(EU): Technologia Farsoon CAMS staje się przemysłowym faktem

Koniec fazy beta testów HT1001P u partnerów – FKM i Modelbau Kurz.

Farsoon przedstawiał CAMS (Continuous Additive Manufacturing Solution) jako wielką innowacje już w zeszłym roku jednak wtedy ciężko było wyobrazić sobie jak można wdrożyć to rozwiązanie do prawdziwej produkcji.

Farsoon, prawdopodobnie najważniejszy producent przemysłowych maszyn do spiekania laserowego z Chin, sprawił, że proces CAMS stał się w ciągu roku przemysłową rzeczywistością. Partnerstwo rozwojowe pomiędzy Farsoon i Modellbau Kurz GmbH w Gerlingen pod Stuttgartem zostało ogłoszone już rok temu. Mniej więcej w tym samym czasie spółka FKM Sintertechnik GmbH nawiązała także współpracę rozwojową z firmą Farsoon. Obie firmy, niezależne od siebie i o nieco innych priorytetach, przeniosły maszynę HT1001P CAMS przez kolejne etapy.

Rysunek 1 Po lewej: Główna siedziba Farsoon Technologies w Changsha, Chiny, po prawej: Farsoon HT1001P skonfigurowany jako CAMS

Obaj partnerzy rozwojowi ogłosili teraz oddzielne, niezależne od Farsoon wykorzystywanie największej maszyny do spiekania laserowego firmy Farsoon w codziennej produkcji, co zachęciło i skłoniło Farsoon do całkowitej komercjalizacji obecnej konfiguracji HT1001P. Filozofia Farsoon ‘Open for Industry’ (otwartość dla przemysłu) obejmuje otwarte informowanie o tym, jak przebiegały beta testy i jakie są ich wyniki. Z tego powodu zaprosiliśmy Christiana Blöchera, dyrektora zarządzającego FKM, Niko Kurza, szefa produkcji drukiem 3D i współwłaściciela Modellbau Kurz oraz dr Dirka Simona, dyrektora zarządzającego Farsoon Europe, na wspólny wywiad telefoniczny.

Pytanie 1:

Zacznijmy od początku, od koncepcji technologii ciągłego laserowego spiekania (CAMS) Farsoon w połączeniu z wielkoseryjną produkcją drukiem 3D. Jakie widzicie największe wyzwania?

Blöcher (FKM): Koncentrujemy się na technologii laserowego spiekania ze względu na jej wysoki stopień dojrzałości przemysłowej. Jednakże, ze względu na duże rozmiary części często potrzebne było tworzenie połączeń bądź klejenie kilku części w jedną. Kiedy Farsoon ogłosił maszynę z największą, jak dotąd, komorą roboczą, oczywiście byliśmy zainteresowani.  Pracujemy z maszynami Farsoon od kilku lat i dlatego byliśmy pewni, że reklamowane właściwości maszyny można spokojnie osiągnąć.

Kurz (Modellbau Kurz): Głównym wyzwaniem w zintegrowanej seryjnej produkcji jest automatyzacja procesu produkcji drukiem 3D (włącznie z pre i postprocessingiem). W przypadku spiekalnia laserowego proszków oznacza to, co najważniejsze, sprawdzanie przepływu proszku w maszynie, łącznie z podawaniem, mieszaniem i przesiewaniem proszku. HT1001P jest wyposażona w zintegrowany system transportu materiału o zamkniętym cyklu i zwiększonym stopniu automatyzacji. Po dalszym rozwoju z zespołem Farsoon, system transportu proszków jest teraz przystosowany do solidnej pracy. Dalsze funkcje, takie jak stacja oczyszczania, zapewniają przyjazne dla użytkownika sterowanie.

