Tänk på det här innan du köper en 3D-printer

3D-printing används idag flitigt inom produktionsutveckling på grund av de fördelar som kommer med att kunna skriva ut sina egna bitar. Man kan direktproducera detaljer som maskindelar, komponenter, prototyper och olika konsumentprodukter. Tekniken utvecklas ständigt, och allt fler företag och industrier använder sig av 3D-printing för att effektivisera sin produktion.

Men hur enkelt det än kan låta att framställa önskade bitar direkt, kräver de många olika teknikerna en viss kunskap för att kunna användas på ett effektivt och lönsamt sätt. Syftet med den här guiden är att lära dig mer om 3D-printing och hjälpa dig göra rätt val när du vill effektivisera din produktion med 3D-printing.

I den här guiden går vi igenom följande:

• Fördelar med 3D-printing

• Olika tekniker av 3D-printing

• Att tänka på innan du investerar i en 3D-printer

• Lönsamhet i att outsourca 3D-printing

Fördelar med 3D-printning

3D-tekniken har vuxit lavinartat och numera arbetar i stort sett alla små och stora företag i Sverige med 3D-printing på olika sätt. Det kan exempelvis vara genom att skriva ut verktyg till den egna produktionslinjen eller ta fram prototyper och reservdelar. Att direkt kunna producera önskade former i olika material ger för många fördelar inom produktion jämfört med traditionell framställning.

Fördelar med 3D-printing:

• Kortare ledtider
• Kostnadsbesparingar
• Specialframtagna delar
• Skriva ut i lätta material
• Skriva ut små detaljer och komplexa former

Det finns såklart många fler fördelar med tekniken beroende på vilket behov som ska uppfyllas och i vilket sammanhang den utskrivna detaljen behövs. Ändamålet och användningsområdet avgör också vilken teknik av 3D-printing som är lämplig att använda.

Olika tekniker av 3D-printing

Ett annat ord för 3D-printing är additiv tillverkning. Additiv teknik innebär att man skriver ut en detalj i lager-på-lager, vilket gör det möjligt att skriva ut komplexa detaljer och geometrier.

En traditionell tillverkningsmetod som fräsning eller svarvning innebär att man redan har ett materialblock och sedan tar bort material för att få fram sin detalj. De additiva tillverkningsmetoderna gör precis tvärtom, de utgår från ingenting och bygger alltså upp detaljer i lager efter lager tills den är klar.

Olika 3D-tekniker använder sig av olika material och varje teknik har sina för-och nackdelar. De vanligaste teknikerna inom 3D-printing idag är tråd-och pulvertekniker.

Exempel på vanlig trådteknik:

• Fused Deposition Modeling (FDM)
• Exempel på vanliga pulvertekniker:
• MultiJet Fusion (MJF)
• Selektiv Lasersintring Teknik (SLS)
• Exempel på vätsketekniker:
• SLA
• PolyJet

Trådtekniker – FDM

När man skriver ut med trådtekniker används en tunn plasttråd som värms upp och pressas ut genom olika munstycken för att få olika lagerskikt (täthet och ytfinhet). Vanliga skikttjocklekar är 0,127, 0,178, 0,254 och 0,330 mm.

Fördelen med trådtekniken är att detaljerna kan skrivas ut på samma sätt varje gång och har bra toleranser och måttriktighet.

Exempel på material som man kan skriva ut i är:

• ABS M30
• ABS ESD7
• Ultem9085
• Ultem1010
• ASA

Dessa material kallas för termoplaster och har ofta mycket goda egenskaper, som exempelvis högre tålighet mot UV. Ultem-materialen är även UL V0-klassade, vilket innebär att de inte avger farliga gaser eller smälter vid eventuell brand. Materialen är hårda och klarar att bearbetas. Trådtekniken har även ett stödmaterial som byggs upp samtidigt som detaljen i skrivaren. Detta stödmaterial tvättar man sedan bort antingen för hand eller med en speciell lösning.

När man skriver ut med tråd är det bra att veta att ytan inte blir helt slät. Man kan ofta både se och känna de olika lagerna. Ju högre skikttjocklek du använder, desto tydligare blir lagren.

Pulvertekniker – MJF & SLS

Vid pulvertekniker används en bädd av pulver som lager för lager binds samman med olika vätskor, värme eller UV-ljus. Denna teknik skapar en fin yta och homogena detaljer som är täta. Vanliga skikttjocklekar vid pulvertekniker är 0,080 och 0,1 mm.

