Meltio, DMG Mori i Mazak przewodzą rynkowi produkcji hybrydowej o wartości 3,1 mld dolarów. Radykalnie ograniczają marnotrawstwo materiału o 97% i tworząc nowy standard w produkcji przemysłowej.
Przez ponad dekadę hale fabryczne były podzielone między dwa rywalizujące obozy: produkcję addytywną (druk 3D) i produkcję subtraktywną (obróbka CNC). Jednak ta rywalizacja szybko zanika. Produkcja hybrydowa łączy to, co najlepsze z obu światów, w jednym płynnym procesie.
Według danych rynkowych z 2025 roku, produkcja hybrydowa nie jest już niszowym eksperymentem. To szybko dojrzewająca strategia przemysłowa, która ma wzrosnąć o zdumiewające 23,5% w ciągu następnej dekady. Globalny rynek ma osiągnąć 16,5 – 23 mld dolarów do 2033 roku.
Siła integracji
U podstaw, produkcja hybrydowa łączy swobodę geometryczną druku 3D z precyzją obróbki CNC. To wszystko w ramach jednego przepływu pracy. Zamiast wybierać między budowaniem a wycinaniem, producenci robią teraz obie te rzeczy w jednej operacji.
Jak to działa? Ramię robota wyposażone w głowicę drukującą do osadzania energii kierowanej (DED) nakłada warstwę metalu po warstwie. W ten sposób tworzy „kształt bliski końcowemu” (near-net shape). Następnie, bez przenoszenia części, głowica narzędziowa CNC przejmuje kontrolę. Obrabia element do ostatecznych specyfikacji – w tym wąskich tolerancji i gładkich powierzchni.
Korzyści są spektakularne. Bez konieczności przenoszenia części między maszynami, czasy produkcji drastycznie spadają. W jednym udokumentowanym przypadku kluczowa część zamienna została dostarczona w zaledwie 72 godziny, w porównaniu do standardowego oczekiwania wynoszącego 8 -10 tygodni. Proces ten znacząco ogranicza również marnotrawstwo materiału – co jest szczególnie istotne w przypadku drogich metali, takich jak tytan czy nadstopy niklu. W porównaniu do obróbki skrawaniem z litego bloku, systemy hybrydowe mogą zredukować zużycie materiału aż do 97%.
Modułowa rewolucja CNC/3D
Jedną z firm napędzających tę transformację jest Meltio. To hiszpańska międzynarodowa korporacja, która na nowo definiuje sposób wdrażania systemów hybrydowych. Zamiast sprzedawać masywne, uniwersalne maszyny, Meltio oferuje Meltio Engine, modułowy zestaw integracyjny. Zamienia on niemal każdą istniejącą maszynę CNC lub ramię robota w hybrydową drukarkę 3D do metalu.
To podejście typu retrofit obniża koszty wejścia i pozwala producentom na unowocześnienie ich obecnego sprzętu, zamiast jego wymiany. To sprytne posunięcie, które pomaga technologii hybrydowej szybciej rozprzestrzeniać się w różnych branżach.
Meltio wyróżnia się również tym, że używa standardowego drutu spawalniczego jako materiału zasilającego (feedstock), zamiast drogich proszków metalowych. Rezultat: niższe koszty materiałów, prostsza logistyka i bezpieczniejsze obchodzenie się. Najnowsza wersja firmy, z technologią Blue Laser, idzie o krok dalej. Oferuje wyższą efektywność energetyczną i zdolność do przetwarzania materiałów odbijających światło, takich jak stopy miedzi. Poszerza tym samym zasięg produkcji hybrydowej na nowe zastosowania.
Najwieksze firmy z branży obrabiarek
Oczywiście, że czołowi producenci obrabiarek też w tym uczestniczą. DMG Mori, niemiecko-japoński gigant, przoduje dzięki swojej hybrydowej serii Lasertec DED. Proces „6 w 1” firmy integruje frezowanie, toczenie, szlifowanie, podgrzewanie wstępne, addytywne osadzanie metalu i skanowanie 3D. To wszystko w ramach jednej konfiguracji. Jest to część tego, co DMG Mori nazywa „Transformacją Obróbki”, czyli przejściem w kierunku pełnej integracji procesów. Rezultat: koniec z odlewaniem, transportowaniem lub obróbką końcową między etapami. Ich system dysz proszkowych może nawet dodawać metalowe elementy bezpośrednio do komponentów. Nastepnie może je obrabiać do ostatecznej tolerancji – wszystko za jednym razem.