Simon (Farsoon): HT1001P jest pierwszym z systemów Farsoon, który został opracowany zgodnie z koncepcją CAMS, co oznacza, że HT1001P jest przeznaczony do ciągłej produkcji seryjnej i posiada modułowy system transportowy. Cylinder roboczy jest automatycznie doprowadzany przez stację załadowczą do strefy spiekania, a następnie do stacji chłodzenia. W połączeniu z automatycznym podawaniem proszku od góry pozwala to na intensywne cykle produkcyjne, podczas gdy cylindry robocze mogą być wymieniane w nocy lub w weekend. Przy tak dużej objętości budowlanej, szerokości jednego metra, głębokości 50 cm i wysokości 45 cm, uważam, że zarządzanie ciepłem jest dużym wyzwaniem. Im większa objętość robocza, tym dłużej posklejany proszek z elementami (ang. power cake) pozostaje w wysokiej temperaturze. W rezultacie czas chłodzenia wydłuża się nieproporcjonalnie. Dlatego do bardzo szybkiego skanowania stosuje się dwa lasery, a następnie aktywnie chłodzi się je w stacji chłodzenia.

Rysunek 2 Od lewej: Dirk Simon, dyrektor generalny Farsoon Europe, Christian Blöcher, dyrektora zarządzającego FKM, Niko Kurz, szefa produkcji addytywnej i współwłaściciel Modellbau Kurz

Pytanie 2:

Obaj (FKM oraz Kurz) uczestniczyliście w beta-testach HT1001P. Jak poszło?

Blöcher: Mamy Farsoona HT1001P na stanie od lutego. Największym wyzwaniem technicznym w FKM była integracja modułów maszyn do naszego systemu transportu proszków i usprawnienie ciągłego procesu produkcyjnego. Jesteśmy pod wrażeniem otwartej wymiany pomysłów i ich realizacji przez Farsoona. Maszyna została zoptymalizowana we wszystkich obszarach: poprawy niektórych części mechanicznych, dodaniu konkretnych funkcji sterowania oraz optymalizacji oprogramowania. Teraz cieszymy się, że maszyna bardzo dobrze pasuje do naszych procesów produkcyjnych i oferuje wysoki poziom wydajności. Oprócz wielkości komory budowlanej, kolejnym decydującym czynnikiem jest to, że po zakończeniu budowy, maszyna może automatycznie rozpocząć nową pracę, nawet w nocy, bez konieczności obsługi ręcznej.

Kurz: Dla nas było podobnie. Mamy duże doświadczenie w beta-testach, z Objet, Stratasys, HP, a teraz także z Farsoonem. W czasie trwania programu beta współpracowaliśmy z lokalnym zespołem serwisowym Farsoon Europe przy przetwarzaniu proszków PA12, PA12GB i PA6. Dużo dowiedzieliśmy się o tym, jak efektywnie obsługiwać tak dużą maszynę i dodatkowe elementy stanowiska. Na podstawie wyników testów jesteśmy pewni, że z proszków PA12 i PA12GB możemy produkować dobre komponenty do zastosowań komercyjnych z użyciem HT1001P i właśnie kilka miesięcy temu zaczęliśmy używać maszyny z proszkiem PA12 w normalnej pracy, aby dostarczyć naszym klientom spiekanie nań elementy.

Rysunek 3 Po prawej zakład FKM w Biedenkopf, Niemcy; po prawej: FKM obsługuje maszynę Farsoon HT1001P
Rysunek 4 Po lewej: zakład Modellbau Kurz w Gerlingen; po prawej: pan Niko Kurz, przed farsonem HT1001P

Pytanie 3:

Siedziba główna Farsoona mieści się w Chinach a filia w Europie jest wciąż w fazie rozwoju. Co skłoniło was do podjęcia współpracy z taką firmą?

Blöcher: Jak już wspomniałem, pracujemy z maszynami Farsoon od kilku lat. Używamy ich głównie do części PA6. Pod tym względem znamy oprogramowanie i konstrukcję maszyn Farsoona. Oba różnią się w niektórych aspektach od innych systemów, których używamy. Jednak otwarte podejście systemowe i prostota konstrukcji (pod względem solidności) szybko nas przekonały i były kluczowymi argumentami przemawiającymi za testowaniem HT1001P od początku roku.

