Så löser vi problem med 3D-printning i Smarta Fabriker

Flexibel tillverkning är en trend och 3D-printning har blivit en vanlig tillverkningsmetod. I projektet Smarta Fabriken används 3D-printning inte bara för prototyper, utan även för delar som skall användas permanent i fabriken. Många av de problem som uppstod under bygget av fabriken hade varit svåra att lösa utan 3D-printer.

Dsc 0283 Red
Gymnasieeleverna Eric och Jesper från GTG poserar tillsammans med två 3D-printrar från Zyyx.

Tekniken 3D-printning används främst för tillverkning av prototyper och när man snabbt vill ha en fysisk modell av en CAD-ritning.

– När vi byggt den smarta fabriken har vi inte bara tillverkat prototyper utan även flera delar som skall användas permanent i fabriken, som till exempel fästen för givare och fixturer, berättar Johan Bengtsson, Projektledare för Smarta Fabriker. Vi har även använt 3D-printning för att laga skadade delar och för att göra reparationer på fabriker i, förklarar han.

På bilderna nedan syns studenterna Eric och Jesper från Göteborgsregionens Tekniska Gymnasium när de ritar en detalj i CAD som de vill tillverka. CAD-modellen exporteras till en 3D-printer och skrivs ut i plast. En av fördelarna med att arbeta på detta sätt att det snabbt går och få fram en detalj och testa.

Att 3D-printa specialgjorda fästen för givare var ett av de vanligaste problemen som löstes vid byggnation av fabriken.


Dsc 0309 Red
Eleverna Eric och Jesper från GTG CAD:ar upp ett nytt givarfäste till kartongmagasinet.
Dsc 0315 Red
Montering av 3D-printat givarfäste till kartongmagasinet.
20170920 104545
Eleverna Albin och Fabian från GTG monterar 3D-printat givarfäste till avlämning av lins.

Ett annat problem som uppdagades var när kunden scannade sin QR-kod för att starta processen. Det var svårt för kunden att hitta rätt avstånd mellan visionkameran och telefonen med QR-koden. Det problem löste studenten Fabian genom att mäta ut optimalt avstånd och därefter 3D-printa en fixtur för att stödja telefonen mot. Den första fixturen som printades var inte helt optimal eftersom det var svårt att hålla telefonen mot den. Att  justera CAD-modellen och printa en ny fixtur som fungerade perfekt tog mindre än 3 timmar.

20171004 172505
Fabian mäter ut optimalt avstånd mellan visionkamera och telefon.
20171203 132321
Fabian tillsammans med resultatet.
20171012 100722
Kevin, studerande på GTG, visar en 5-åring hur beställning av VR-glasögon går till. På bilden kan man se hur den 3D-printade fixturen används som stöd för telefonen.

Vid frånskiljning av spill från kartong användes till en början fingrarna men eftersom det kunde ge upphov till mindre skador samt att fingrarna var för stora i vissa fall. För att kunna frånskilja spillet utvecklade praktikanterna Fabian och Albin ett frånskiljningsverktyg. Frånskiljningsverktyget utformades för att ergonomiskt kunna hållas i handen och frånskilja både mindre och större bitar. När verktygets inte användes behövdes en hängare för det. Även hängaren 3D-printades och på bilden nedan kan ni både se hur verktyget används och hur det kan hängas upp framför operatören.

20171010 100109
Frånskiljning av kartongspill med 3D-printat verktyg. Observera hängaren för verktyget som även det är 3D-printat.

Vid montering av VR-glasögonen kan operatören välja mellan filminstruktion, bild och text eller AR. Efter att ha använt de olika instruktionstyperna ett par veckor kom vi på att vi även hade en fjärde instruktionstyp och det var den animerade filmen som ligger i Smarta Fabrikers app. För att kunna få båda händerna fria vid montering tillverkade Fabian en hållare för telefonen med hjälp av 3D-printning.

20171020 101452
På bilden ses arbetsplatsen för operatören där hen kan välja mellan olika instruktionstyper. På det lutande planet till höger om datorskärmen och under bildinstruktionen kan det röda 3D-printade stödet för smartphone ses.
20171020 100650
Närbild på det röda 3D-printade stödet för smartphone.

För att eliminera att operatören inte placerar kartongarken fel i magasinet skapades en poka-yoke lösning. Poka-yoke är ursprungligen en japanska metod för att undvika eller upptäcka misstag innan de sker. Ordet betyder ungefär "felsäkring" eller "misstagssäkring". I Smarta Fabriker är ett av kartongens hörn avfasat och den 3D-printade delen på magasinet gör att operatören bara kan placera arket på ett sätt.

Img 0014
3D-printad Poka-Yoke lösning så att kartongarken bara kan placeras på ett sätt.

Ett problem som uppdagades i fabriken var att det uppstod korrison mellan aluminiumprofilerna och stålstängerna på magsinet för kartongerna. Detta problem löstes genom att 3D-printa en liten bricka så att stålet och aluminiumet inte var i kontakt.

Img 0017
Bricka för att förhindra korrision.

- Skulle inte detaljen passa går det snabbt och lätt att göra ändringar och skriva ut en ny. Hade vi inte haft en 3D-printer i anslutning till fabriken hade vi aldrig kunnat vara så effektiva. Till exempel hade vi problem med att kartongen fasande när den kom ut ut stansen och då CAD:ade vi upp och printade en styrkil som löste problemet, berättar Johan Bengtsson.

Img 0011
3D-printad kil som styr arket så det inte fastnar vid utmatningen.

Taggar

Artikeln är taggad med följande taggar. Klicka på en tagg för att se alla artiklar med samma taggning.

Artikeln är kategoriserat som Fördjupning  |  Publicerad 2018-01-25  |  Skriven av Johan Bengtsson