Разраствяне на резервни части от 3D печатена неръждаема стомана: Производство по поръчка за старо оборудване

Разраствяне на резервни части от 3D печатена неръждаема стомана: Производство по поръчка за старо оборудване

Вече десетилетия наред производителите, разчитащи на остаряло оборудване, се сблъскват със сложен проблем: когато критични компоненти от неръждаема стомана се счупят или износят, трудно се намират заместители. Традиционни производствени методи като леене или коване са бавни, скъпи и неподходящи за серийно производство в малки обеми. Но днес в работилници и фабрики по света тиха революция е в ход. резервни части от неръждаема стомана, произведени чрез 3D печат променят начина, по който поддържаме остарялите машини, предлагайки по-бързо, евтино и устойчиво решение за поддържане на работата на старите системи.

Проблемът с остарялото оборудване

Остаряло оборудване – машинария, която може да е на десетилетия, но остава от съществено значение за операциите – е често срещано в индустрии като автомобилна, енергетика, хранителна и напитковата промишленост и производството. Когато специализирана помпа, вентил или скоба излезе от строя, последствията могат да бъдат сериозни:

• Продължителни прекъсвания : Часовете на бездействие могат да струват хиляди евро загуба на продуктивност. Например в бутилката за напитки, прекъсванията в линиите за пълнене могат да доведат до загуби от 4 000 до 30 000 евро на час.

• Изостанали компоненти : Много компоненти вече не се произведени, което принуждава компаниите да търсят на пазара или да поръчват индивидуално производство на скъпи компоненти.

• Забавяния в доставките : Традиционни производствени методи като леене могат да отнемат 8–10 седмици за доставка, което влошава оперативните смущения 7.

Как 3D печатът решава предизвикателството със старите части

3D печат (адитивно производство) осигурява производство по поръчка на части от неръждаема стомана директно от цифрови дизайни. Този подход заобикаля традиционните вериги на доставки и предлага ненадмината гъвкавост. Основни предимства включват:

1. Бързост и ефективност :

   • Вместо да чакат седмици или месеци за дадена част, компании могат сега да произведат заместители чрез 3D печат в рамките на дни, дори часове. Например, HV3DWorks използва технологията binder jetting, за да възпроизведе помпа за гориво за Alfa Romeo от 1951 г. само за 10 седмици (включително проектирането и постобработката), в сравнение с неопределени закъснения при търсенето на оригинална част.

   • В друг случай, инженери от Cummins използваха 3D печат за производство на помпа за вода от неръждаема стомана за автомобил от 1952 г. за 3 дни, като целият проект беше завършен за 5 седмици вместо 10, необходими при традиционното леене.

2. Спестяване на разходи :

   • 3D печатът намалява инструменталните разходи, труда и отпадъците от материали. Jung & Co., германски производител, използва технологията за фузия на прах с лазер (LPBF), за да преосмисли клапан за пълнене на резервоар за оборудване за напитки. Новият дизайн обедини седем отделни компонента в една единствена 3D отпечатана част, като елиминира уплътненията и етапите на сглобяване. Времето за производство се понижи от 8–10 седмици на само 1 седмица, което значително намали разходите 7.

   • За възстановяване на винтажни коли, HV3DWorks произведе капаци за капака на двигателя за 1921 Kissel Gold Bug Speedster по 225 долара на комплект – само част от цената за индивидуално производство.

3. Оптимизация на дизайна и представяне :

   • 3D печатът позволява на инженерите да преобразуват детайли за подобрена функционалност. Например, Allegheny Electric използва 3D печат с неръждаема стомана, за да създаде роботизиран инструмент за край на ръката, който е с 40% по-лек и намалява отпадъчните материали с 95% в сравнение с първоначалния дизайн.

   • Американската морска пехота използва технологията за 3D печат с лазерен проводник на Meltio, за да поправя и възпроизвежда остарели компоненти на корабите на място, намалявайки зависимостта от външни доставчици и минимизирайки прекъсванията на корабите.

4. Разнообразие на материала :

   • Неръждаеми стомани като 316L и 17-4 PH често се използват в 3D печата поради устойчивостта им на корозия, издръжливостта и подходящостта им за индустрии, вариращи от авиокосмическата до хранително-вкусовата. Технологии като студеното разпръскване (напр. процесът на SPEE3D) и свързването с лепило позволяват бързо производство с минимални отпадъци от материали.

Практични приложения

• Автомобилни : Volkswagen използва 90 метални 3D принтера в 26 фабрики за производство на резервни части по поръчка, което намалява логистическите и инвентарните разходи за компоненти с нисък обем.

• Енергетика и отбрана : Технологията на студеното разпръскване позволява на петролни съоръжения и военни обекти да отпечатват здрави метални части на място, избягвайки прекъсвания в веригата на доставки.

• Храни и напитки : Jung & Co. използва 3D печат, за да осигури хигиенични, високоефективни части от неръждаема стомана за бутилки, което минимизира простоите по време на извънредни ситуации.

Внедряване на 3D-отпечатани резервни части: Основни съображения

За компаниите, които изследват тази технология, няколко фактора са критични:

• Експертност в проектиране : Успешните части често изискват преобразуване за адитивно производство (напр. комбиниране на компоненти, оптимизиране на геометрията).

• Избор на технология : Изберете правилния процес (напр. струйно свързване, LPBF, студено разпръскване) въз основа на изискванията към материала, размера на детайла и обема на производството.

• Последователно обработване : Повечето 3D-отпечатани детайли изискват термична обработка, обработка на машина или полировка, за да постигнат окончателни допуски и повърхностни завършени работи.

• Съответствие на регулаторните изисквания : Индустрии като авиокосмическата и здравеопазването може да изискват сертифициране, за да се гарантира представянето на компонентите и целостта на материалите.

Бъдещето на поддръжката на старо оборудване

С напредъка на технологията за 3D печат, цените ще продължат да падат, докато скоростта и опциите за материали се разширяват. Иновации като мобилно лазерно сканиране (използвано от Jung & Co. за цифрово заснемане на геометрията на компонентите на място) и разпределени мрежи за производство ще ускорят още повече прилагането. За предприятия, използващи старо оборудване, посланието е ясно: 3D печатът не е просто заместител – това е по-умно и устойчиво решение за удължаване на живота на критични активи.

Заключение

Разпространението на резервни части от неръждаема стомана, произведени чрез 3D печат, бележи преобразуване в производството. Чрез прилагане на производство по поръчка компании могат да преодолеят остаряването, да намалят разходите и да отключят нови нива на оперативна ефективност. За старото оборудване тази технология не е просто модернизация – тя е възможност за оцеляване.