Как небольшие производители могут воспользоваться преимуществами аддитивного производства

Автор:Дэйв Пирсон

«Я слышал, что аддитивное производство является ключом к инновациям в нашей отрасли, но как оно действительно приносит пользу?»

«Мы рассмотрели несколько машин для аддитивного производства, но как мы можем оправдать затраты, когда пытаемся сократить капитальные затраты?»

«Стоит ли вложения в аддитивное производство?»

Я отвечаю на подобные вопросы каждый раз, когда я организую или посещаю конференции по аддитивному производству для малых и средних производителей (SMM) через MEP National Network ™. Как старший инженер по разработке продуктов в MAGNET, входящей в Партнерство по расширению производства в Огайо (MEP), моя цель - обучить SMM и другие центры MEP тому, как аддитивное производство может помочь малому бизнесу конкурировать с более крупными промышленными игроками.

Я делаю это отчасти из-за того, что MEP из Огайо принял участие в церемонии вручения награды NIST MEP в 2017 году члену MEP Пенсильвании в качестве партнерства с America Makes, Manufacturing USA Institute, специализирующимся на аддитивном производстве. Этот институт работает с промышленными, академическими, правительственными и неправительственными организациями над внедрением инноваций и ускорением аддитивного производства и 3D-печати для повышения глобальной конкурентоспособности производства в США, и через наше партнерство MEP штата Огайо помогает центрам MEP и SMM внедрять стратегии аддитивного производства. включая руководство по рентабельности инвестиций и доступным вариантам приобретения оборудования.

Так в чем же особенность аддитивного производства?

Аддитивное производство - это следующий шаг для тех, кто уже знаком с трехмерной (3D) технологией САПР. По сути, 3D CAD лежит в основе аддитивного производства. Освоив основные навыки 3D CAD, вы готовы перейти к аддитивному производству.

Как более мелкие производители получают рентабельность инвестиций от аддитивного производства

Первоначально разработан MIT

аддитивное производство добавляет слой за слоем материалы для «печати» 3D-объекта или детали. Эти детали могут быть изготовлены из различных материалов, включая пластик, металл, керамику или бетон.

Аддитивное производство может обеспечить значительную рентабельность инвестиций для SMM, помогая им:

• Усовершенствовать свои производственные процессы оснастки.
• Производить больше дорогостоящих деталей с низкими тиражами.
• Создавайте индивидуализированные продукты для своей отрасли и своих клиентов.

Эта технология также позволяет производителям проводить более экономичное создание прототипов для процессов НИОКР. Аддитивное производство может быстро и эффективно преобразовать пользовательский опыт в макет, чтобы производители могли производить и оценивать прототип, напечатанный на 3D-принтере. Повторяющиеся циклы обратной связи могут дать больше идей для более ценных деталей.

Производители авиакосмической и медицинской техники уже видят выгоды от окупаемости инвестиций в аддитивное производство. Сегодня все большее число более мелких производителей используют его для перехода к более цифровому инвентарю, где вы можете поддерживать 40 деталей, каждая из которых имеет разные артикулы, по сравнению с пятью тысячами деталей с той же артикулой.

Допустим, вы компания, производящая инструменты для литья в песчаные формы или специальные инструменты. Я помогаю таким компаниям научиться использовать аддитивное производство для печати этих деталей за пару недель вместо месяцев. Поскольку на создание деталей требуется меньше времени, проще перейти на цифровой инвентарь.

Производители со стратегическим мышлением обращаются к аддитивному производству, чтобы конкурировать с более крупными игроками в своей отрасли. Но у большинства SMM все еще есть много вопросов о том, как эта технология действительно принесет пользу как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Вот некоторые из наиболее частых вопросов, которые я получил от SMM и других центров MEP.

В:Какие конкретные приложения могут получить выгоду от аддитивного производства?