Pulvertekniker kan skriva ut mycket detaljrika delar som även är funktionella direkt. Om man jämför med trådtekniken FDM, som bara har en byggplattas storlek i ett lager att lägga detaljer på, så har man i pulvertekniker hela byggutrymmet som kan användas. Det gör att man kan ha detaljer i flera lager ovanpå varandra med mycket små mellanrum. När detaljen är klar i skrivaren så är den täckt med ett plastpulver som sedan behöver tas bort med en bläster. Vid behov kan man även kulpena ytan för att få den finare och för att få bort alla rester av löst material som finns kvar på ytan.

I sina grundformer är materialet biokompatibelt och kan steriliseras för att sedan användas inom branscher där det behövs. Ett vanligt material som används i pulverteknik är PA12 (Nylon) som är hårt och flexibelt. Med SLS-tekniken blir detaljerna vita och med MJF-tekniken blir detaljerna gråmelerade i sin grundform, men båda går bra att infärga, lackera, och efterbearbeta. Toleranserna för pulvertekniker ligger på ± 0,3 mm eller ± 0,25% av dimension.

Vätsketekniker – SLA & Polyjet

Tekniker som använder vätska är SLA och Polyjet. Vätskan härdas med UV-ljus och plasterna som används är så kallade härdplaster. Det krävs både härdplastutbildning och regelbundna läkarundersökningar för att få jobba med härdplaster, eftersom det är skadligt att andas in ångorna från vätskan.

Vätsketekniker ger mycket fin yta och används därför ofta vid designkontroller. Teknikerna kan skriva ut transparenta detaljer som vid direkt utskrift påminner om frostat glas, men som efter bearbetning och polering blir fullt transparenta.

Skikttjocklekarna vid dessa tekniker är mycket fina och kan gå ner ända till 0,014mm. Detaljerna blir helt täta, men vid tunt gods så kan de vara lite känsliga. Med tekniken PolyJet kan man också skriva ut detaljer i ett gummilikt material i olika hårdheter som följer skala Shore A. Tillgängliga hårdheter är då 27, 40, 50, 60, 70, 85 och 95. Färgen är som standard svart men det går även att skriva ut i semitransparenta och vitaktiga färger.

Med PolyJet-tekniken kan man även blanda hårda och mjuka material i samma process, vilket kallas för 2K.

Att tänka på innan du investerar i en 3D-printer

3D-teknikens många fördelar, framförallt möjligheten till effektivisering och kostnadsbesparingar är anledningar till att många väljer att använda sig av 3D-printing i sin produktion. Flera företag väljer därför att ta hem produktionen och producera lokalt med hjälp av 3D-printers i hopp om att det ska vara en lönsam investering. Detta eftersom en egen 3D-printer kan öppna upp möjligheten att tillverka egna detaljer istället för att vänta i flera veckor på att få dem frästa och levererade. Det är även bra ur ett hållbarhetsperspektiv eftersom det kräver mindre transporter.

Men, det finns också många negativa aspekter av att köra sin egen 3D-printning i sin egen verksamhet som man bör känna till innan man väljer att investera i en 3D-printer.

Ineffektiv hantering av 3D-printern

Att 3D-printing har underlättat och effektiviserat ett flertal industrier råder det ingen tvekan om, men för att det ska göra det behöver det användas rätt. Många företag som har investerat i en 3D-printer i hopp om att öka effektiviseringen stöter ofta på problem längs vägen. Ett stort problem är den bristande kunskapen kring 3D-printning som leder till en tidskrävande och kostsam process där man provar sig fram. Det riskerar att bli köbildning, och hela processen kostar både tid och material.

Det kan även hända att maskinen går sönder och det tar flera veckor innan reservdelen kan levereras. Sen behöver det finnas kunnig personal som installerar reservdelen och gör maskinen körbar igen.

För att få till rätt slutprodukt behöver ofta justeringar göras på printern, vilket kräver en viss kunskap och utbildning. Det tar många års erfarenhet och utbildning för att underhålla maskinerna på rätt sätt och om kompetensen inte finns inom företaget riskerar man att dessa justeringar inte blir utförda och man tappar i repeterbarhet och möjligheten att kontrollera och följa upp sina förändringar som man vill ha gjorda.

En annan begränsning när man använder sig av egen 3D-printer är att det endast går att skriva ut i ett fåtal material.

För mindre företag som kräver enkla prototyper och strukturer, kan en egen 3D-printer vara en bra lösning. Men när produktionen ställer höga krav på tillverkning eller vad prototypen ska klara av, är det ingen långsiktig lösning.

