Podczas ISH 2019, wiodących światowych targów wody, ciepła, klimatyzacji, firma GROHE jako pierwsza z liczących się marek z branży sanitarnej w Europie zaprezentowała dwie armatury wyprodukowane w technologii druku 3D na metalu. W tym celu firma GROHE we współpracy z TRUMPF rozwinęła technologię 3D, rozpoczynając w ten sposób nową erę w produkcji armatury, w& której główną rolę odgrywają indywidualizacja i swoboda stylistyczna. Armatury GROHE Icon 3D są produkowane w& zakładzie produkcyjnym LIXIL EMENA w& Hemer przy użyciu TruPrint 3000 w technologii Laser Metal Fusion (LMF). Oprócz armatur produkcja addytywna otwiera przed firmą GROHE całkowicie nowe możliwości wykonywania prototypów oraz produkcji narzędzi do formowania wtryskowego cynku i tworzywa sztucznego z wewnętrznymi kanałami chłodzącymi.

Wyzwanie

Najważniejszym wyzwaniem w opracowywaniu indywidualnych i innowacyjnych projektów armatury było zachowanie znanej na całym świecie jakości GROHE oraz przełożenie jej na produkt wykonany w druku 3D na metalu. Kluczowym zadaniem było utrzymanie czystości wody, tzn. stosowany materiał proszkowy musiał być zgodny z rozporządzeniem w sprawie wody pitnej oraz odpowiednio zakwalifikowany do produkcji addytywnej. Ponadto już przed produkcją należało uwzględnić odkształcenia termiczne. Ze względu na duże wymagania wobec powierzchni ewentualne niezbędne prace dodatkowe należy ograniczyć od minimum.

Rozwiązanie

Przez kilka lat zespół projektowania i rozwoju w GROHE intensywnie zajmował się drukiem 3D na metalu, a także zgromadził duże doświadczenie w zakresie technologii oraz kwalifikacji materiałów. W styczniu 2018 roku wybrano dwa egzemplarze maszyny średnioformatowej TruPrint 3000 firmy TRUMPF. Do projektowania armatur łazienkowych opracowano własną metodę ze specjalną formułą dla proszku metalowego kwalifikowanego dla marki. W odniesieniu do niezbędnego dopuszczenia do wody pitnej firma GROHE uzyskała własne patenty. 

Realizacja

Dwa projekty armatur GROHE Icon 3D są produkowane w małej serii w czasie pracy maszyny przez 6000 godzin rocznie. TruPrint 3000 działa na pełnych obrotach w trybie trójzmianowym. W każdym procesie druku w TruPrint 3000 jest miejsce dla łącznie dwóch armatur, konstruowanych z około 4700 warstw o stałej grubości 0,06 mm ze stali szlachetnej lub stopu mosiężnego. Grubość ścianki wynosi 1–1,5 mm, a temperatura topienia, co najmniej 1400°C. Po drukowaniu element jest obrabiany mechanicznie we frezarce CNC. Następnie odbywa się szlifowanie ręczne oraz delikatne szczotkowanie jako ostatni etap wykańczania powierzchni. Przy konwencjonalnej metodzie produkcji od konstrukcji kanałów wody do montażu elementów mija 4,5 miesiąca, natomiast w przypadku druku 3D wszystkie niezbędne etapy projektowania i produkcji można wykonać w zaledwie 52 godziny. 

Perspektywy

Metoda druku 3D na metalu& zapoczątkowana przez GROHE zmienia sposób myślenia w zakresie projektowania i wytwarzania produktów. Umożliwia ona ponowne opracowywanie stylistyki oraz skuteczne realizowanie życzeń związanych z indywidualizacją, na przykład w projektach architektonicznych. Produkcja addytywna jest ciekawa również pod względem aspektów zrównoważonego rozwoju: metoda oszczędzająca zasoby wymaga tylko tyle materiałów, ile faktycznie jest niezbędnych. Można produkować znacznie cieńsze wyloty i uchwyty, a tym samym zapewniać oszczędność materiałów: w porównaniu wariantu druku 3D armatury Allure Brilliant GROHE z analogicznym poprzednim modelem z mosiądzu uzyskano redukcję masy o około 55%. „Addytywna iskra obecnie rozprzestrzenia się u nas w całej organizacji”, mówi Thorsten Schollenberger, wiceprezes Industrial Engineering, EHS & Sustainability, w GROHE. Według Schollenbergera w GROHE odbywa się obecnie wiele warsztatów mających na celu wynajdowanie nowych produktów i zastosowań, które można drukować na bazie nowych materiałów. Do wykorzystania druku 3D w produkcji narzędzi marka ma podobne projekty.