Kiedyś drukowano mecze, dziś drukuje się na potrzeby sportu, czyli druk 3D na Mistrzostwach Świata

0

W lutym tego roku firma American Precision Prototyping (APP) zmierzyła się z niełatwym zadaniem – odnowieniem wzoru, stworzenia prototypu, oraz wykonaniem ponad 150 odpornych nosidełek na butelki POWERADE – a to wszystko w zaledwie 30 dni. Twórcy nowych nosidełek dzięki kombinacji pomysłowości, precyzyjnych plików CAD oraz druku 3D w technologii SLA stworzyli sprzęt, który posłużył jako reklama producenta podczas mistrzostw świata FIFA World Cup 2014, oszczędzając przy tym sporo czasu.

Projekt i trójwymiarowe pliki CAD

Na początku projektu grupie APP zostały powierzone starsze modele nosidełek POWERADE, na podstawie których mieli stworzyć ich nowy odpowiednik. Do porównania otrzymali pojemnik z Mistrzostw Europy 2012 UEFA European Championship oraz koszyk z turnieju w USA. Celem zleceniodawcy było stworzenie nosidełka, które połączy ergonomię koszyka z USA oraz wzornictwo wraz z rozmiarem i kształtem pojemnika z mistrzostw UEFA. Zespół musiał stworzyć od początku, zupełnie nowy projekt nosidełka. Zważywszy na krótki termin realizacji, APP przeznaczyło na fazę projektowania zaledwie tydzień, wliczając w to procedurę zatwierdzenia modelu koszyka przez POWERADE.

Powerade 01

Klient jako część projektu, założył że produkt będzie przecięty w pół z zatrzaskami po bokach tak aby można było stworzyć pojemnik mieszczący 6 butelek. Zespół APP szybko wpadł na pomysł, który sprostał wymaganiom klienta – miał odpowiedni rozmiar, ergonomię oraz konstrukcję. Aby sprawdzić funkcjonalność tego projektu, APP stworzyło o połowę mniejszy model 3D w technologii SLA. Wydrukowany w przeciągu 9 godzin prototyp został wysłany do klienta w celu akceptacji wzoru oraz sprawdzenia jego funkcjonalności.

Jason Dickman, przewodniczący APP w następujący sposób uzasadnił zastosowanie druku 3D:

Jason DickmanDo realizacji tej fazy projektu wybraliśmy druk 3D na iPro 8000 w technologii SLA z wielu powodów. Przede wszystkim technologia SLA umożliwia uzyskanie wysokiej jakości wydrukowanych części z tolerancją do .012mm, a także zapewnia zbalansowaną mieszankę szybkości i dokładności. Wszystko razem złożyło się na błyskawiczny proces tworzenia prototypu wraz z uzyskaniem aprobaty klienta.

Jason Dickman APP

Marketingowcy koncernu Coca-Cola dokonali przeglądu miniaturowego modelu nosidełka i wprowadzili niewielkie zmiany bezpośrednio do pliku CAD. Po naniesieniu poprawek w pliku CAD, APP przystąpiło do produkcji pełno wymiarowych części z żywicy Accura 60 w technologii SLA. Wydruk serii złożonej z 2 elementów zajął 15 godzin. Modele stworzone w technologii 3D posłużyły do przeprowadzenia ostatecznych testów konstrukcji oraz jako wzorzec formy odlewniczej. Jak mówi Dickman „Wydrukowaliśmy 6 form odlewniczych w przeciągu kilku dni, z których powstały sylikonowe odlewy na potrzeby produkcji nosidełek“ po czym dodaje „nie udałoby nam się osiągnąć tak dobrego czasu przy tworzeniu form odlewniczych stosując tradycyjne metody – druk 3D całkowicie zrewolucjonizował ten projekt.

