3D-печать одних только направляющих штырей позволила значительно сэкономить время и затраты на аутсорсинг деталей из нейлона.
«Ранее мы заказывали [штыри] в механической мастерской с большим минимальным объемом заказа 1200 штук, которые производились на токарном станке из нейлона. Теперь мы можем обойти это, и это получается в два раза дешевле», — сказал Конкель.
Печать деталей собственными силами не только экономит средства на аутсорсинге, но и уменьшает время простоя при переключении между заданиями. Ранее для каждой доски создавалось специальное приспособление. Теперь работники используют карту наладки для быстрого перемещения штырей по простой решетке.
Сравнение стоимости: Направляющие штыри
Вскоре после того, как Ashley Furniture приобрела свой первый стереолитографический (SLA) 3D-принтер, у одного из инженеров-технологов возникла идея. Можно ли заменить обработанные на станке направляющие штыри конечными деталями, напечатанными на 3D-принтере, чтобы избежать длительного времени ожидания выполнения заказов и минимизировать количество заказов, передаваемых на аутсорсинг?
Ответом было «да», которое привело к еще большему количеству вопросов.
Сегодня, спустя два года и еще один принтер, на заводе Ashley Furniture в Аркадии, штат Висконсин, наряду с промышленными роботами и фрезерными станками с ЧПУ используются 700 деталей, полученных 3D-печатью, на этапах от сборки до изготовления.
Сотрудники компании продолжают задавать вопросы и предлагать идеи, и компания продолжает расти.
Посмотрите видео, чтобы узнать, как и почему Ashley Furniture, крупнейший в мире производитель мебели, внедряет на своих фабриках новые технологии — от 3D-печати до робототехники.
Секрет производственного успеха
Ashley Furniture — крупнейший производитель мебели в мире, и, несмотря на трудности, связанные с сокращением рынка труда, компания продолжает расти.
«За счет завода в Аркадии мы делаем на 10% больше бизнеса и, вероятно, почти на 15% меньше работы», — говорит Вон Питерс, старший директор по корпусной мебели.
Культура Ashley Furniture поощряет сотрудников к активному участию в непрерывном совершенствовании всех аспектов деятельности компании. Компания применяет передовые технологии, чтобы автоматизировать труд и максимизировать ценность своего персонала, и в поисках улучшения процессов и инноваций обращается к людям, непосредственно выполняющим работу.
Узнайте больше о практике деловых отношений и подходе к новым технологиям, которые способствовали долгосрочному успеху Ashley Furniture.
«Автоматизация позволила нам избавиться от той части тяжелой физической работы, с которой производство ассоциировалось последние 50–60 лет. У нас больше нет сотрудников, целый день выполняющих тяжелые погрузочные работы. Это делают машины. Сотрудники лучше пусть используют ум и улучшают процесс», — говорит Питерс.
«Наш первый робот начал работать пять лет назад, и сейчас, проходя по нашему заводу, вы можете увидеть, где еще добавлена автоматизация. После внедрения 3D-печати ее рост был тем же самым».
В производственном цеху Ashley Furniture используются 700 деталей, полученных 3D-печатью, на этапах от сборки до изготовления.
От прототипирования до крепежа, зажимов и инструментария
В течение последних 30 лет инженер-технолог Ashley Furniture Брайан Конкель работал в отделах дизайна, проектирования и производства компании и находил возможности для применения 3D-печати в каждом из них.
До применения 3D-печати в производственном цеху, Ashley Furniture уже использовала собственную 3D-печать для создания прототипов. Фактически, компания уже десятилетиями использовала 3D-печать, с 90-х годов передавая печать деталей на аутсорсинг, и, в конечном итоге, когда объем заказов начал увеличиваться, приобрела недорогой принтер, использующий технологию наплавления нити (FDM).
Компания начала печатать все больше и больше, но тут столкнулась с проблемой качества. Компания перешла на технологию стереолитографии на основе лазера, купив 3D-принтер Formlabs Form 2.
