pixel
Referencje Druk 3D

Drukarka 3d dla przemysłu - referencje Cadwell Manufacturing

Caldwell Manufacturing to światowy producent okuć do okien i drzwi z siedzibą na północy stanu Nowy Jork. Sprężyny, które utrzymują otwarte okno lub drzwi, okucia, zamki, rygle, wszystkie mechaniczne okucia, które odpowiadają za działanie okien lub drzwi – to przedmiot działalności firmy Caldwell.

Wyzwanie

Na potrzeby każdego produkowanego przez siebie okucia okiennego lub drzwiowego zespół Caldwell musi również wykonać sprzęt do mocowania i montażu, a także osprzęt gwarantujący bezbłędność produkcji.

Wszystko to było projektowane w firmie, a następnie wycinane ze stali przez zewnętrznego dostawcę. Projektowanie i opracowywanie oprzyrządowania używanego w firmie często zajmowało do ośmiu tygodni, a niektóre komponenty musiały być sprowadzane z zagranicy, co prowadziło do cykli rozwoju produktu trwających od 6 do 12 miesięcy.

"Pojedyncze zadanie wymagałoby kierowania zapytań na zewnątrz lub do naszej narzędziowni, a wszelkie zmiany w używanym przez nas oprzyrządowaniu były czasochłonne i kosztowne, więc musiały mieć mocne uzasadnienie" – twierdzi Mertz. "A jednym z powodów, dla których ludzie rezygnują z pracy, jest brak poczucia więzi. Nie czują, że mają autorytet i zasoby, aby wykonywać swoją pracę."

Drukarka 3d dla przemysłu Markforged - Caldwell Manufacturing Case Study

fot. | Markforged System Metal X w firmie Caldwell Manufacturing

W 2014 r. Caldwell zakupił swoją pierwszą plastikową drukarkę 3D FDM. – "Druk 3D był technologią, którą obserwowaliśmy od kilku lat" – mówi Mertz. – "A spadające ceny przyczyniły się do podjęcia decyzji o zakupie.

Początkowo drukarki używano do szybkiego prototypowania, ale szybko zdano sobie sprawę, że drukarka pomagała ocenić formę i dopasowanie, ale nie funkcjonowanie."

Wiele potrzebnych części było wykonanych z metalu i stwierdzono, że detale z plastikowego filamentu nie nadają się do testowania wytrzymałości.

"Plastikowa drukarka 3D naprawdę zaspokoiła większość naszych potrzeb w zakresie prototypów części z tworzyw sztucznych" – mówi Rick deNormand, kierownik inżynierii produktu w Caldwell. – Ale potrzebowaliśmy także druku 3D z metalu. Drukarki 3D z technologią selektywnego topienia laserowego (SLM) metalu nie odpowiadały potrzebom firmy, ponieważ używany w nich proszek utrudniał obsługę i zwiększał koszty.

Zaczęto więc szukać optymalnego rozwiązania: niedrogiej metalowej drukarki 3D opartej na filamentach, którą można z łatwością wykorzystać w firmie.

Rozwiązanie

W 2017 r. firma Caldwell Manufacturing zaczęła szukać innych drukarek 3D. Członkowie zespołu wzięli udział w targach produkcyjnych i natknęli się na platformę Markforged.

Po zapoznaniu się z osiągnięciami firmy w zakresie produkcji najlepszych w swojej klasie drukarek, zdecydowali się na zakup systemu Metal X – zdolnego do drukowania ze stali nierdzewnej 17-4 PH, Inconelu i miedzi.

"Wybraliśmy Markforged na podstawie historii firmy w zakresie druku 3D i zasadniczo naszego poziomu zaufania do nich" – mówi deNormand. Firma Caldwell zakupiła też drukarkę 3D Mark Two, która może drukować z ciągłego włókna węglowego, a także z innych materiałów wzmacniających.

Początkowo używano jej do celów badawczo-rozwojowych, ale później zaczęto używać także do produkcji narzędzi.

Oprogramowanie Eiger - wykorzystanie w firmie Caldwell

fot. | Kierownik inżynierii produktu, Rick deNormand, korzystający z oprogramowania Markforged Eiger.