Formowanie i Odlewanie

Większość plastikowych części powstaje za pomocą formowania wtryskowego, które oparte jest na wstrzykiwaniu plastiku do metalowej formy w kształcie docelowego elementu. W związku z tym, że każda z części musi być gotowa do użycia, metalowe formy wymagają bardzo dokładnej obróbki, która pochłania wiele czasu i energii. Ponadto taki proces jest bardzo kosztowny, szczególnie przy produkcji krótkich i dedykowanych serii. Zamiast kosztownego formowania wtryskowego APP użyło sylikonowych form RTV do tworzenia nowych elementów. Sylikonowe formowanie w swoim założeniu przypomina formowanie wtryskowe, jednak starannie obrabiane metalowe formy są zastąpione przez formy sylikonowe charakteryzujące się dużą elastycznością. Ten rodzaj form jest znacznie łatwiejszy do wytworzenia i daje świetne efekty przy produkcji krótkich serii.

Powerade 02

Dzięki swojej elastyczności, formy sylikonowe pozwalają na produkcję elementów o bardziej złożonych geometriach, co jest istotną przeszkodą przy zastosowaniu formowania wtryskowego. Przed stworzeniem narzędzi sylikonowych, grupa APP przygotowała wzór elementów z żywicy SLA, które po oszlifowaniu, swoją teksturą przypominały części wyprodukowane za pomocą formowania wtryskowego. Cytując Dickmana:

Jason DickmanFormowanie sylikonowe umożliwiło nam uzyskanie wyglądu oraz cech powierzchni typowych dla masowo produkowanych modeli, jednak w dużo krótszym czasie. Dodatkowo, mogliśmy stworzyć produkt który nie wymagał dalszej obróbki czy formowania i był wytrzymały na tyle aby drużyny biorące udział w mistrzostwach świata mogły się nim swobodnie posługiwać.

Jason Dickman APP

Aby elementy wyprodukowane przez APP przypominały plastikowe modele tworzone za pomocą formowania wtryskowego, do ich budowy został użyty odporny na działanie poliuretan – InnoTyf-TP 4050. Rezultaty mówią same za siebie – zespół APP oraz zleceniodawca byli bardzo zadowoleni z efektów i tego w jaki sposób materiał użyty do produkcji zachowywał się przy tak napiętych terminach. APP wyprodukowało 300 połówek nosidełek do napojów, które w późniejszym procesie miały być złożone, tak aby otrzymać 150 pełnych koszyków.

Sztuka i montaż

Z dwutygodniowym zapasem, APP rozpoczęło odlewanie i montowanie 300 części tak aby otrzymać 150 pełnowartościowych nosidełek. „Dzięki wysokiej precyzji wstępnych projektów SLA, mogliśmy rozpocząć odlewy części, które wymagały niewielkiej obróbki post produkcyjnej. W jej skład wchodziło przede wsztstkim usunięcie podpór, otworów oraz innych niewielkich części“ zapewnił Dickman. Po zakończeniu wstępnej obróbki, części były skręcone, udekorowane, spakowane i nadane do klienta. Zespół APP pracował na zmiany w trybie 24 godzinnym w celu wyprodukowania od 40 do 50 odlewów dziennie, które następnie były zdobione. Każde z nosidełek zostało udekorowane przy pomocy winylowych kalek z nazwą marki POWERADE oraz specjalnie dedykowanym hashtagiem Mistrzostw Świata 2014.

Powerade 03

Teraz kibice mogą oglądać nosidełka POWERADE w rękach piłkarzy, którzy konkurują o zwycięstwo w Brazylii. Jak mówi Dickman:

Jason DickmanBez szybkiego i dokładnego druku 3D w technologii SLA nie byłoby możliwości ukończenia projektu w tak krótkim czasie. Udało nam się zrealizować ten niesamowity projekt dzięki technologii druku w 3D oraz pomysłowości mojego zespołu.

Jason Dickman APP

Oryginalny tekst został opublikowany w serwisie 3D Lab.

Udostępnij.

O autorze

Robert Rałowicz

Współzałożyciel i szef marketingu 3D Lab s.c. Od 2007 roku mocno zaangażowany w promowanie druku 3D w Polsce. Specjalista od produkcyjnych systemów druku na potrzeby przemysłu.