В сфере производства успех всегда зависит от скорости. Постоянно меняющийся технологический ландшафт открывает производителям и механическим мастерским возможность повышать эффективность своей работы внедрением новых инструментов, но, вместе с тем, перед ними встает проблема выбора технологий, которые могут надежно и рентабельно масштабировать модернизацию.
A&M Tool and Design являлась свидетелем эволюции стандартов точности и эффективности на протяжении более 65 лет. В 1948 году компания начала свою деятельность как небольшая семейная механическая мастерская. Это описание верно и на сегодняшний день, но, конечно, в видоизмененном варианте: рядом с высококвалифицированными операторами, работающими на классических станках с ЧПУ Bridgeport, установлены стойки с восемью опорными поверхностями системы Mazak PALLETECH, которая может работать без оператора 24/7.
За прошедшие годы мастерская модернизировалась, дополнив надежные традиционные технологии и модернизированные станки для производства деталей новым оборудованием и специализированными машинами для производства аэрокосмических, оптических и робототехнических компонентов. Среди клиентов компании Boston Dynamics, LinkNYC, NASA, Goodrich и Corning.
В дополнение к оборудованию для автоматизации массового производства, такому как PALLETECH, в прошлом году мастерская приобрела настольный стереолитографический (SLA) 3D-принтер промышленного уровня, чтобы ускорить реализацию проектов и привлечь больше инженеров. С тех пор они масштабировали область применения 3D-печати от создания прототипов и демонстрационных моделей до вспомогательных производственных приспособлений и конечных деталей для специализированного оборудования.
"3D-печать стала бесценным инструментом в нашем наборе, — говорит Гвидо Жак, вице-президент по операциям A&M. — Это своего рода клише, но технология действительно позволяет нам использовать совершенно нестандартные подходы".
Механическая мастерская A&M Tool and Design использует широкий спектр технологий: от станков с ЧПУ Bridgeport до настольного 3D-принтера SLA.
Увеличение производственной мощности с помощью 3D-печати
A&M Tool добавила настольный 3D-принтер Formlabs Form 2 в свой набор инструментов менее года назад, чтобы ускорить рабочие процессы создания прототипов и увеличить объем производства недорогих деталей своими силами.
Чтобы эффективно заменить прототипирование, которое иначе выполнялось бы через более трудоемкие рабочие процессы, 3D-печать должна была быть одновременно экономически выгодной и точной. Райан Литтл, инженер-механик A&M Tool, изучив информацию о том, какой 3D-принтер лучше всего соответствует их потребностям, выбрал Form 2.
«Помимо прочего, мы искали 3D-принтер, который мог бы работать автономно, и его использование не требовало бы серьезного обучения, — говорит Литтл. Мы можем использовать некоторые станки с ЧПУ внизу, но они редко свободны, и программирование станка с ЧПУ на выполнение сложного задания в Mastercam или на самом контроллере может занять несколько часов. Запуск задания в программном обеспечении Formlabs PreForm занимает 10 минут, и в этом действительно нет ничего сложного».
Смена инструментария и настройка станков с ЧПУ может занимать несколько часов, тогда как как подготовка задания 3D-печати занимает менее 10 минут.
Оптимизация изготовления инструментария, сокращение циклов обратной связи
Литтл и его коллеги регулярно обнаруживают новые возможности использовать экономичные, полученные 3D-печатью, пластиковые детали для улучшения рабочих процессов и проектов. Принтер служит мастерской для исправления ошибок и ускорения сроков: от создания опытного образца до изготовления производственных инструментов и печати конечных деталей для временной замены.
Во многих случаях решение сводится к материалу: обязательно ли эта деталь должна быть металлической? Можно ли ее без проблем заменить на деталь на полимерной основе?
«На токарном станке можно сделать многое. Мы можем выточить вал очень специфического диаметра за 20 минут, и это будет очень точная работа. Но если станочнику понадобится пять часов на программирование и 10 часов на изготовление, 3D-печать будет предпочтительнее механической обработки, — говорит Литтл. — Если сравнить с миром механообработки, то зачем выбирать титан, когда эту деталь можно сделать и из алюминия. В титане нет необходимости».
Инженеры A&M Tool регулярно используют 3D-принтер Form 2 для изготовления прототипов, инструментария и многого другого
Ускорение прототипирования
В области прототипирования мастерская стала использовать полученные 3D-печатью детали для проверки посадки и функциональности. 3D-печать позволяет Литтлу и его инженерам значительно быстрее изготавливать детали и использовать все имеющиеся в сутках часы, запуская печать на ночь и на следующий день получая готовые к использованию детали. 3D-печать приходится особенно к месту, когда дело касается деталей с такой формой, изготовление которой на станке с ЧПУ является дорогостоящей и трудоемкой.
