EFEKTYWNE ZARZĄDZANIE INSPIROWANE METODAMI RAPID PROTOTYPING

Andrzej Burgs, CEO Sygnis New Technologies, pod koniec ubiegłego roku wystąpił w ramach InnoShare University. Opowiedział o metodach rapid prototyping i jak ten model przenieść na funkcjonowanie firmy.

Zacznijmy jednak od początku. Proces addytywnego wytwarzania polega na tym, że w sposób niegenerujący strat, zaczynając od zera, tworzymy warstwa po warstwie nowe przedmioty. W tym przypadku workflow wygląda w następujący sposób:

– korzystamy z programu CAD, w którym przygotowujemy trójwymiarowy model;

– przerzucamy model do tzw. „slicera”, w którym dokonujemy translacji modelu 3D na sekwencję komend zrozumiałych przez maszyny;

– kolejnym etapem jest druk, podczas którego warstwa po warstwie budujemy nasz model;

– a na końcu – postprocessing, gdzie następuje wygładzenie powierzchni i dopracowanie czy dodanie innych właściwości na wykonanym wydruku.

rapid prototyping w procesie druku 3d
Wykres 1. Workflow wytwarzania addytywnego
Źródło: Sygnis New Technologies

W przypadku szybkiego prototypowania podejście do tematu jest bardzo podobne. Określamy wytyczne, opisujemy jak produkt powinien wyglądać i przechodzimy do projektowania z użyciem programu CAD. Drukujemy element testując różne wersje, aż do otrzymania zadowalającego wyniku. Cały proces powtarzamy przyglądając się pojawiającym się zmianom oraz ciągle poprawiając projekt.

Celem zastosowania metod szybkiego prototypowania jest modelowanie fizyczne na podstawie modelu komputerowego CAD oraz budowa form i narzędzi w przemyśle tworzyw sztucznych, odlewniczym i obróbki plastycznej oraz mechanice precyzyjnej i medycynie [1].

[1] Chlebus E., Techniki komputerowe CAx i inżynierii produkcji, WNT, Warszawa 2000, s. 206.

przykładowy wydruk 3d metodą rapid prototyping
Zdjęcie 1. Przykładowe wydruki 3D
Źródło: Sygnis New Technologies

Tworzenie próbnych wydruków w 3D daje możliwość oceny produktu na wstępnym etapie produkcji oraz znacząco niweluje koszty implementacji ewentualnych poprawek.

„Rapid prototyping to najszybsze dojście do działającej wersji, wymagające wielokrotnej interakcji i częstego powtarzania oraz zapętlania tego, co już zrobiliśmy. W momencie, gdy coś nie pasuje lub nie działa poprawnie, przechodzimy cały proces ponownie. Ta elastyczność w kontekście dopasowania się do procesów jest niezwykle cenna w kontekście realiów współczesnego Świata” – Andrzej Burgs, CEO Sygnis New Technologies

Metody Rapid Prototyping są bardzo efektywne w produkcji krótkoseryjnej i jednostkowej. Dzięki nim można znacznie skrócić cykl rozwojowy produktu oraz zmniejszyć nakłady na jego opracowanie i wdrożenie do produkcji [2].

[2] Tamże, s. 261.

Projekt R&D jak druk 3D

W przypadku druku 3D mamy projekty CAD’owskie, gdzie przy R&D mamy planowanie i analizę literaturową tego, co chcemy zrobić. Dalej Slicer – w przypadku R&D odpowiada podziałowi zadań w odniesieniu do naszych zasobów i wykonania poszczególnych pomiarów na różnego typu maszynach. Druk odpowiada natomiast produkcji naszej publikacji lub badania, gdzie nasza wiedza i umiejętności są warstwami, na których ją budujemy. Na koniec Postproces, w przypadku R&D to odpowiednio potwierdzenie wyników, poszerzona analiza danych, znalezienie dodatkowych korelacji z innymi wynikami badawczymi.

schemat metody rapid prototyping
Wykres 2. Szybkie prototypowanie
Źródło: Sygnis New Technologies

Nie inaczej jest w przypadku Rapid Prototyping czyli powtórzenia tego procesu z użyciem innych środków lub innych metod aż do skutku czyli do osiągnięcia pożądanego efektu. Przy tym zagadnieniu ważnych jest kilka kwestii. Mianowicie, pewną warstwę wiedzy, którą budujemy, może wytworzyć każdy – nie tylko zespół naukowy wyspecjalizowany do tego konkretnego zadania. Każdy członek organizacji lub nawet spoza niej jest w stanie taką warstwę „położyć”. Może to być zarówno kontrahent, jak i dostawca sprzętu. Możemy czerpać tę wiedzę oraz kłaść podwaliny pod kolejne warstwy niemalże zewsząd. Jednak, chcąc jak najszybciej dotrzeć do MVP badawczego, nasz Proof of Concept nie powinien być nastawiony na wszystko naraz. Potrzebujemy szybko zweryfikować czy  pójście w daną stronę ma sens zanim w ogóle zaczniemy robić rozbudowane badania w tym kierunku.

Rapid Prototyping nie tylko dla inżynierów

Zastosowań tego typu rozwiązań nie należy szukać wyłącznie w przemyśle. Dobrym przykładem jest coraz częstsze wyposażanie przez uczelnie wydziałów, na pierwszy rzut oka niezwiązanych z tego typu technologiami.

proces skanowanie elementu przy metodzie szybkiego prototypowania
Zdjęcie 2. Proces skanowania elementu
Źródło: Sygnis New Technologies

Tak jest na przykład w przypadku studentów Akademii Sztuk Pięknych, architektów czy kierunków związanych z designem. Korzystają oni coraz częściej z wdrożeń nowych technologii, by jeszcze efektywniej projektować produkty i wspomagać proces twórczy poprzez dostęp do fizycznych modeli wydrukowanych za pomocą drukarki 3D.

Efektywne wdrożenia

Na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego od lat funkcjonuje park maszyn założony przez Sygnis New Technologies. Laboratorium Szybkich Technik Prototypowania, bo taką nazwę nosi, jako część projektu CePT II – „Centrum Badań Przedklinicznych i Technologii II”, służy rozwojowi sprzętu do badań nanomedycyny oraz medycyny regeneracyjnej. W skład konsorcjum i partnerów wchodzą Uniwersytet Warszawski, Warszawski Uniwersytet Medyczny oraz Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk, Voxel SA oraz Sygnis New Technologies. Jest to miejsce powstawania innowacji, pozwalające na pracę z użyciem wielu technik wytwórczych. Do dyspozycji techników i studentów oddano 60 drukarek 3D o różnym profilu technologicznym. Solidne zaplecze sprzętowe LSTP pozwala na wykonywanie krótkich serii prototypowych na potrzeby badań, usprawnia budowanie unikatowych sprzętów laboratoryjnych i doświadczalnych, a także zaopatrywanie działających sprzętów w trudno dostępne części serwisowe.

park maszyn sygnis wspomagający przy rapid prototyping
Zdjęcie 3. Park Maszyn na Wydziale Chemii UW
Źródło: Sygnis New Technologies

Zatem przyszłość zależy od odpowiedniej edukacji, ale także umiejętności adaptacji. Na przykładzie sukcesu, jakim zaowocowała współpraca uczelni wyższej i Sygnis New Technologies, jasno widać możliwości wynikające z tego typu wdrożeń sprzętu specjalistycznego od sprawdzonych dystrybutorów.

O efektywnym zarządzaniu inspirowanym metodami Rapid Prototyping opowiadał Andrzej Burgs, CEO Sygnis New Technologies podczas ostatniej edycji innoSHARE: