Annonce
Erhverv

3D-print sætter Danfoss i nyt gear: De er lettere, stærkere og billigere at producere

Niklas Franke, Danfoss Heatings AM-leder, står her mellem to 3D-printere (HP4210 Multi Jet Fusion), der er placeret i virksomhedens kompetencecenter i Nordborg. Foto: Danfoss
Industrigigant har udviklet to nye redskaber ved hjælp af 3D-print. - Med teknologien har vi lært at kravle. Nu er tempoet i gågear, og i fremtiden vil vi løbe, lyder det fra Danfoss Heating om resultatet af fire-årigt projekt.
Annonce

NORDBORG/AARHUS: Den danske industrigigant Danfoss har som en del af AM-LINE 4.0-projektet ved Teknologisk Instituts Center for industrielt 3D-print i Aarhus skabt to nye applikationer.

Det drejer sig i begge tilfælde om 3D-printede redskaber, der er lettere, stærkere, hurtigere og samtidig billigere at producere – mens komponenternes levetid er fem gange længere sammenlignet med konventionel fremstilling. Der er tale om et redskab til montering af elektriske motorer og et 3D-printet armatur i titanium.

- Det motiverede os at udvikle lettere redskaber, der minimerer operatørernes daglige belastning og dermed minimere risikoen for skader. Samtidig er det en gevinst, at 3D-printet metal i lav volumen er konkurrencedygtig på prisen, siger Niklas Franke, Head of Additive Design and Manufacturing hos Danfoss Heating, i en pressemeddelelse.

Innovationen er sket i tæt samarbejde med Teknologisk Institut, der i AM-LINE vejleder og producerer for både små og store virksomheder, så de kan komme i gang med 3D-print.

Udviklingen inden for 3D-print er en vigtig del af digitaliseringsstrategien i Danmarks største industrivirksomhed.

- Danfoss er blevet mere åben over for, at 3D-print ofte kan være en rigtig god mulighed. Danfoss har flere og flere efterspørgsler og har fået øjnene op for, hvor mange forskellige steder, teknologien kan bruges, siger Anders Bæk Hjermitslev, konsulent ved Industriel Materialeteknologi hos Teknologisk Institut.

Udviklingen er ikke kun sød musik i ørerne for Danfoss, for målet med AM-LINE 4.0 er at dele viden med andre produktionsvirksomheder, så 3D-print bliver udbredt i Danmark til gavn for alle.

Annonce

Nye værktøjer letter byrden

Det ene værktøj til montering af den elektriske motor i Danfoss’ kompressorer – et stator centreringsredskab – er cirka lige så stor som en halv liter vandflaske.

- Det afgørende her var at fjerne al unødvendigt materiale for at reducere vægt og pris, men samtidig beholde nok masse til, at værktøjet var tilpas robust, siger Niklas Franke.

-  Med nye materialer og en unik gitterstruktur er værktøjets vægt formindsket med hele to tredjedele – fra 1100 gram til 382 gram.

- Vi anvendte før for eksempel en særlig slags aluminium, og så skiftede vi til 3D-printet titanium, der er meget stærkere. Med traditionelle fremstillingsmetoder er det ikke muligt at skabe den komplekse geometri, der er afgørende for vægtreducering, pointerer Niklas Franke i pressemeddelelsen.


Alle produktions-virksomheder skal håndtere forsyningskæder, hvor forskellige typer af værktøj er anvendt. De fleste redskaber anvendes i lav-volumen, og det gør dem ideelle for 3D-print – ligegyldigt, om der er tale om metal eller plastik.

Niklas Franke, AM-leder, Danfoss Heating


- En vægtreducering på to tredjedele har en stor betydning for operatørerne, når de skal løfte 180 gange om dagen. Samtidig bliver værktøjet også stærkere og bedre. Det er en ret unik løsning, og der er ikke mange andre virksomheder, der har sådan et værktøj, vurderer Anders Bæk Hjermitslev.

Teknologisk Institut har været med til at bearbejde 3D-print ideerne fra Danfoss og løbende haft dialog med Niklas Franke om hvilke designs, der fungerer bedst ud fra Danfoss’ ønsker.

Annonce

3D-armatur i titanium

Den anden applikation er et armatur, der tester Danfoss-ventiler i laboratoriet ved at sætte dem under pres (op til 200 bar). Førhen blev der anvendt stål, men den nye applikation består af 3D-printet titanium, der er hele 77 procent lettere.

- Ved hjælp af simuleringer vejer redskabet nu 2,8 kilo frem for 12 kilo, og et lettere armatur gør det nemmere at teste forskellige procedurer af, fortæller Niklas Franke.

