Рост производства запасных частей из нержавеющей стали методом 3D-печати: производство по требованию для устаревшего оборудования

Рост производства запасных частей из нержавеющей стали методом 3D-печати: производство по требованию для устаревшего оборудования

На протяжении десятилетий производители, использующие устаревшее оборудование, сталкивались с досадной дилеммой: когда ключевые компоненты из нержавеющей стали выходят из строя или изнашиваются, замену часто невозможно найти. Традиционные методы производства, такие как литье или ковка, медленные, дорогостоящие и плохо подходят для мелкосерийного производства. Но сегодня в мастерских и на заводах по всему миру происходит тихая революция: запасные части из нержавеющей стали, созданные на 3D-принтере преобразуют способы обслуживания устаревшей техники, предлагая более быстрое, недорогое и устойчивое решение для поддержания работоспособности устаревших систем.

Проблема устаревшего оборудования

Устаревшее оборудование — техника, которой может быть несколько десятилетий, но которая остается важной для операций — широко распространено в таких отраслях, как автомобилестроение, энергетика, пищевая и напитковая промышленность и производство. Когда выходит из строя специализированный насос, клапан или кронштейн, последствия могут быть серьезными:

• Продолжительные простои : Часы простоя могут стоить тысячи долларов в виде упущенной прибыли. Например, в пищевой промышленности простои в работе розливочных линий могут привести к потерям от 4 000 до 30 000 евро в час.

• Устаревшие детали : Многие компоненты больше не выпускаются, поэтому компании вынуждены искать их на рынках или заказывать изготовление на заказ по завышенным ценам.

• Задержки в цепочках поставок : Традиционные методы производства, такие как литье, могут занимать 8–10 недель на поставку, что усиливает операционные перебои 7.

Как 3D-печать решает проблему устаревших деталей

3D-печать (аддитивное производство) позволяет производить детали из нержавеющей стали по запросу непосредственно из цифровых моделей. Такой подход обходит традиционные цепочки поставок и обеспечивает беспрецедентную гибкость. Ключевые преимущества включают:

1. Быстрота и эффективность :

   • Вместо того чтобы ждать недели или месяцы, компании теперь могут создавать заменяющие детали с помощью 3D-печати за дни или даже часы. Например, HV3DWorks использовала технологию струйной печати связующим веществом для воспроизведения топливного насоса для Alfa Romeo 1951 года всего за 10 недель (включая проектирование и постобработку), по сравнению с неопределенными задержками при поиске оригинальной детали.

   • В другом случае инженеры Cummins применили 3D-печать водяного насоса из нержавеющей стали для гоночного автомобиля 1952 года в течение 3 дней, завершив весь проект за 5 недель вместо 10 недель, необходимых для традиционного литья.

2. Экономия затрат :

   • 3D-печать уменьшает затраты на оснастку, рабочую силу и отходы материалов. Jung & Co., производитель из Германии, использовала лазерное литье с порошковым покрытием (LPBF) для повторной разработки клапана заполнения резервуара для оборудования для напитков. Новый дизайн объединил семь отдельных компонентов в одну деталь, изготовленную с помощью 3D-печати, устранив уплотнения и этапы сборки. Время производства сократилось с 8–10 недель до всего одной недели, значительно снизив затраты. 7.

   • Для восстановления винтажных автомобилей HV3DWorks произвел защелки капота для Kissel Gold Bug Speedster 1921 года выпуска по цене $225 за комплект — лишь небольшую часть стоимости индивидуальной обработки.

3. Оптимизация конструкции и производительность :

   • 3D-печать позволяет инженерам перепроектировать детали для улучшенной функциональности. Например, компания Allegheny Electric использовала 3D-печать из нержавеющей стали для создания инструмента на конце робота, который был на 40% легче и сократил отходы материалов на 95% по сравнению с оригинальным дизайном.

   • ВМС США используют технологию 3D-печати Meltio с применением провода и лазера для ремонта и воспроизведения устаревших корабельных компонентов непосредственно на месте, снижая зависимость от внешних поставщиков и минимизируя простой судов.

4. Универсальность материалов :

   • Нержавеющие стали, такие как 316L и 17-4 PH, часто используются в 3D-печати благодаря своей устойчивости к коррозии, прочности и пригодности для отраслей промышленности, ranging from aerospace to food processing. Технологии, такие как холодное напыление (например, процесс SPEE3D) и струйная печать связующим, позволяют быстро производить изделия с минимальными отходами материала.

Практическое применение

• Автомобильная промышленность : Volkswagen эксплуатирует 90 металлических 3D-принтеров на 26 заводах для производства запасных частей по требованию, что снижает логистические и складские расходы на низковольтные компоненты.

• Энергетика и оборона : Технология холодного распыления позволяет нефтяным платформам и военным объектам печатать прочные металлические детали непосредственно на месте, избегая перебоев в цепи поставок.

• Продукты питания и Напитки : Jung & Co. использует 3D-печать для обеспечения гигиеничности и высокой прочности деталей из нержавеющей стали для линий розлива, минимизируя простой в чрезвычайных ситуациях.

Внедрение запасных частей, изготовленных с помощью 3D-печати: основные аспекты

Для компаний, изучающих эту технологию, несколько факторов являются критически важными:

• Опыт проектирования : Успешное производство деталей часто требует их повторной разработки для аддитивного производства (например, объединения компонентов, оптимизации геометрии).

• Выбор технологии : Выберите подходящий процесс (например, струйное связывание, лазерное плавление, холодное напыление) в зависимости от требований к материалу, размера детали и объема производства.

• Послепереработка : Большинство деталей, напечатанных на 3D-принтере, требуют термообработки, механической обработки или полировки для достижения конечных допусков и качества поверхности.

• Соблюдение нормативных требований : Авиакосмическая и медицинская промышленность могут требовать сертификации для обеспечения характеристик деталей и целостности материалов.

Будущее обслуживания устаревшего оборудования

По мере совершенствования технологии 3D-печати ее стоимость будет продолжать снижаться, а скорость печати и ассортимент материалов — расширяться. Инновации, такие как мобильное лазерное сканирование (используемое Jung & Co. для цифрового съема геометрии деталей непосредственно на месте) и сети децентрализованного производства еще больше ускорят внедрение. Для предприятий, эксплуатирующих устаревшее оборудование, сообщение ясно: 3D-печать — это не временное решение — это более разумный и устойчивый способ продлить срок службы критически важных активов.

Заключение

Рост популярности запасных частей из нержавеющей стали, созданных методом 3D-печати, знаменует собой парадигмальный сдвиг в производстве. Применяя производство по требованию, компании могут преодолеть проблему устаревания, снизить затраты и достичь новых уровней операционной эффективности. Для устаревшего оборудования эта технология — не просто обновление — это жизненно важное решение.