Když prototyp nefunguje v praxi
V prototypové výrobě se často setkáváme s tím, že první řešení jednoduše nestačí. Přesně takový případ nám přinesl zákazník z cukrářského průmyslu.
Potřeboval funkční šneky pro hnětení potravinářských hmot. Přinesl vlastní 3D tištěný díl, který na první pohled vypadal použitelně. V reálném provozu se ale ukázalo, že má zásadní nedostatky.
Problém: 3D tisk jako slepá ulička
Původní šneky byly vyrobeny pomocí 3D tisku. Tento přístup je ideální pro rychlé ověření tvaru a většinu funkčních dílů, ale v tomto případě narazil na své limity.
Hlavní problémy byly dva:
- Nízká mechanická pevnost materiálu s FDA certifikací – díly se při hnětení rychle lámaly
- Porézní struktura – hmoty se nedaly z vrstev vyčistit, což je v potravinářství nepřijatelné
Bylo jasné, že tudy cesta nepovede.
První pokus o zlepšení: vakuové lití
Dalším krokem bylo vytvoření silikonové formy a výroba dílů pomocí vakuového lití. Zvolili jsme polyuretanový materiál s food compliance (FDA), který je vhodný pro kontakt s potravinami.
Toto řešení přineslo několik zlepšení:
- výrazně lepší povrch než u 3D tisku
- homogennější strukturu materiálu
- vhodnost pro potravinářské použití
Jenže ani to nestačilo.
Při delším provozu šneky nevydržely mechanické zatížení a docházelo k lámání lopatek. Ukázalo se, že i když materiál splňuje hygienické požadavky, není dostatečně odolný pro danou aplikaci.
Klíčový moment: změna konstrukce
Nešlo jen o materiál nebo technologii výroby. Bylo potřeba upravit i samotnou konstrukci. Zaměřili jsme se na:
- vliv tření během provozu
- způsob uchycení šneků
- rozložení mechanického zatížení
Tato analýza vedla k zásadnímu rozhodnutí – změnit nejen design, ale i výrobní technologii.
Finální řešení: CNC obrábění z POM-C
Jako optimální řešení jsme zvolili výrobu šneků z technického plastu POM-C pomocí CNC frézování.
Nicméně musel proběhnout reverse engineering, protože jsme neměli k dispozici 3D model. Originální díly jsme naskenovali 3D skenerem a překreslili, aby přesně odpovídali původnímu originálu.
Proč právě POM-C?
- Vysoká mechanická pevnost – odolává zatížení i dlouhodobému provozu
- Nízký koeficient tření – ideální pro pohyblivé části
- Bezporézní struktura – hygienické a snadno čistitelné
- FDA certifikace – nezbytná pro potravinářský průmysl
- Dobrá obrobitelnost s nízkou nasákavostí – umožňuje přesnou výrobu a udržení přísnějších tolerancí
Pro samotnou výrobu jsme využili čtvrtou osu na 3osé CNC frézce, což nám umožnilo efektivně a přesně obrábět složitou geometrii šneků.
Výsledek: spolehlivý provoz bez kompromisů
Nové řešení přineslo zásadní zlepšení:
- výrazně delší životnost
- odolnost vůči mechanickému namáhání
- hladký, neporézní povrch bez zachytávání hmoty
- stabilní a spolehlivý provoz
Šneky dnes fungují bez problémů v reálném provozu cukrářské výroby.
Co si z toho odnést?
Tento projekt krásně ukazuje několik důležitých principů:
- 3D tisk není vždy vhodný pro funkční díly
- Správná volba materiálu je klíčová
- Technologie výroby musí odpovídat zatížení dílu
- Iterativní vývoj vede k nejlepším výsledkům
Neexistuje univerzální řešení. Každý projekt vyžaduje individuální přístup a kombinaci zkušeností z konstrukce i výroby.
Jak vybrat správnou technologii?
Zjednodušeně:
- 3D tisk → ideální pro rychlé prototypy, ověření tvaru, ale ne vždy funkční díly
- Vakuové lití → vhodné pro malé série a vizuální díly, ale polyuretan má nižší pevnost než standardní technické plasty
- CNC obrábění → nejlepší volba pro funkční a mechanicky zatěžované komponenty
Máte podobný problém?
Řešíte funkční díl, který v praxi nefunguje tak, jak má?
Ozvěte se nám. Pomůžeme vám najít správnou kombinaci konstrukce, materiálu a technologie, aby váš produkt fungoval spolehlivě – nejen na papíře, ale hlavně v reálném provozu.
Naše technologie
- Když 3D tisk nestačí: Jak jsme vyřešili hnětací šneky pro potravinářství pomocí CNC obrábění
Když prototyp nefunguje v praxi V prototypové výrobě se často setkáváme s tím, že první řešení jednoduše nestačí. Přesně takový případ nám přinesl zákazník z cukrářského průmyslu. Potřeboval funkční šneky pro hnětení potravinářských hmot. Přinesl vlastní 3D tištěný díl, který na první pohled vypadal použitelně. V reálném provozu se ale ukázalo, že má zásadní nedostatky.… Více informací: Když 3D tisk nestačí: Jak jsme vyřešili hnětací šneky pro potravinářství pomocí CNC obrábění - Výroba pohárů na zakázku: 3 technologie v praxi (3D tisk, vakuové lití, CNC)
Případová studie výroby pohárů pro Český pohár paraglidingu – ukázka, jak zvolit správnou technologii podle designu, série a požadavků na kvalitu. Jak vyrobit pohár, který nebude jen oceněním, ale skutečným reprezentantem značky? Pro Český pohár paraglidingu (ČPP) jsme během čtyř ročníků vytvořili série pohárů, kde každý ročník vznikl jinou technologií. Nešlo o experiment – šlo… Více informací: Výroba pohárů na zakázku: 3 technologie v praxi (3D tisk, vakuové lití, CNC)
Galerie