При использовании стереолитографической (SLA) 3D-печати лазер выборочно отверждает жидкие полимеры слой за слоем, тогда как при моделировании методом наплавления (FDM) детали изготавливаются путем плавления и экструзии слоев термопластичной нити. Узнайте больше о различиях между SLA и FDM.
«Мы поняли, что нам нужно лучшее качество поверхности и более жесткие допуски. SLA 3D-печать на Form 2 позволила нам создать такие элементы, как замковые соединения для различных крепежных элементов», — говорит Конкель.
«Одно из преимуществ Form 2 — это разнообразие доступных материалов. Например, если мы начали печатать компонент, и оказалось, что этот конкретный материал не совсем то, что нам нужно, у нас есть другие доступные варианты».
Когда в компании появился 3D-принтер Form 2, использование технологии начало набирать обороты. В дополнение к проектированию прототипов, Конкель нашел применение 3D-печати в производстве. Объем печати увеличился настолько, что через полгода компания заказала второй принтер.
«В настоящее время мы используем оба принтера Formlabs минимум 40 часов в неделю», — говорит Конкель.
Масштабирование производства деталей 3D-печатью
Печать деталей — это быстрое решение с низким уровнем риска для тестирования и реализации идей, повышающих эффективность: от экономии времени и денег за счет создания запасных частей внутри компании до поиска креативных решений, которые в корне изменили организацию производственного цеха.
На фабрике Ashley Furniture в Аркадии на фрезерных станках с ЧПУ используются сотни направляющих штырей, напечатанных из Durable Resin.
3D-печать одних только направляющих штырей позволила значительно сэкономить время и затраты на аутсорсинг деталей из нейлона.
«Ранее мы заказывали [штыри] в механической мастерской с большим минимальным объемом заказа 1200 штук, которые производились на токарном станке из нейлона. Теперь мы можем обойти это, и это получается в два раза дешевле», — сказал Конкель.
Печать деталей собственными силами не только экономит средства на аутсорсинге, но и уменьшает время простоя при переключении между заданиями. Ранее для каждой доски создавалось специальное приспособление. Теперь работники используют карту наладки для быстрого перемещения штырей по простой решетке.
Сравнение стоимости: Направляющие штыри
| Outsourcing to machine shopАутсорсинг в механическую мастерскую | 3D-печать собственными силами на Form 2 | |
|---|---|---|
| Стоимость | 1200 шт. минимальный объем заказа, $10 за деталь | Нет минимального объема, $5,90 за деталь |
| Срок изготовления | 3–4 недели | 15 ч 30 мин на 16 деталей при печати на двух принтерах |
Универсальная система для сборочных приспособлений
Одно из самых креативных решений компании — это универсальная система изготовления сборочных приспособлений. По аналогии с решеткой для направляющих штырей, специалисты компании создали универсальную систему приспособлений, в которой полученные 3D-печатью детали используются для упрощения перехода между различными артикулами фабрики, полностью исключая необходимость обращения в механическую мастерскую для создания каждого нового приспособления с нуля.
«Детали, изготовленные на 3D-принтере, устраняют разрыв между различными конфигурациями», — говорит Конкель.
Универсальная система сборочных приспособлений Конкеля использует полученные 3D-печатью детали, чтобы упростить сборку при смене артикула.
Теперь, после введения нового артикула, компании нужно всего лишь внести несколько изменений в существующие трехмерные модели, чтобы спроектировать и напечатать новые детали, при этом они могут повторно использовать все текущие конфигурации и геометрии. При замене, сборщики следуют простым инструкциям: сдвигают сервоприводы вверх и вниз по рельсам, затягивают их в новом положении и меняют детали, напечатанные на 3D-принтере, на те, которые соответствуют новой конфигурации.
В универсальной системе сборочных приспособлений для каждого нового артикула используются заменяемые напечатанные на 3D-принтере детали.