System Metal X umożliwił inżynierom i projektantom w Caldwell drukowanie prototypowych części metalowych, które tradycyjnie byłyby odlewane z cynku lub stali nierdzewnej.

"Metalowa drukarka 3D umożliwiła nam prototypowanie tych części, których wcześniej nie byliśmy w stanie wykonać" – mówi deNormand.

Te same części, które wcześniej kosztowałyby od 300 do 5000 USD, gdy były wykonane tradycyjnymi metodami, teraz kosztują 30 USD, a ich wyprodukowanie zajmuje trzy dni zamiast ośmiu tygodni.

Zespół może teraz testować części, udostępniać je klientom do oceny i zbierać opinie, co pomaga w projektowaniu produktów.

"Dzięki temu cykl projektowania staje się bardziej bezawaryjny" – mówi Mertz. – To naprawdę zmienia sposób myślenia o projektowaniu, testach i weryfikacji. Zmienia sposób, w jaki wprowadzamy produkty do produkcji. To zmienia wszystko.

Przykład sprzętu używanego do montażu, wydrukowanego z ciągłego włókna węglowego firmy Markforged.

fot. | Przykład sprzętu używanego do montażu, wydrukowanego z ciągłego włókna węglowego firmy Markforged.

Caldwell włączył drukowanie 3D do wszystkich procesów, od badań i rozwoju, części robotów przeznaczone do testowania, osprzętu montażowego, oprzyrządowania, aż po części po obróbce końcowej.

"Na drukarce 3D wykonuje się oprzyrządowanie dla produkcji, a montażyści mogą przekazywać opinie i sugestie dotyczące ulepszeń.

"Jeśli montażysta twierdzi, że trzeba wprowadzić zmiany, nie mam nic przeciwko temu" – twierdzi inżynier produkcji Phillip Cole. – "Szybko wprowadzamy zmianę w projekcie, wysyłamy ją do drukarki i wymieniamy."

To, co kiedyś zajmowało 6-12 miesięcy, teraz zajmuje 6-12 dni, dzięki drukowaniu 3D z włókna węglowego.

Mertz twierdzi, że ogólnie rzecz biorąc, dodanie tych dwóch drukarek 3D firmy Markforged wyeliminowało biurokrację i dodało autonomii. – "Dzięki nim mamy narzędzia do urzeczywistniania tworzonych koncepcji" – mówi. – "A nawet więcej. Myślę, że one nie tylko zwiększyły zaangażowanie naszych pracowników, ale wręcz stały się częścią kultury naszego przedsiębiorstwa."

Patrząc w przyszłość

Caldwell Manufacturing z pewnością jest liderem w swojej branży, ale firma zdaje sobie sprawę, że pozycji tej trzeba bronić na co dzień.

"Myślę, że to dopiero początek możliwości tej technologii, jej ewolucji i tego, jak zmieni produkcję małoseryjną w przyszłości – mówi Mertz."

Firma spodziewa się, że za pięć lat każdy z jej zakładów produkcyjnych będzie wyposażony w drukarki 3D do produkcji małych, niestandardowych części w małych ilościach.

Obecnie drukarki Markforged pracują w dwóch z czterech zakładów produkcyjnych w Ameryce Północnej i produkują około 18 komponentów końcowych w małych seriach. Do końca roku kolejne drukarki mają trafić do dwóch pozostałych lokalizacji w Ameryce Północnej.

Elementy z metalu i włókna węglowego wydrukowane w 3D do testów B+R.

fot. | Elementy z metalu i włókna węglowego wydrukowane w 3D do testów B+R.

"Dostrzegamy kolejne korzyści wynikające z posiadania tej technologii i naprawdę nie możemy się doczekać jej rozwoju" – mówi deNormand. – "Nasze drukarki 3D stały się najczęściej używanym sprzętem w naszej modelarni B+R. Dzięki nim nowe produkty i procesy montażowe są solidniejsze i jesteśmy w stanie szybciej wprowadzać produkty na rynek."