Как интегрировать 3D-печать в большой бизнес?

Как 3D-печать все чаще используется в качестве инструмента помимо быстрого прототипирования, компании будут стремиться узнать, как эффективно использовать его. Однако компания может не захотеть или не сможет сразу перейти к полноценному аддитивному производству (AM) концевых деталей.

Рождение AM в Caterpillar

История 3D-печати в Caterpillar в некотором роде отражает собственную историю DelVecchio с компанией. «В 1991 году мы получили нашу первую стереолитографическую машину», - пояснил Дель Веккио. «Это было в нашей лаборатории быстрого прототипирования. Мы создали эту лабораторию быстрого прототипирования, которая существует уже много лет. Большинство наших инженеров видели нашу лабораторию быстрого прототипирования и использовали ее. Это была не та технология, которую многие люди могли бы получить другим способом. Итак, мы подошли, мы сделали визуализацию, мы сделали несколько красивых моделей. Это было повсюду вокруг меня, и так продолжается более 25 лет.

Однако со временем компания Caterpillar попыталась расширить использование AM во всем бизнесе, особенно по мере развития технологии. «Нет ничего плохого в быстром прототипировании и визуализации, но мы решили, что на самом деле критически важно использовать добавку, чтобы перейти на следующий уровень с точки зрения инноваций», - сказал ДелВеккио аудитории AMUG.

Однако для нее был задан вопрос:«Как вы это делаете, когда у вас есть все эти сотрудники - около 100 000 сотрудников повсюду?»

Принтеры Nomadic, AM-саммиты и конкурсы дизайна

Поскольку у Caterpillar такое большое присутствие в мире, ДелВеккио объяснил, что ответом было начать с малого - стратегию, которую компания научилась реализовывать, когда начала производить гигантские дорогие машины, которые призваны надежно выдержать многочасовую интенсивную работу на заводе. поле. Это означает запуск пилотных программ тестирования и работу с первыми пользователями продуктов до их широкого внедрения.

Это привело к появлению «Программы кочевых принтеров», как называл ее Дель Веккио. Дальновидный руководитель Caterpillar проинструктировал команду DelVecchio о покупке систем AM, не заботясь об окупаемости инвестиций, что привело к покупке шести промышленных машин, включая uPrints, Fortus 250, принтер Objet и HD Max.

Принтеры были доставлены на производственные предприятия Caterpillar по всей территории Соединенных Штатов, где местным инженерам было разрешено экспериментировать с технологией любым удобным для них способом. Хотя ДельВеккио сказала, что программа добилась определенных успехов, ей также звонили инженеры и спрашивали:«Эй, Стейси, что ты хочешь, чтобы мы напечатали на твоем принтере?»

Для более формального ознакомления сотрудников и инженеров Caterpillar с этой технологией компания провела саммит AM, состоящий из сессий и презентаций, которые были разработаны, чтобы побудить команды более серьезно задуматься о технологии. ДельВеккио сказал, что в этом году это превратится в более направленный подход к AM с введением семинаров «Дизайн для добавок», на которых члены команды Caterpillar, которые уже понимают необходимость технологии, начнут работать над фактическим проектированием для AM, чтобы решать конкретные проблемы.

Чтобы еще больше заинтересовать своих сотрудников в этом образе мышления, компания Caterpillar провела конкурс дизайнеров, попросив инженеров выйти за рамки 3D-печатных приспособлений и приспособлений и вместо этого сосредоточиться на конечных частях, которые будут улучшены с помощью AM. Победителем стал шаровой обратный клапан, который объединил несколько компонентов сборки в единую металлическую деталь, напечатанную на 3D-принтере. В этом году эта инициатива будет расширена до четырех или пяти различных соревнований.

Завод AM

С момента своего создания 25 лет назад лаборатория быстрого прототипирования также развивалась. В прошлом году компания Caterpillar официально оборвала ленточку на своем заводе аддитивного производства. Сайт расположен в Центре глобальных исследований и разработок Caterpillar в Моссвилле, штат Иллинойс. Эта установка предоставляет инновационной группе AM доступ и вдохновение от группы исследований и разработок, но также открывает доступ к фабрике AM для общественности и руководителей, которые регулярно посещают объект.

На заводе установлено 10 промышленных 3D-принтеров, в том числе 3D-принтер Carbon M1 и MicroFoundry. В течение первых шести месяцев технология 3D-печати Caterpillar была открыта для сотрудников бесплатно, пока новинка бесплатных услуг 3D-печати не вызвала ненужный рост спроса. Это привело к модели, состоящей только из материалов.

«Затем мы перешли к модели, основанной только на материалах, и я лично считаю, что она хороша, если вы только начинаете путь», - сказал ДельВеккио. «Это делает так, чтобы у людей было немного шкуры в игре. Затраты на материалы всего лишь копейки, но это не полная стоимость ». Теперь предприятие взимает «полностью обремененную стоимость», которая учитывает трудозатраты на постобработку, арендную плату, которую платит фабрика, и стоимость машины.

Будущее AM в Caterpillar

На данный момент AM уже начала оказывать влияние на Caterpillar, и DelVecchio ожидает, что это влияние усилится. Через свою дочернюю компанию Solar Turbines компания Caterpillar производит свою первую концевую часть - завихритель топлива с уникальной геометрией. Компания также напечатала инструменты и прототипы поверхностей на 3D-принтере. С помощью своего M1 компания Caterpillar смогла напечатать на 3D-принтере эластомерную втулку для своего бизнеса послепродажного обслуживания, что, по словам ДелВеккио, не только важно для компании в целом, но и будет играть важную роль в ее стратегии AM в будущем.

В рамках одного проекта компания Caterpillar напечатала на 3D-принтере 36 различных звеньев гусеницы перед тем, как перейти к завершению производства, что сэкономило 160 000 долларов США на времени и рабочей силе.

«[Имеющийся у нас бизнес послепродажного обслуживания] является неотъемлемой частью нашей бизнес-модели», - сказал ДелВеккио. «Мы будем поддерживать оборудование через 25 лет после того, как оно будет снято с производства, а некоторые из наших деталей находятся в производстве очень долго. Для нас нет ничего необычного в поддержке того, что было разработано 50 лет назад ».

Чтобы эффективно решать этот и другие аспекты бизнеса, компания рассматривает возможность оцифровки некоторых своих запасов с помощью 3D-сканирования и, в конечном итоге, создания виртуальных запасов. Однако в этом направлении еще предстоит проделать работу.

Компания Caterpillar также ищет партнерские отношения для дальнейшего продвижения на рынок AM. Это включает в себя недавнее партнерство с FIT AG, в рамках которого два предприятия будут работать вместе в течение трехлетнего контракта на 3D-печать алюминиевых и титановых деталей. Помимо FIT AG, Caterpillar ищет поставщиков, университеты и другие организации, которые могут способствовать развитию инноваций AM.

ДельВеккио считает, что инвестиции Caterpillar в AM сделают компанию более гибкой и позволят внедрять инновации даже в самые большие машины. Однако, прежде чем перейти к конечным деталям, компания проделала долгий путь, чтобы достичь этого. Таким образом, урок для других крупных предприятий, рассматривающих возможность более широкого внедрения технологии, может заключаться в том, чтобы мыслить масштабно, начинать с малого и действовать быстро.

Кредиты:Подробнее о 3D-печати в CATERPILLAR.