Volkswagen Autoeuropa: Innowacje jako odpowiedź na wymagania rynku

W dynamicznym i niezwykle konkurencyjnym świecie produkcji motoryzacyjnej, gdzie presja na maksymalizację efektywności, ciągłą redukcję kosztów operacyjnych oraz skracanie czasu wprowadzania nowych rozwiązań jest codziennością, zakłady produkcyjne nieustannie poszukują przełomowych technologii. Jednym z liderów we wdrażaniu takich innowacji jest fabryka Volkswagen Autoeuropa, zlokalizowana w portugalskiej Palmeli. Stojąc w obliczu globalnych wyzwań branży, zakład ten strategicznie postawił na technologię druku 3D jako jedno z kluczowych narzędzi transformacji cyfrowej i optymalizacji procesów produkcyjnych. Od samego początku implementacji, druk 3D okazał się nie tylko odpowiedzią na bieżące potrzeby, ale również fundamentem dla dalszego rozwoju, ewoluując od wykorzystania standardowych polimerów do zaawansowanych technologicznie materiałów kompozytowych, które otwierają zupełnie nowe możliwości w zakresie tworzenia wytrzymałych i lekkich narzędzi produkcyjnych. Ta ścieżka innowacji pokazuje determinację Volkswagen Autoeuropa w dążeniu do osiągnięcia standardów Przemysłu 4.0 i utrzymania pozycji lidera w efektywnej produkcji.

Początki adopcji druku 3D: Doświadczenia z technologią FDM (Ultimaker)

Droga Volkswagen Autoeuropa do zaawansowanego wykorzystania technologii addytywnych rozpoczęła się w 2014 roku, kiedy to podjęto decyzję o wdrożeniu druku 3D jako metody na zwiększenie wydajności i produktywności zakładu. W początkowej fazie firma zainwestowała w technologię Fused Deposition Modeling (FDM), wykorzystując park maszynowy składający się z 18 drukarek 3D firmy Ultimaker. Pracowały one głównie ze standardowymi, powszechnie dostępnymi polimerami, takimi jak PLA (polilaktyd) i elastyczny TPU (termoplastyczny poliuretan). Głównym celem wdrożenia było uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców w zakresie produkcji kluczowych elementów wspierających procesy montażowe – mowa tu o niestandardowych narzędziach, przyrządach, uchwytach i szablonach (znanych w branży jako tools, jigs and fixtures). Wcześniejsze poleganie na podwykonawcach wiązało się nie tylko z wyższymi kosztami, ale przede wszystkim z długim czasem oczekiwania i potencjalnymi opóźnieniami w produkcji. Własna produkcja addytywna przyniosła natychmiastowe i spektakularne rezultaty: czas potrzebny na opracowanie i wykonanie niezbędnych narzędzi skrócił się aż o 95%, a związane z tym koszty spadły o imponujące 91%. Te wymierne korzyści sprawiły, że początkowa inwestycja w drukarki Ultimaker zwróciła się w niezwykle krótkim czasie, bo zaledwie w ciągu dwóch miesięcy. Sukces tej pierwszej fazy nie tylko potwierdził słuszność obranego kierunku, ale także zbudował solidny fundament wiedzy i doświadczenia, niezbędny do podjęcia kolejnych, jeszcze bardziej ambitnych kroków w świecie zaawansowanego druku 3D.

Skok jakościowy: Markforged i technologia Wzmacniania Włóknem Ciągłym

Bazując na solidnych fundamentach i sukcesach osiągniętych dzięki technologii FDM, Volkswagen Autoeuropa nie spoczął na laurach. W czerwcu 2024 roku zakład dokonał kolejnego, strategicznego kroku naprzód, wdrażając zaawansowaną technologię druku 3D oferowaną przez firmę Markforged. Kluczowym elementem tej innowacji jest unikalna metoda Continuous Fiber Reinforcement (CFR), która polega na precyzyjnym układaniu ciągłych włókien wzmacniających – takich jak włókno węglowe, włókno szklane czy wytrzymały Kevlar® – bezpośrednio wewnątrz drukowanego elementu z tworzywa kompozytowego. To fundamentalna różnica w porównaniu do standardowego druku FDM czy nawet druku z dodatkiem krótkich, ciętych włókien, które nie zapewniają porównywalnej integralności strukturalnej. Technologia Markforged pozwala na tworzenie części charakteryzujących się wyjątkowymi parametrami mechanicznymi: ich wytrzymałość może przewyższać popularny w przemyśle stop aluminium 6016-T6, a jednocześnie są one znacznie lżejsze od swoich metalowych odpowiedników. W początkowej fazie implementacji Volkswagen Autoeuropa skupił się na wykorzystaniu potencjału ciągłego włókna węglowego, jednak samo wdrożenie technologii Markforged otworzyło drzwi do przyszłego stosowania również innych typów wzmocnień, pozwalając na precyzyjne dopasowanie właściwości materiału do specyficznych wymagań konkretnego narzędzia czy aplikacji, co zresztą zakład już zaczął eksplorować.