Prisen har også fået et nøk nedad: Fra 50.000 kroner til 32.500 kroner.

- Selv om tilgangen med at designe emner ud fra simuleringer er spæd, så kan løsningen allerede nu anvendes til at skabe resultater – også for folk, der ikke er eksperter i simuleringer, vurderer Niklas Franke.

3D-printede værktøjer

  • Centreringsredskabet anvendes til at samle en elektrisk motor i en Danfoss- kompressor og er på størrelse med en halv liter vandflaske.
  • Skabt med formålet at reducere vægten for operatører, der løfter værktøjet 180 gange om dagen.
  • Via 3D-print blev værktøjet meget lettere: Fra 1100 gram (aluminum) til 382 gram (titanium).
  • Oprindelig pris: 5500 kroner. 3D-print pris: 10.200 kroner. Med produktets markant længere levetid, så er prisen per år reduceret med 63 procent.
  • 3D-printet armatur i titanium anvendes til at teste Danfoss-ventiler i laboratoriet ved at sætte det under pres (op til 200 bar)
  • Tidligere blev der anvendt stål, men den nye applikation består af 3D-printet titanium, der er hele 77 procent lettere.
  • Prisen er blevet reduceret fra 50.000 kroner. til 32.500 kroner.

Hvorfor er 3D-print ideelt til at skabe lette, stærke produkter?

- Der kan fremstilles helt unikke geometrier. Materialeegenskaberne ved 3D-print er bedre end mange andre fremstillingsmetoder – på grund af den mikrostruktur, der bliver opbygget i materialet, men også de materialer, man kan bruge til 3D-print, siger Anders Bæk Hjermitslev.

Hvad kan andre virksomheder lære?

- Det er en super god case, som mange små virksomheder kan spejle sig i og se, at de nok også har nogle lignende værktøjer, som kan forbedres, vurderer Anders Bæk Hjermitslev i pressemeddelelsen.

Teknologisk Institut delte i november ud af sin viden om 3D-printet metal ved MADE AM-LINE Open Lab ”Helt klar til fabriksgulvet”.

Annonce

En dråbe i havet

Danfoss mener også, at der er viden at hente for andre.

- Alle produktionsvirksomheder skal håndtere forsyningskæder, hvor forskellige typer af værktøj er anvendt. De fleste redskaber anvendes i lav-volumen, og det gør dem ideelle for 3D-print – ligegyldigt, om der er tale om metal eller plastik, siger Danfoss Heatings AM-leder.

Fra gå til løb i AM-LINE har Danfoss fået ny indsigt i, hvordan teknologien kan kobles på applikationer på fabriksgulvet.

- Vi har opnået det, vi gerne ville. Før vi løber, skal vi lære at gå. I de sidste tre år har vi lært i AM-LINE, hvordan vi bevæger os i gåtempo med 3D-print, forklarer Niklas Franke, der er glad for, at Danfoss med de to nye redskaber er på forkant med teknologien, men erkender også, at det er en dråbe i havet.

- Vi vil anvende erfaringen til at opskalere vores succeser. Vi har udviklet fire-fem nye værktøjer, men i Danfoss har vi tusinder af lignende redskaber, som vi gerne vil gøre så lette som muligt, da de bliver båret fra a til b i fabrikken. Vi skal opskalere, så vi er i stand til at løbe.

- Det er jeg enig i, supplerer Anders Bæk Hjermitslev.

- Danfoss’ primære fokus har været at sprede kendskabet til teknologien rundt i deres store organisation, og nu er de så ved at finde de gode business cases, fortæller konsulenten fra Teknologisk Institut og fortsætter:

- Fremskridt inden for simuleringsevner vil gøre det nemmere og hurtigere at udvikle den ideelle løsning på et problem. De optimale løsninger vil være langt mere komplekse og organiske i forhold til det, vi ser i dag. 3D-print er en perfekt fremstillingsmetode, når det kommer til at realisere fremtidens løsninger, og bedre simuleringer vil skubbe yderligere til adopteringen af 3D-print i fremstillingsindustrien, slutter Anders Bæk Hjermitslev.

Fire-årigt projekt

  • AM-LINE 4.0 er et fire-årigt projekt, der blev lanceret 1. januar 2018 og varer til udgangen af 2021.
  • Innovationsfondens investering er på 35 millioner kroner. Samlet projektbudget: 88 millioner kroner.
  • Partnere: Grundfos, Danfoss, DTU, Adimant, Scada Minds, Niras, MADE, TWI, SLM Solutions og Teknologisk Institut.
Annonce
Annonce
Annonce
Annonce
Annonce
Forsiden netop nu
Fyn

Velkomment politisk fokus på digitalisering

Annonce