Kurz: W zeszłym roku odwiedziliśmy siedzibę Farsoona w Changsha. Rozmawialiśmy z zespołem badawczym i rozwojowym oraz ścisłym kierownictwem. Pokazali nam kilka dużych części, które specjalnie dla nas wyprodukowali. To nas przekonało. Farsoon wydaje się być na solidnym poziomie przemysłowym, który może spełnić nasze specyficzne wymagania. Podoba nam się również filozofia otwartego doboru materiałów i optymalizacji parametrów. Otwiera to możliwości biznesowe dla konkretnych aplikacji klienta. Doceniamy otwartą postawę Farsoona i koncepcję współpracy jak równy z równym.

Pytanie 4:

Jaki był zakres współpracy rozwojowej i jak przebiegała ? Jak oceniasz jej rezultaty?

Blöcher: Ponieważ maszyna ta jest przeznaczona do ciągłej produkcji przy minimalnych przestojach, istniało jedno duże wyzwanie: Podłączenie maszyny do naszego zautomatyzowanego systemu podawania proszku. Farsoon pracował z nami nad tą techniczną integracją. Interesujące było zobaczyć, jak łatwo główny zespół Farsoon Europe zaangażował zespół badawczo-rozwojowy w Changsha w celu znalezienia praktycznych rozwiązań. Pomogło nam to podnieść ostateczną przepustowość HT1001P do oczekiwanego poziomu: prawdziwego ‘Pochłaniacza proszku’ (ang. Powder-eater)

Kurz: Zabawne, maszynę też nazywamy te maszynę pochłaniaczem proszku! Naszym głównym celem było przetwórstwo wzmocnionych tworzyw sztucznych, ponieważ klienci oczekują części porównywalnych z formowanymi wtryskowo PA6 z 30% udziałem włókien szklanych. Z tego powodu nie tylko przetestowaliśmy PA12, ale też od razu zaczęliśmy z PA12 wzmocnionego koralikami szklanymi. To działało bardzo dobrze. Następnie zakupiliśmy określone materiały PA6 od osób trzecich i zaobserwowaliśmy problemy. PA6 jest bardziej wymagającym materiałem o mniejszym oknie obróbki i wymaga wyższej temperatury. Z pomocą Farsoon i dostawcy proszku, byliśmy w stanie wiele zoptymalizować, ale potrzebny jest dalszy rozwój, zwłaszcza do produkcji większych części. Nadal współpracujemy z zespołem badawczo-rozwojowym Farsoon i dostawcą proszku w celu optymalizacji parametrów przetwarzania PA6. Możliwe jest jednak, że sam proszek też wymaga jeszcze optymalizacji.

Simon: Farsoon chciał wiedzieć, jak dobrze ta nowa maszyna z nowatorską techniką ciągłego laserowego spiekania będzie pracować u klientów. Jakie są ich wymagania? Gdzie system wymaga jeszcze ulepszenia? Chcielibyśmy otrzymać bardzo konkretne sugestie wynikające z rzeczywistej, praktycznej pracy z maszyną. Bez wsparcia FKM i Modellbau Kurz, nie doszlibyśmy tak daleko.

Pytanie 5:

Teraz, gdy faza beta HT1001P została zakończona, jak ta maszyna może poprawić wydajność firm korzystających z technologii druku 3D?

Blöcher: Możliwość produkowania największych możliwych części z tworzyw sztucznych (tą technologią) w połączeniu z możliwością ciągłej produkcji pozwala nam na zauważalne zwiększenie naszych wydajności produkcyjnych. Jako usługodawcy musimy rozszerzać nasze możliwości co najmniej tak szybko, jak nasi klienci zwiększają swoje wymagania. Lepiej, żebyśmy byli o jeden krok do przodu.

Rysunek 5 Modellbau Kurz produkuje duże części, np. grill samochodowy z PA12 na HT1001P.