«Принтер почти как вспомогательный инструмент в дополнение к САПР, — говорит Литтл. — Мы производим огромное число прототипов для инструментария различного типа. Если бы у нас не было Form 2, многие прототипы оставались бы в цифровом виде в САПР, пока бы не освобождалась очередь для механообработки, а некоторые детали никогда не были бы изготовлены или спроектированы, потому что это было бы непрактично».
Многие из деталей, производимых A&M, предназначены для сопротивления усталости и/или выполнения несущих нагрузок. Для создания прототипов прочных, функциональных деталей и узлов, которые будут подвергаться кратковременным нагрузкам или натяжению, Литтл часто использует Tough Resin, полимер Formlabs. Узнайте больше об инженерных полимерах Formlabs или запросите бесплатный образец, чтобы оценить качество на собственном опыте.
Программирование станков с ЧПУ требует навыков и времени. Если деталь не должна быть металлической, 3D-печать может стать практичным инструментом для создания прототипов или производственного инструментария, позволяющим изготовить нужную деталь гораздо быстрее и с меньшими затратами.
Улучшение взаимодействия
Инженеры A&M также используют 3D-модели, чтобы облегчить взаимодействие со станочниками и сварщиками с помощью превращения сложных чертежей в физические модели. Станочники все чаще сами делают запросы на модели.
«Иногда бывает, что отверстие на готовой детали было выбито в неправильном направлении, или какой-нибудь элемент находится не на той стороне — и этого уже не исправить. Это случается, когда деталь уже в значительной степени завершена, и ее изготовление приходится начинать сначала, — объясняет Литтл.
— У нас высокопрофессиональные станочники, которые могут читать чертежи с таким количеством выносок, что за ними почти не видно самого чертежа, но даже им иногда требуется больше ясности, особенно когда имеются сложные геометрические элементы, например подрезы. Теперь, если у нас есть файл сборки или файл SolidWorks, мы делаем модель детали в масштабе и передаем ее им, и им это нравится. Все в мастерской уже начинают даже привыкать к этому».
Собственные крепежи и конечные детали, напечатанные на 3D-принтере
Помимо прототипирования, специалисты A&M расширили использование 3D-печати до производства функциональных деталей, в частности, креплений, и даже некоторых конечных деталей — от эргономичной рукоятки для изготовленной на заказ машины до временной муфты со звездочкой для одной из их полировальных машин.
В частности, когда доставленная муфта со звездочкой для одной из их больших полировальных машин оказалась неправильного размера, а это случилось за два дня до крупной выставки, Литтл быстро спроектировал и напечатал на 3D-принтере замену правильного размера из Durable Resin. Напечатанная муфта использовалась для работы двигателя шлифовального станка мощностью 2 л.с.
Когда заказанная перед большой выставкой муфта со звездочкой для полировального станка оказалась неправильного размера, Литтл напечатал на 3D-принтере временную замену из Durable Resin.
Зажимы, крепления и другие специальные производственные приспособления необходимы для эффективного и результативного производства. Ознакомьтесь с нашим руководством по проектированию зажимных и крепежных приспособлений для печати на 3D-принтере, содержащим полезные рекомендации и практические идеи.
Расширение возможностей и производственной мощности механической мастерской с помощью 3D-печати
A&M Tool приобрела один 3D-принтер меньше года назад и продолжает находить новые актуальные области применения и экспериментировать с новыми материалами.
«3D-печать позволяет нам делать то, что нелегко изготовить в мастерской, например, воплотить геометрические условия, реализация которых на станке будет сущим кошмаром, и т. д., — говорит Литтл. — Это дает мастерской конкурентное преимущество».
«Он дает вам возможность делать то, о чем вы и не думаете во время покупки. Мы очень довольны Form 2 и принятым нами решением», — отмечает Жак.
Производители и механические цеха в разных отраслях обращаются к технологии 3D-печати для повышения эффективности работы и снижения затрат на аутсорсинг изготовления деталей, таких как зажимы, крепления и инструментарий. Посмотрите наш вебинар, рассказывающий о том, как компании получают выгоду от использования 3D-печати в производстве, а также о передовых методах использования гибких возможностей 3D-печати для создания крепежных приспособлений.
.
