Hoe kleinere fabrikanten kunnen profiteren van additieve productie

Door:Dave Pierson

"Ik heb gehoord dat additive manufacturing de sleutel is tot het stimuleren van innovatie in onze branche, maar hoe levert het echt waarde op?"

"We hebben gekeken naar machines voor additieve productie, maar hoe kunnen we de kosten rechtvaardigen als we onze kapitaaluitgaven proberen te elimineren?"

"Is additive manufacturing de investering waard?"

Ik stel dergelijke vragen elke keer dat ik conferenties over additieve fabricage voor kleine en middelgrote fabrikanten (SMM's) organiseer of bijwoon via het MEP National Network™. Als Senior Product Development Engineer bij MAGNET, onderdeel van het Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), is het mijn doel om MKB's en andere MEP-centra te informeren over hoe additieve productie kleine bedrijven kan helpen concurreren met grotere industriële spelers.

Ik doe dit gedeeltelijk vanwege de deelname van Ohio MEP aan een NIST MEP-prijs 2017 aan Pennsylvania MEP om samen te werken met America Makes, het Manufacturing USA Institute gericht op additive manufacturing. Dit instituut werkt samen met de industrie, de academische wereld, de overheid en niet-gouvernementele instanties om additieve productie en 3D-printen te innoveren en te versnellen om de wereldwijde concurrentiepositie van de VS op het gebied van productie te vergroten. inclusief begeleiding over ROI-voordelen en betaalbare opties voor apparatuuraankopen.

Dus, wat is er zo belangrijk aan additieve productie?

Additive manufacturing is de volgende stap voor wie al bekend is met driedimensionale (3D) CAD-technologie. In wezen is 3D CAD de basis voor het gebruik van additive manufacturing. Zodra u de kerncompetenties van 3D CAD onder de knie heeft, bent u klaar om over te stappen op additive manufacturing.

Manieren waarop kleinere fabrikanten ROI halen uit additieve productie

Oorspronkelijk ontwikkeld door MIT

Additive manufacturing voegt laag op laag materiaal toe om een ​​3D-object of onderdeel te "printen". Deze onderdelen kunnen worden gemaakt van verschillende materialen, waaronder kunststoffen, metalen, keramiek of beton.

Additive manufacturing kan SMM's een aanzienlijke ROI opleveren door hen te helpen:

• Verbeter hun industriële gereedschapsprocessen
• Produceer meer hoogwaardige onderdelen met een lage oplage
• Maak zeer aangepaste producten voor hun branche en hun klanten

Deze technologie stelt fabrikanten ook in staat om meer kosteneffectieve prototyping uit te voeren voor R&D-processen. Additive manufacturing kan gebruikerservaringen snel en efficiënt distilleren tot een mockup, zodat fabrikanten een 3D-geprint prototype kunnen produceren en evalueren. Herhaalde feedbackcycli kunnen meer ideeën opleveren voor onderdelen met meer toegevoegde waarde.

Luchtvaart- en medische fabrikanten zien nu al de ROI-voordelen van additive manufacturing. Tegenwoordig gebruikt een groeiend aantal kleinere fabrikanten het om over te stappen naar een meer digitale inventaris, waar u 40 onderdelen kunt ondersteunen die elk verschillende SKU's hebben, in plaats van vijfduizend onderdelen met dezelfde SKU.

Stel dat u een bedrijf bent dat zandgiet- of speciaal gereedschap produceert. Ik help bedrijven als deze om binnen een paar weken in plaats van maanden te leren hoe ze additive manufacturing kunnen gebruiken om die onderdelen te printen. Omdat er minder doorlooptijd nodig is om onderdelen te maken, is het gemakkelijker om over te stappen naar een digitale inventaris.

Strategisch ingestelde fabrikanten wenden zich tot additieve fabricage om te concurreren met grotere spelers in hun branche. Maar de meeste SMM's hebben nog steeds veel vragen over hoe deze technologie echt waarde zal opleveren, zowel op korte als op lange termijn.

Hier zijn enkele van de meest voorkomende vragen over additive manufacturing die ik heb ontvangen van SMM's en andere MEP-centra.

V:Welke specifieke toepassingen kunnen profiteren van additieve productie?

Maakt uw instelling gebruik van spuitgieten? Dankzij additieve fabricage kunnen koelkanalen worden ontworpen en gebouwd om de vorm aan te passen, waardoor de koelprestaties worden verbeterd. Dit proces verlengt de levensduur van de mal en vermindert afval.

