zakrywała radiator. Dzięki drukarkom 3D mogliśmy dostosować produkcję w ciągu kilku godzin”, mówi Brockbank.

Wreszcie pojawiła się kwestia wdrażania nowych technologii, które pojawiają się na rynku oświetleniowym. „Na przykład firma Philips wprowadziła nowy czujnik, który chcieliśmy zastosować w jednej z naszych lamp. Wykonanie lampy ze zintegrowanym czujnikiem w jej projekcie zajęłoby tygodnie lub miesiące, gdybyśmy mieli to zrobić za pomocą formowania wtryskowego. Dzięki drukarkom 3D mogliśmy zintegrować ten czujnik w 3 dni”, dodaje Brockbank.

Elastyczna produkcja na żądanie

W tej chwili LimeLite wykorzystuje swoją farmę drukarek 3D Zortrax do produkcji dwóch kolekcji oświetlenia: On Track i Pendant. Farma pomogła również zintegrować czujniki Philips z gamą Linear, która jest w większości wytwarzana przy użyciu tradycyjnej technologii produkcyjnej. „Otworzyliśmy dla klientów możliwość przyjścia z własnymi architektami i omówienia oświetlenia stworzonego do konkretnego wnętrza”, mówi Brockbank. W pierwszym etapie tego nowego procesu architekt musi dostarczyć LimeLite szkice lampy, którą chce umieścić we wnętrzu. „Następnie wykonujemy model nadający się do druku 3D, potem wykonujemy prototyp i dostarczamy go klientowi, aby sprawdzić, czy jest z niego zadowolony”, wyjaśnia Brockbank. Po akceptacji klienta firma produkuje nową lampę na zamówienie.

Według Bockbank, farma druku 3D LimeLite może wyprodukować około 20 lamp dziennie. „To nie jest pełna wydajność, ponieważ zwykle niektóre drukarki są zaangażowane w inne zadania, takie jak tworzenie przyrządów lub prototypowanie nowych lamp. Zwykle do produkcji wykorzystuje się 20 maszyn, a 10 zajmuje się innymi rzeczami”, mówi Brockbank. Zazwyczaj do produkcji wykorzystuje się zarówno druk 3D, jak i formowanie wtryskowe. Części, takie jak te, za pomocą których lampa mocowana jest do sufitu, są formowane wtryskowo. Elementy dekoracyjne podkreślające określony styl lampy drukowane są w 3D.

Obecnie firma nie stosuje żadnych metod obróbki końcowej lamp drukowanych w 3D. „Jesteśmy zadowoleni z jakości powierzchni i spójności drukarek 3D Zortrax. Obecnie nie widzimy powodów do post-processingu, ale nie oznacza to, że nie zmieni się to w przyszłości”, twierdzi Brockbank.

Dlaczego farmy druku 3D są opłacalne

Drukarki 3D pozwalają na realizację projektów trudnych lub wręcz niemożliwych do osiągnięcia za pomocą technologii wtryskowej. „Możemy również ułatwić montaż lamp. Produkujemy części, które po prostu zaciskają się na sobie, dzięki czemu nie ma potrzeby używania klejów ani śrub do ich łączenia”, mówi Brockbank. A cały proces okazał się dość opłacalny.

W przypadku osłon produkowanych na co dzień LimeLite wykorzystuje lokalnie wytwarzany materiał z recyklingu, aby obniżyć koszty filamentu. Według Brockbank, koszt produkcji większości części wynosi zaledwie 1 dolar, a czasami spada poniżej tego poziomu. „Dodatkowo nie mamy kosztów oprzyrządowania i nie musimy utrzymywać zapasów. Jak mówi mój szef, nie ma pieniędzy na półce”, dodaje.

Formowanie wtryskowe jest oczywiście szybsze. „Nie potrzebujemy takiej szybkości przy tworzeniu oświetlenia dekoracyjnego”, mówi Brockbank. „Oczywiście, że można wyprodukować tysiące lamp w tydzień, a nie w kilka miesięcy, ale wtedy trzeba mieć zapasy i zapłacić za ich magazynowanie. Dzięki drukarkom 3D nasza produkcja jest ściśle dopasowana do zapotrzebowania. Produkujemy lampy na bieżąco. W ostatecznych rozrachunku, w naszym przypadku biznesowym, wykorzystanie drukarek 3D do produkcji jest tańsze niż formowanie wtryskowe, gdy wlicza się koszty narzędzi i magazynowania”, wyjaśnia.

Spersonalizowane lampy trafiają na rynek

Stworzenie farmy drukarek 3D Zortrax pozwoliło LimeLite wejść na rynek oświetlenia dekoracyjnego z unikalnymi, wysoce konfigurowalnymi projektami. Bez kosztów oprzyrządowania i magazynowania, które należy ponieść przy technologii formowania wtryskowego, firmie udało się również utrzymać konkurencyjność cenową. „Chcemy w przyszłości rozszerzyć naszą działalność w zakresie druku 3D. Mamy już na przykład prototyp lamp wykonany z Z-GLASS, półprzezroczystego filamentu Zortrax. Chcemy też kupić nowe drukarki, tym razem będą to Zortrax M200 Plus, ponieważ potrzebujemy możliwości drukowania z materiałów elastycznych”, mówi Brockbank.

„Mam duże doświadczenie z drukarkami 3D. Pracuję z nimi od lat. Na poziomie uniwersyteckim uczyłem studentów, jak budować te maszyny. I wybrałem Zortrax, mimo że na rynku są tańsze alternatywy. Pierwszym powodem jest stała jakość wydruków. To ważne, gdy używasz drukarek do produkcji. Do tego dochodzi niski koszt utrzymania urządzeń.

Wreszcie, jest łatwość użytkowania. Wiem, jak sprawić, by drukarka rep-rap działała dobrze, ale jestem inżynierem wytwarzania przyrostowego z wieloletnim doświadczeniem. Nie byłbym w stanie tego zrobić bez całej tej wiedzy. Maszyny Zortrax mogą być obsługiwane przez nieprzeszkolony personel. Kiedy działalność się rozrasta, potrzebne są inne osoby, które będą mogły wziąć odpowiedzialność za jej prowadzenie. Nie jest to możliwe w przypadku tańszych drukarek. Z Zortrax można to osiągnąć”, zaznacza Brockbank.

Obejrzyj poniższy film, aby zobaczyć, jak drukarki 3D Zortrax mogą pracować w dużych farmach druku 3D.