На вашем предприятии используется литье под давлением? Аддитивное производство позволяет проектировать и строить охлаждающие каналы по контуру формы, тем самым улучшая характеристики охлаждения. Этот процесс продлевает срок службы пресс-формы и сокращает количество отходов.

Эта технология также более эффективна для облегчения, поскольку доступно больше вариантов материалов, таких как легкие пластмассы и композиты. В этом процессе также используется меньше материала, но улучшаются характеристики деталей.

Если вы в настоящее время используете отливки из металла, вы можете использовать аддитивное производство для печати песчаных форм и стержней по чертежам САПР без необходимости в шаблоне или стержневом ящике. В отличие от типичных промышленных инструментов для литья, аддитивное производство может значительно сократить время и расходы на изготовление форм и стержней.

В:Может ли аддитивное производство сократить время производства и затраты на производство?

Аддитивное производство обеспечивает возможность печати деталей по индивидуальному заказу точно в срок. Это сокращает время и затраты на разработку инструмента, с меньшим количеством материалов и меньшими отходами. Возможные варианты использования включают удерживание, направление, выравнивание, расположение и зажим, а также простые датчики, работающие / не работающие, для проверки соответствия и качества компонентов.

Точный характер аддитивного производства означает, что оно значительно увеличивает экономию времени на изготовление приспособлений для проверки первых изделий. В результате станки, приспособления, приспособления или калибры могут изготавливаться быстрее и с меньшим количеством дефектов.

Эта технология также улучшает способность координировать проверки измерительных машин (КИМ). Компания Orek использовала аддитивное производство для изготовления сотен контрольно-измерительных приборов для своих КИМ. В среднем, по оценкам компании, она экономит 200 долларов и шесть с половиной дней по сравнению с обработкой приспособлений. Используя аддитивное производство, компания Oreck исключила изготовление приспособлений и программирование КИМ с критического пути.

В:Может ли аддитивное производство помочь более экономично ремонтировать дорогостоящие детали?

У вас есть дорогостоящие металлические детали, замена которых требует больших затрат? Направленное отложение энергии (DED) - это специальное приложение для аддитивного производства, с помощью которого можно ремонтировать лопатки турбин и другие высокотехнологичные детали и оборудование путем быстрого нанесения материала на существующие детали для продления их срока службы.

Эта технология также может быть объединена с существующим оборудованием с ЧПУ. Оборудование DED изготавливает деталь, а затем оборудование с ЧПУ фрезерует ее до нужного размера и гладкости.

Использование ваших ресурсов аддитивного производства

У SMM есть множество практических возможностей узнать больше об аддитивном производстве и о том, как эта технология может помочь более мелким производителям конкурировать в сегодняшнем промышленном мире, основанном на 3D.

Я бы посоветовал начать с учебных мероприятий, проводимых Группой пользователей аддитивного производства (AMUG) и Конференцией RAPID + TCT, проводимой в партнерстве с SME. МСБ

помогает производителям внедрять инновации, расти и процветать, продвигая производственные технологии, развивая квалифицированную рабочую силу и объединяя обрабатывающую промышленность.

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) также предлагает множество образовательных ресурсов по своей базе данных аддитивного производства, например семинары по приложениям на основе металлов и полимеров.

Кроме того, MAGNET в настоящее время работает с Массачусетским технологическим институтом над разработкой учебной программы для примерно 60 сотрудников центра MEP для онлайн-обучения аддитивному производству. После учебного курса центры MEP будут оценены на предмет их знакомства с приложениями аддитивного производства.

Конечная цель этой программы - помочь всем центрам MEP разработать успешный интерфейс между SMM и их клиентами за счет более эффективного использования доступных ресурсов аддитивного производства.

Вместе мы выстраиваем отношения компетенций и возможностей между национальной сетью MEP, SMM и их клиентами. Предполагаемый результат заключается в том, что SMM смогут использовать аддитивное производство, чтобы оставаться конкурентоспособными не только через год, но и через пять и десять лет.

Чтобы просмотреть исходную статью:https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=