Od teorii do praktyki: Jak Markforged zmienia narzędzia w VW Autoeuropa

Potencjał technologii Markforged nie pozostał jedynie w sferze teorii – Volkswagen Autoeuropa szybko przełożył go na konkretne, rewolucyjne zastosowania na linii produkcyjnej. Jednym z najbardziej spektakularnych przykładów jest przeprojektowanie i wykonanie podnośników matryc (die lifters). Tradycyjnie wykonane z metalu, elementy te ważyły około 60 kg, co stanowiło wyzwanie pod względem obsługi i ergonomii. Dzięki zastosowaniu kompozytów wzmacnianych ciągłym włóknem węglowym i technologii Markforged, udało się stworzyć nowe podnośniki ważące zaledwie 4 kg. Ta oszałamiająca, 93% redukcja masy nie tylko znacząco poprawiła ergonomię pracy i bezpieczeństwo operatorów, ale również pokazała ogromny potencjał materiałowy tej technologii. Innym obszarem, gdzie Markforged wnosi nową jakość, są chwytaki robotów i manipulatory (grippers). Złożone, często wieloelementowe konstrukcje metalowe mogą być zastępowane przez lżejsze, drukowane w 3D odpowiedniki. Technologia ta umożliwia również tworzenie bardziej zintegrowanych rozwiązań, na przykład poprzez projektowanie komponentów chwytaków z wbudowanymi gniazdami na przyssawki elastomerowe, co zwiększa ich wszechstronność i potencjalnie obniża koszty montażu. Wytrzymałość kompozytów Markforged znalazła również zastosowanie w produkcji elementów narażonych na zużycie lub obciążenia dynamiczne, takich jak łopatki wentylatorów przemysłowych, gdzie zwiększona odporność materiału przekłada się na dłuższą żywotność i mniejszą awaryjność. Te przykłady to tylko część obrazu – Volkswagen Autoeuropa aktywnie bada i wdraża narzędzia drukowane w technologii Markforged również w innych wymagających obszarach, takich jak spawalnia czy lakiernia, wszędzie tam, gdzie wysoka wytrzymałość i niska waga mogą przynieść wymierne korzyści.

Palmela jako centrum kompetencji druku 3D z ciągłym włóknem węglowym

Wdrożenie zaawansowanej technologii druku 3D Markforged z ciągłym włóknem węglowym miało dla fabryki Volkswagen Autoeuropa znaczenie wykraczające poza usprawnienia na własnych liniach produkcyjnych. Ten odważny krok technologiczny wyniósł zakład w Palmeli do rangi regionalnego lidera w dziedzinie wytwarzania addytywnego z wykorzystaniem wysokowytrzymałych kompozytów. Obecnie fabryka ta pełni rolę centrum kompetencji w zakresie druku 3D z ciągłym włóknem węglowym na Półwyspie Iberyjskim. Co więcej, Volkswagen Autoeuropa nie tylko zaspokaja własne potrzeby, ale również aktywnie wspiera inne zakłady należące do Grupy Volkswagen. Wytrzymałe i lekkie komponenty oraz narzędzia, drukowane w Palmeli przy użyciu technologii Markforged, są dostarczane między innymi do fabryk w hiszpańskiej Pampelunie i Martorell. Taki model współpracy świadczy o strategicznym znaczeniu tej inwestycji dla całej Grupy Volkswagen, wpisując się w szerszą strategię rozwoju technologii addytywnych i przyczyniając się do transferu wiedzy oraz zwiększania efektywności operacyjnej w skali międzynarodowej. Sukces zakładu w Palmeli staje się tym samym wzorem do naśladowania i potwierdzeniem potencjału drzemiącego w przemysłowym druku 3D z materiałów kompozytowych.