Kurz: Z HT1001P korzystamy komercyjnie od trzeciego kwartału 2019 roku. W ten sposób nasi klienci mogą wykorzystywać techniki przyrostowe do wytwarzania elementów funkcjonalnych o większych wymiarach. Komponenty do 1 metra lub nawet większe, jeśli są produkowane po przekątnej w komorze budowy, mogą być teraz produkowane poprzez druk 3D w jednym kawałku, co wcześniej nie było możliwe. Nawet przy produkcji mniejszych partii możemy zaoszczędzić znaczne koszty dzięki możliwościom seryjnej produkcji HT1001P. Wszystkie te zalety pomogą naszym klientom zdywersyfikować swoje produkty i promować wykorzystanie komponentów wykonanych drukiem 3D.

Pytanie 6:

Przechodząc do serwisu, co sądzisz o trudnościach konserwacji? Czy jest to decydujący czynnik przy pracy z innowacyjną maszyną?

Blöcher: Łatwość serwisowania powinna mieć kluczowe znaczenie dla każdego systemu. Podobnie jak inne systemy Farsoon, HT1001P ma mechanicznie prostą konstrukcję, która ułatwia konserwację. Na przykład, wymienne soczewki laserowe w HT1001P są świetnym pomysłem. Jesteśmy przekonani, że dobre pomysły tej koncepcji maszyny okażą się sukcesem.

Kurz: Łatwość serwisowania systemu i szybka komunikacja z obsługą serwisową są bardzo ważne dla dostawców usług takich jak my. Intensywna wymiana techniczna pomiędzy firmami Farsoon i Modellbau Kurz ma kluczowe znaczenie dla rozwoju innowacji po obu stronach. Nasz zespół zajmujący się drukiem 3D dobrze współpracował z lokalnym zespołem serwisowym Farsoon Europe, aby codziennie produkować duże części. System obsługi proszków HT1001P wyróżnia się w pełni automatyczny, zamknięty obieg z bardzo łatwą konserwacją.

Pytanie 7:

Co sądzisz o efektywnym czasie wsparcia technicznego Farsoona?

Blöcher: Kiedy rozpoczęliśmy współpracę, Farsoon Europe właśnie zebrał swój lokalny zespół serwisowy. Ale zawsze otrzymywaliśmy profesjonalne wsparcie techniczne na miejscu, w krótkim czasie reakcji, kiedy tylko było to potrzebne. Cieszymy się również, że Farsoon nadal inwestuje w usługi i że lokalny zespół serwisowy w Europie będzie się rozwijał.

Kurz: Mamy bezpośredni kontakt z zespołem serwisowym Farsoon Europe, a ich reakcja była zawsze bardzo szybka. Bliskość Farsoon Europe (z siedzibą w Sztuttgarcie) do Modellbau Kurz jest dla nas kolejną wielką zaletą. Podczas testów beta zespół techniczny z siedziby Farsoon Europe udzielił szybkiej pomocy w przypadku problemów.

Simon: Zaskoczył mnie fakt, że obie firmy początkowo nie prosiły nas o wiele usług, ale później ich liczba wzrosła. Wyglądało to tak, jakby partnerzy chcieli ‘grać’ samodzielnie na początku. Gdy przeprowadzano beta-testy dla szerszego zastosowania, przetwarzanie proszków stało się trudniejsze, a nasze szybkie wsparcie techniczne zapewniło, że FKM i Modellbau Kurz były w stanie w pełni wykorzystać zalety dla rosnących wymagań. To zachęca nas do dalszego inwestowania w system usług zorientowanych na klienta.

Pytanie 8:

Jakie korzyści zyskałeś dzięki współpracy z Farsoonem? Jak oceniłbyś swoją współpracę z Farsoonem?

Blöcher: Farsoon jest dla nas ważnym partnerem, od kiedy dostrzegliśmy korzyści z bliskiej współpracy. W Farsoonie czujemy silne pragnienie znalezienia najlepszych rozwiązań dla wszystkich wyzwań. W połączeniu z możliwościami technicznymi Farsoona, ma to kluczowe znaczenie dla naszego postępu

Kurz: Od samego początku zbudowaliśmy bardzo dobre i bliskie relacje z serwisantami i kierownictwem firmy Farsoon. Podczas beta-testów otrzymaliśmy również duże wsparcie od kierownictwa technicznego w Changsha oraz inżyniera serwisu w Farsoon Europe. Chcielibyśmy kontynuować i nadal cieszyć się tą cenną współpracą z Farsoonem.

Pytanie 9:

Czy macie jakieś dalsze plany związane z Farsoonem?

Blöcher: Na pewno! Niedawno zamówiliśmy nasz czwarty system Farsoon. Rzut oka na drogę rozwoju Farsoon pokazuje ambitne ‘kamienie milowe’ dla dalszej industrializacji produkcji technikami przyrostowymi. Dalsza współpraca na pewno będzie ekscytująca!

Kurz: HT1001P jest pierwszym systemem z Farsoon, który wprowadziliśmy. Chociaż jest to dopiero początek naszej współpracy, zbudowaliśmy dobry, stabilny fundament dla wzmocnienia partnerstwa. Modułowa budowa HT1001P umożliwia łatwe dodawanie przyszłych stacji produkcyjnych i integrowanie ich z istniejącymi liniami produkcyjnymi. Będziemy kontynuować współpracę z Farsoon i jesteśmy optymistycznie nastawieni do tego, co przyniesie nam Farsoon HT1001P w kwestii przemysłowej produkcji technikami przyrostowymi.

Simon: Serdecznie dziękujemy FKM i Modellbau Kurz za podzielenie się z nami wynikami testów beta i ich doświadczeniami z użytkowaniem maszyny. Posiadanie FKM i Modellbau Kurz jako pierwszych partnerów dla HT1001P było fantastyczną okazją dla Farsoona. Wykorzystanie możliwości produkcyjnych systemu CAMS w połączeniu z doświadczeniem produkcyjnym FKM i Modellbau Kurz pomoże utorować drogę do produkcji addytywnej. Na tegorocznej konferencji Formnext zaprezentujemy kolejne dwie nowe maszyny, które czekają na partnerów w fazie beta.

 

 

FKM Sintertechnik:

FKM Sintertechnik jest niemieckim pionierem w dziedzinie selektywnego spiekania laserowego i od 1994 roku jest częścią rewolucyjnego procesu industrializacji w przemyśle. Tam, gdzie kiedyś zasady projektowania były określane przez konstrukcje matryc i form, teraz SLS zmienia całe procesy produkcyjne. Złożona geometria może być teraz natychmiast zintegrowana z komponentami. SLS oznacza również, że do wytworzenia dynamicznych zespołów, takich jak chwytaki o natychmiastowej funkcjonalności, potrzeba znacznie mniej kroków. Ponadto upraszcza on projektowanie, oszczędza koszty montażu i gwarantuje długą żywotność. Dzięki 20-letniemu doświadczeniu praktycznemu FKM posiada know-how pozwalające na stworzenie wyraźnej przewagi.

Modellbau Kurz:

Dzięki powierzchni produkcyjnej 5.500 metrów kwadratowych oraz stale rosnącemu parkowi technologicznemu i maszynowemu, firma KURZ jest znanym partnerem dla przemysłu wytwórczego. Firma dysponuje licznymi procesami, technologiami powierzchniowymi i własną wiedzą fachową w zakresie projektowania, produkcji i rozwoju modeli i prototypów. Dzięki inwestycjom w najnowsze technologie na rynku, KURZ jest pionierem, szczególnie w dziedzinie przemysłowego druku 3D. Założona w 1972 roku i mająca siedzibę w Gerlingen pod Stuttgartem firma rodzinna jest obecnie prowadzona przez trzecie pokolenie. KURZ zatrudnia około 80 pracowników, w tym wysoko wykwalifikowanych inżynierów, projektantów i modelarzy.

 

Tytuł oryginału:Continuous laser sintering becomes industrial reality – Farsoon completes HT1001P beta phase with partners FKM and Modellbau Kurz
Źródło: Farsoon, http://en.farsoon.com/news_detail/newsId=128.html