Kunskapsbrister hos ledningen

I flera företag råder en kunskapsbrist bland beslutande personer när det kommer till produktion på detaljnivå. Där den hos ledningen största motivation är att effektivisera produktionen och hålla nere kostnaderna. Man vill ha så bra kvalitet som möjligt för ett så bra pris som möjligt. Ledningen tenderar att endast se de direkta kostnaderna, som priset på material. De missar ofta att se kostnaderna som tillkommer över tid med bristande processer när maskinen inte rullar som den ska, outbildad personal och dålig arbetsmiljö.

Dessutom är ofta beställarkompetensen ganska låg hos ledningen som inte är tillräckligt insatt i hela processen. Vilket kan innebära risk att 3D-printern som beställs inte är den mest lämpade för just syftet som den är tänkt att uppfylla.

Dålig arbetsmiljö

En annan aspekt man bör ta i beaktning innan man investerar i en 3D-printer är arbetsmiljön. Alla 3D-tekniker avger nämligen små plastpartiklar som hamnar i luften. Den som köper en 3D-printer behöver alltså vara säker på att de har en lämplig miljö att placera skrivaren i utan att riskera personalens hälsa. Att exempelvis ha en 3D-printer som smälter tråd inne på kontoret utan rätt skyddsutrustning kan leda till att ohälsosamma mängder av nanopartiklar av plast andas in av personalen som befinner sig i rummet och kan på sikt skada de inre organen.

Samma sak gäller för skrivare som använder pulver eller vätska. En skrivare med pulverteknik avger ett damm av små plastpartiklar. Om någon råkar andas in dessa partiklar, kan de på lång sikt samlas i lungorna och ge så kallad stenlunga eller dammlunga. Ohärdad plast innebär också en hälsorisk, och det kan orsaka till exempel allergi, astma, eksem och vara irriterande för ögon och slemhinnor. Där finns även lag på utbildning för att få arbeta med härdplaster.

Man behöver med andra ord se till att använda rätt skydd och att printern befinner sig i ett rum där inte alla utsätts för inandning av ohälsosamma material.

Är det värt för ditt företag att investera i en egen 3D-printer?

Det är lätt att stirra sig blind på den direkta kostnaden. Men det är ofta beroende på faktorer som kunskap, kompetens, processer och arbetsmiljö som faktiskt avgör om en egen 3D-printer blir prisvärd i längden.

Digital Mechanics erbjuder hjälp att komma igång om du planerar att köpa din första (eller flera) 3D-printers. Du behöver veta vilken, eller vilka skrivare du behöver för dina behov, vilka material du ska bygga i, hur produktions- och arbetsmiljön ska vara utformad, vilka processer och flöden fungerar bäst och hur den totala kostnadsbilden ser ut. Tillsammans hjälps vi åt att se om det blir lönsamt för dig att investera i en egen 3D-printer, och vilken printer som bäst passar era behov.

Läs mer om vad som ingår i Digital Mechanics förstudie

Lönsamhet i att outsourca 3D-printing

Kvalitetsbrister i produktionen, dålig arbetsmiljö och tidsfördröjningar på grund av otillräcklig kunskap och felaktig hantering av 3D-printern som ger kostsamma och utdragna processer, är något man gärna undviker. Men det går att få fördelarna med 3D-printing utan något av dessa problem, och det är att outsourca 3D-printingen till proffs.

Hos Digital Mechanics jobbar utbildade konstruktörer med uppdaterade maskiner i miljöer som är specialanpassade för diverse tekniker. Personalen har rätt skyddsutrustning och går på regelbundna kontroller för att säkerställa en god hälsa. Du slipper tänka på tidskrävande interna utbildningar, underhållsarbete och miljökraven, och får hög kvalitet med snabb leverans.

Skräddarsy en lösning för just era behov

Att ta in extern kompetens inom 3D-printning möjliggör för en skräddarsydd lösning för just era behov. Digital Mechanics kan med sina många års erfarenhet och stora kontaktnät, hjälpa till med allt från expertråd till serieproduktion av komplexa strukturer i diverse material.

Digital Mechanics kan hjälpa dig med:

• Prototypframtagning
• Produktoptimering
• Produktionsoptimering
• Serietillverkning
• Verktyg
• Reservdelar
• Och mycket mer!

Här kan du enkelt göra en beställning på vad du önskar 3D-printa!

Digital Mechanics är med er genom hela processen, hur stort eller litet projektet än är, för att slutresultatet ska blir så bra som möjligt.