«Используя 3D-печать, легко заменять [детали], и это очевидно, но мы были удивлены их долговечностью; некоторые из деталей служили в три раза больше, чем мы изначально ожидали, почти девять месяцев до того, как им потребовалась замена, — говорит Конкель.
— Например, некоторые детали вращаются один раз в минуту, спускаются и работают как зажимы для свинчивания сборочного узла».
Универсальная система значительно сократила время переналадки в зоне сборки и пространство, необходимое для хранения оригинальных крупных деталей крепления, которые могли весить до 90 кг.
«Используя 3D-печать, легко заменять [детали], и это очевидно, но мы были удивлены их долговечностью; некоторые из деталей служили в три раза больше, чем мы изначально ожидали, почти девять месяцев до того, как им потребовалась замена».
Брайан Конкель, инженер-технолог Ashley Furniture
Дизайны деталей хранятся в цифровом реестре. После того, как детали напечатаны, используется простая система лотков: каждый лоток помечен номером детали, что вместе с руководством по установке облегчает сборщикам замену деталей для сборки новых изделий.
«Раньше мы создавали отдельное монтажное приспособление для конкретной линейки продуктов. Благодаря 3D-печати деталей они просто заменяются для соответствующих артикулов. Мы буквально заменили приспособления размером метр на 2 метра простой системой лотков; это двухминутное время установки, — говорит Конкель.
— Это освобождает сборщиков от повторяющихся задач и монотонной работы для решения более насущных вопросов и более сложных задач».
Универсальная система сборки включает в себя крепление воздухосборного коллектора, напечатанное из Tough Resin.
«Полимер Tough Resin очень хорошо нам подходит для зажимных и тому подобных устройств, которые будут надеваться на наконечник сервопривода. Он обладает необходимой для этого ударопрочностью», — говорит Конкель.
Специальный инструментарий и отказ от дорогостоящего аутсорсинга запасных частей
Вопрос с запасными частями был решен легко и практично. Вакуумное стопорное кольцо для сверлильного станка с позиционным УЧПУ не может быть приобретено отдельно — единственным вариантом является приобретение всего узла, который стоит недешево.
«Компания-продавец не будет продавать только кольцо, нам нужно покупать целый узел за 700 долларов, — говорит Конкель. — Вместо этого мы смогли выполнить 3D-сканирование детали, получить ее геометрию и распечатать запасную деталь за 1 доллар. Таким образом наше сверлильное оборудование работает без необходимости покупать полный сборочный узел».
Узнайте, как использовать 3D-сканирование и 3D-печать для реверсивного проектирования.
Вместо покупки нового сборочного модуля за 700 долларов компания всего за 1 доллар напечатала на 3D-принтере деталь, которая нуждалась в замене.
Form 2 также дал компании возможность создавать специальные ручные инструменты, такие как простая направляющая для гвоздезабивного пистолета.
Направляющая для гвоздезабивного пистолета из Durable Resin.
Возможности 3D-печати в производстве
Собственная 3D-печать на Form 2 открыла сотрудникам Ashley Furniture больше возможностей для творческого решения проблем и повышения эффективности производства. Два принтера используются 40 часов в неделю, и компания продолжает исследовать новые способы оптимизации процессов.
«Form 2 и возможность 3D-печати деталей позволили нам уйти от некоторых традиционных способов разработки креплений и инструментария, — говорит Конкель. — Это позволяет нам быстро адаптироваться к предложениям или удовлетворять имеющиеся у нас потребности и создавать геометрические формы, которые мы не можем изготовить или получить на станке. Мы можем делать то, что несколько лет назад было невозможным».
Узнайте больше о том, как производители и инженеры используют 3D-печать для повышения эффективности и изменения способов производства продукции.
Изготовление зажимов и креплений 3D-печатью
Ознакомьтесь с нашим техническим докладом, чтобы узнать, как снизить расходы, сократить время разработки и оптимизировать рабочие процессы с помощью полученных 3D-печатью зажимов и креплений.
Скачать технический доклад