Kompleksowe korzyści: Jak druk 3D optymalizuje produkcję

Pełen obraz korzyści płynących z wdrożenia druku 3D w Volkswagen Autoeuropa wyłania się, gdy spojrzymy na synergię różnych wykorzystywanych technologii. Podstawowe drukarki FDM, takie jak Ultimaker, wciąż odgrywają istotną rolę w szybkim prototypowaniu i produkcji mniej wymagających narzędzi z polimerów, podczas gdy technologia Markforged wniosła produkcję narzędzi na zupełnie nowy poziom tam, gdzie wymagana jest ekstremalna wytrzymałość i niska waga. Niezależnie od technologii, fundamentalne zalety pozostają spójne i imponujące. Wspomniane już wcześniej drastyczne skrócenie czasu (nawet o 95%) i redukcja kosztów (do 91%) opracowywania narzędzi przełożyły się na konkretne oszczędności finansowe, przekraczające 325 000 euro rocznie już w 2017 roku, a wdrożenie Markforged z pewnością te wyniki jeszcze poprawiło. Kluczowa jest również elastyczność – możliwość szybkiego tworzenia i modyfikowania narzędzi bezpośrednio przy linii produkcyjnej, w oparciu o cenne uwagi operatorów, pozwala na błyskawiczne reagowanie na potrzeby i ciągłe doskonalenie procesów. Druk 3D umożliwia tworzenie skomplikowanych geometrycznie części, trudnych lub niemożliwych do wykonania tradycyjnymi metodami. Wpłynęło to bezpośrednio na poprawę ergonomii pracy (wzrost o 28%) – zwłaszcza dzięki ultralekkim narzędziom z kompozytów Markforged – oraz na jakość finalnego produktu (wzrost o 35%), zwiększając jednocześnie satysfakcję i produktywność załogi. Optymalizacja dotyczy także logistyki i zarządzania zapasami; możliwość produkcji narzędzi "just-in-time", na żądanie, eliminuje potrzebę magazynowania dużych ilości części, a w przypadku uszkodzenia często wystarczy wymienić tylko zepsuty element, co minimalizuje marnotrawstwo. Wreszcie, wszechstronność materiałowa – od standardowych PLA i TPU po zaawansowane kompozyty Markforged wzmacniane ciągłym włóknem węglowym, a także testowane obecnie włókno szklane i Kevlar® – pozwala precyzyjnie dobrać materiał do wymagań aplikacji, otwierając przed Volkswagen Autoeuropa szerokie spektrum możliwości optymalizacyjnych.

Plany na przyszłość: Druk 3D jako filar przemysłu 4.0 w Volkswagenie

Doświadczenia i sukcesy zdobyte przez ponad dekadę wykorzystania druku 3D utwierdziły Volkswagen Autoeuropa w przekonaniu, że technologie addytywne są nie tylko narzędziem teraźniejszości, ale przede wszystkim kluczowym elementem przyszłości fabryki. Zakład w Palmeli nieustannie dąży do dalszych innowacji, planując systematyczne rozszerzanie zastosowań druku 3D na kolejne obszary produkcji i logistyki. Trwająca eksploracja potencjału różnych materiałów, w tym testy ciągłych włókien Kevlar® i włókna szklanego obok już wdrożonego włókna węglowego w technologii Markforged, ma na celu jeszcze precyzyjniejsze dopasowanie właściwości narzędzi i części do specyficznych wymagań, takich jak odporność na uderzenia czy wysokie temperatury. W szerszej perspektywie, technologie addytywne są postrzegane jako jeden z fundamentalnych filarów transformacji zakładu w kierunku inteligentnej fabryki Przemysłu 4.0 – elastycznej, zautomatyzowanej, opartej na danych i wysoce efektywnej. Inicjatywy podejmowane w Palmeli, szczególnie w zakresie wykorzystania zaawansowanych kompozytów, zyskały uznanie w całej Grupie Volkswagen, stając się wzorem najlepszych praktyk. Istnieją plany dalszego skalowania sprawdzonych rozwiązań i wdrażania ich w innych fabrykach koncernu. Można się spodziewać, że trend rosnącego wykorzystania druku 3D w Volkswagen Autoeuropa będzie kontynuowany, napędzając dalszą optymalizację procesów, redukcję kosztów i umacniając pozycję zakładu jako lidera innowacyjności w branży motoryzacyjnej.

Podsumowanie: Markforged jako katalizator efektywności w Volkswagen Autoeuropa

Historia wdrożenia druku 3D w zakładzie Volkswagen Autoeuropa w Palmeli to modelowy przykład strategicznego wykorzystania technologii addytywnych w wymagającej branży motoryzacyjnej. Począwszy od pierwszych kroków z technologią FDM, aż po implementację zaawansowanego druku kompozytowego Markforged, fabryka konsekwentnie dążyła do optymalizacji i innowacji. Efekty tej transformacji są niezaprzeczalne: radykalne skrócenie czasu i kosztów opracowywania narzędzi, znaczący wzrost elastyczności produkcji, możliwość szybkiego reagowania na potrzeby operatorów, poprawa ergonomii pracy oraz jakości finalnych produktów. Wprowadzenie technologii Markforged, umożliwiającej druk z ciągłym włóknem węglowym (i potencjalnie innymi włóknami), okazało się prawdziwym katalizatorem zmian. Pozwoliło na produkcję części o wyjątkowej wytrzymałości, przewyższającej aluminium, przy jednoczesnym zachowaniu niezwykle niskiej wagi. Otworzyło to drzwi do zastosowań, które wcześniej były poza zasięgiem druku 3D, i zwielokrotniło korzyści płynące z tej technologii, szczególnie w zakresie tworzenia lekkich, a zarazem niezwykle odpornych narzędzi i przyrządów. Sukces Volkswagen Autoeuropa dobitnie pokazuje, jak przemyślane wdrożenie druku 3D, w tym zaawansowanych technologii kompozytowych, może zrewolucjonizować produkcję, przynosząc wymierne oszczędności i budując przewagę konkurencyjną opartą na innowacyjności.