DMG Mori USA otworzyło właśnie nowe centrum technologiczne w Medinie w stanie Ohio. Będzie ono zawierało dedykowaną strefę wystawową produkcji addytywnej, prezentującą metalowe części wytworzone przy użyciu maszyn AM firmy DMG Mori.
Mazak, inny japoński OEM, oferuje linię Integrex i-AM, która łączy obróbkę 5-osiową z produkcją addytywną. Lasery światłowodowe topią proszek metalu dostarczany przez głowice do napawania, przechowywane w magazynku narzędzi maszyny i zarządzane jak każde inne narzędzie tnące. Ta konfiguracja sprawdza się doskonale w naprawie części o wysokiej wartości, np. łopatek turbin lub w łączeniu niepodobnych metali w zaawansowanych zastosowaniach inżynieryjnych. Mazak wyraźnie koncentruje się na konsolidacji procesów. Chociaż firma od pewnego czasu nie debiutowała nowymi maszynami, jej „Multi-Tasking Machines” – jak nazywa swoje hybrydowe propozycje – nadal zajmują ważne miejsce w jej ofercie produkcyjnej.
Tymczasem amerykańska firma Optomec podąża bardziej modułową ścieżką ze swoim LENS (Laser Engineered Net Shaping) Print Engine. Zostały one zaprojektowane do modernizacji nowych lub istniejących maszyn CNC w systemy hybrydowe. Niektóre konfiguracje zawierają nawet kontrolowane atmosfery dla metali reaktywnych, takich jak tytan. To czyni go opłacalnym pomostem dla producentów wchodzących w przestrzeń hybrydową.
Efekt domina w innych sektorach
- Lotnictwo i Obrona: Najważniejszy sektor przyjmujący tę technologię. Wykorzystuje produkcję hybrydową do wytwarzania lekkich, wytrzymałych komponentów. Między innymi takich jak: łopatki turbin i wsporniki konstrukcyjne z wewnętrznymi kanałami chłodzącymi. Ta technologia umożliwia wytwarzanie geometrii, z którymi tradycyjna obróbka po prostu sobie nie radzi.
- Motoryzacja: Systemy hybrydowe okazują się nieocenione w szybkim prototypowaniu i tworzeniu trwałych narzędzi. Najczęściej takich jak formy wtryskowe z konformalnym chłodzeniem, które skracają cykle produkcyjne. Produkcja hybrydowa firmy Meltio, na przykład, została wykorzystana do stworzenia niezwykle złożonych geometrii. W ten sposób zoptymalizowano przepływ spalin w silnikach spalinowych i skrócono czas montażu z ośmiu godzin do zaledwie jednej.
- Przemysł ciężki : Prawdopodobnie najbardziej przełomowym przypadkiem użycia jest Konserwacja, Naprawa i Remonty (MRO).
2025 w kierunku elastycznej produkcji
W 2025 roku jest jasne, że produkcja hybrydowa nie polega tylko na wytwarzaniu lepszych części. Polega różnież na budowaniu inteligentniejszego, bardziej odpornego ekosystemu przemysłowego. Umożliwiając produkcję i naprawy na żądanie, systemy hybrydowe pomagają amortyzować zakłócenia łańcucha dostaw, które nękały producentów na całym świecie.
„Oczekuje się, że dynamika rynku będzie kształtowana przez ulepszenia technologiczne w kontroli procesów, rozszerzoną kompatybilność materiałów i rosnące zapotrzebowanie ze strony sektorów lotniczego, obronnego i medycznego, gdzie precyzja i wydajność są krytyczne” – głosi najnowszy raport Hybrid Additive Manufacturing Machines Market.
Nadal jednak pozostają wyzwania. Największym wąskim gardłem nie jest już koszt sprzętu, lecz luka kompetencyjna. Branża potrzebuje nowego pokolenia inżynierów biegle posługujących się zarówno technologiami addytywnymi, jak i subtraktywnymi oraz wyrafinowanym oprogramowaniem, które je ze sobą łączy. Ale jedno jest pewne: w miarę jak robotyka, druk 3D i obróbka CNC łączą się w jeden przepływ pracy, produkcja hybrydowa ustanawia nowy punkt odniesienia dla zwinności, zrównoważonego rozwoju i szybkości przemysłu. Hala fabryczna, niegdyś podzielona, wreszcie się zbiega – stając się fabryką przyszłości.
Tekst pochodzi z serwisu „ALL3DP”. Autorem artykułu jest Carolyn Schwaar.
License: The text of „From 10 Weeks to 72 Hours: The Power of Hybrid Manufacturing (3D Printing & CNC Machining)” by All3DP is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