Deze technologie is ook efficiënter voor lichtgewichten, met meer materiaalopties beschikbaar, zoals lichtgewicht kunststoffen en composieten. Het proces gebruikt ook minder materiaal, terwijl de prestaties van de onderdelen worden verbeterd.

Als u momenteel metalen gietstukken gebruikt, kunt u additieve fabricage gebruiken om zandvormen en kernen te printen vanuit een CAD-ontwerp zonder dat u een patroon of kerndoos nodig heeft. In tegenstelling tot typische industriële gietgereedschappen, kan additieve fabricage de tijd en kosten voor het produceren van mallen en kernen aanzienlijk verminderen.

V:Kan additieve productie doorlooptijd en productiekosten besparen?

Additive manufacturing biedt de mogelijkheid om op maat gemaakte, just-in-time onderdelen te printen. Het vermindert de ontwikkelingstijd en -kosten van gereedschappen, met minder materiaal en minder afval. Mogelijke toepassingen zijn onder meer vasthouden, geleiden, uitlijnen, lokaliseren en klemmen, evenals eenvoudige "go/no-go" meters om de pasvorm en kwaliteit van componenten te controleren.

De precieze aard van additieve fabricage betekent dat het de tijdsbesparing voor de productie van opspanningen voor eerste-artikelinspecties drastisch verhoogt. Hierdoor kunnen werktuigmachines, mallen, opspanningen of kalibers sneller en met minder defecten worden geproduceerd.

Deze technologie verbetert ook de mogelijkheid om meetmachine-inspecties (CMM) te coördineren. Orek heeft additieve fabricage gebruikt om honderden inspectie-inrichtingen voor zijn CMM's te maken. Het bedrijf schat dat het gemiddeld $ 200 en zes en een halve dag bespaart in vergelijking met het machinaal bewerken van de armaturen. Door gebruik te maken van additieve fabricage heeft Oreck het maken van armaturen en CMM-programmering van het kritieke pad verwijderd.

V:Kan additieve productie helpen om hoogwaardige onderdelen kosteneffectiever te repareren?

Heeft u hoogwaardige metalen onderdelen die duur zijn om te vervangen? Directed energy deposition (DED) is een specifieke additieve fabricagetoepassing die turbinebladen en andere hoogwaardige onderdelen en apparatuur kan repareren door snel materiaal op bestaande onderdelen te deponeren om hun levensduur te verlengen.

Deze technologie kan ook worden gecombineerd met bestaande CNC-apparatuur. De DED-machine bouwt het onderdeel en vervolgens freest de CNC-apparatuur het onderdeel tot de juiste maat en gladheid.

Profiteren van uw hulpbronnen voor additieve productie

Er zijn talloze praktische mogelijkheden voor SMM's om meer te leren over additive manufacturing en hoe deze technologie kleinere fabrikanten kan helpen concurreren in het huidige 3D-gedreven industriële landschap.

Ik zou willen voorstellen om te beginnen met leerevenementen die worden aangeboden door de Additive Manufacturing Users Group (AMUG) en de RAPID + TCT-conferentie die in samenwerking met het MKB is geproduceerd. MKB

helpt fabrikanten bij het innoveren, groeien en bloeien door productietechnologie te promoten, geschoolde arbeidskrachten te ontwikkelen en de maakindustrie met elkaar in contact te brengen.

Het National Institute of Standards and Technology (NIST) biedt ook meerdere educatieve bronnen in zijn database voor additieve fabricage, zoals workshops voor op metaal en polymeren gebaseerde toepassingen.

Daarnaast werkt MAGNET momenteel samen met MIT om een ​​curriculum te ontwikkelen voor ongeveer 60 MEP Center-personeel voor online additieve productietraining. Na de trainingsles worden de MEP-centra geëvalueerd op hun bekendheid met toepassingen voor additieve fabricage.

Het uiteindelijke doel van dit programma is om alle MEP-centra te helpen een succesvolle interface tussen SMM's en hun klanten te ontwikkelen door beter gebruik te maken van de beschikbare hulpmiddelen voor additieve productie.

Samen bouwen we aan een competentie- en capaciteitenrelatie tussen het MEP National Network, SMM's en hun klanten. Het beoogde resultaat is dat kleine en middelgrote ondernemingen in staat zullen zijn additieve fabricage te gebruiken om niet alleen over één jaar, maar ook over vijf en tien jaar concurrerend te blijven.

Om het originele artikel te bekijken:https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=