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德国联邦铁路公司使用Formlabs打印10 万余个部件,节约数百万欧元

德国联邦铁路公司使用Formlabs打印10 万余个部件,节约数百万欧元

德国联邦铁路公司正在逐步扩大3D打印应用。从2015年开始使用3D打印技术起,德国联邦铁路公司内部生产了 10 万余个部件,节省了数百万欧元。3D打印有效帮助他们满足工厂的日常需求,提前为不同的应用进行设计,直接在现场生产,然后在工厂实施,与传统工具相比,提供了更大的设计自由度和灵活性。   德国联邦铁路公司 (DB) 是世界上最大的铁路公司之一,每天运送超过 1000 万名乘客。维护运送数百万人所需的庞大基础设施并非易事——该公司在全德经营着 50 家工厂,为其客运和货运列车提供服务。   DB 车辆维修子公司的新明斯特工厂位于最北端,拥有近 750 名员工,负责城际列车和通勤列车乘客车厢的维护、修理,有时还进行全面检修或现代化改造。该工厂也是拥有现场 3D 打印车间的设施之一,旨在提高运营效率。   “我们在 2015 年就开始使用 3D 打印技术,从那时起,我们已经在德国联邦铁路公司内部生产了 10 万余个部件,节省了数百万欧元。”   ——德国联邦铁路集团 3D 打印项目营销专家 Susanne Tost   接下来,让我们了解一下德国联邦铁路公司制造工程师兼增材制造专家 Carsten Wolfgramm 和德国联邦铁路集团 3D 打印项目营销专员 Susanne Tost 是如何使用 Formlabs 3D 打印解决方案生产制造辅助工具,以简化工作流程、降低成本,并帮助列车快速恢复运行的。   现场按需生产制造辅助工具   城际快车 (ICE) 是德国联邦铁路公司的旗舰客运服务,主要面向商务旅客和长途通勤者,时速高达 320 公里。   第一代 ICE 1 客运列车已投入运行长达 30 余年,现在正在进行全面翻新:几乎全部拆除、从头开始重建、配备现代化设施,并重新喷漆。   这一大型现代化项目需要多个工厂和部门以及油漆工、锁匠、电工等各行各业的人员密切合作。新明斯特工厂则是此跨国运营的中心之一。 新明斯特 DB 车辆维护厂是参与 ICE 1 客运列车大型现代化项目的工厂之一。 Wolfgramm 表示:“制造辅助工具必不可少,因为使用现有的传统工具无法完成所有工作。”   在翻新每个部件以及拆卸或重组客运列车的过程中,有许多步骤都可以更轻松地完成,以节省时间或确保质量和一致性。在对数十辆客运列车进行现代化改造时,这些工具的优势就会迅速凸显。   “通过与本厂以及其他工厂的人员密切合作,我们正在开发大量实用工具,旨在帮助工人粘贴图形、画线或标记钻孔位置,消除大量测量时间。如今,3D 打印技术可以制作出色的模板,让工作变得更轻松。”Wolfgramm 表示。   传统上,这些制造辅助工具均在木工车间由木材通过锯切、打磨和铣削制作而成,或者在需要金属部件时使用车床或铣床等传统金属加工机器。然而,这些解决方案更加耗时、费力且昂贵。   “增材制造提供了无可匹敌的能力,可以快速处理初始形状,然后对其进行改进。因为我们拥有 CAD 软件中的数字设计功能,所以如果出现不合适或需要更改的情况,我们可以快速调整。对于设计的更新、放大或缩小,3D 打印(尤其是粉末打印)可谓是意义非凡。”         ——德国联邦铁路公司制造工程师兼增材制造专家 Carsten Wolfgramm 新明斯特的 3D 打印车间拥有十台不同的 3D 打印机,其中包括两台 Fuse 系列 SLS 打印机。   位于新明斯特的 3D 打印车间拥有十台搭载多种技术的不同 3D 打印机。其中两台是 Fuse 系列 SLS 打印机,一台使用多功能且强度高的 Nylon 12 Powder,另一台使用柔性材料 TPU 90A Powder。车间里还有两台树脂打印机,一台是大幅面 Form 3L 打印机,另一台是 Form 3 打印机。   Wolfgramm 及其团队可以根据部件要求,选择更适合的打印工艺和材料。   “我们之所以使用 Formlabs 设备,是因为其性价比对我们来说是无可匹敌的。它们非常可靠、即插即用,尤其是 SLS 打印机。其部件不断迭代,可以简化工作。而且这些打印机可以全年不间断运行。”       ——德国联邦铁路公司制造工程师兼增材制造专家 Carsten Wolfgramm   将 3D 打印车间设在新明斯特,可以使团队保持灵活性,并根据需求快速响应。Wolfgramm 说:“不同于发送订单,我们不再依赖于供应链和漫长的周转时间。”   “借助 3D 打印技术,我们能够非常迅速地满足工厂的日常需求。我们可以提前为不同的应用进行设计,直接在现场生产,然后在工厂实施。没有其他任何生产厂家能为我们提供这种服务”,Tost 补充道。   新明斯特的增材制造应用 喷漆用遮蔽工具   在修复 ICE1 客运列车时,所有塑料部件都要拆除、打磨、填充并重新喷漆。其中一个部件是安装在每节车厢门把手后的大型凹槽塑料面板。每块面板都需要采用新型双色油漆设计,这样深色部分可以更持久地防止留存污垢和使用痕迹。   喷涂弧形和更复杂的油漆方案通常需要使用折叠尺和卡尺费力进行测量,以便油漆工正确标记位置和遮蔽表面,从而实现一致的效果。 遮蔽有机形状一直都是一种耗时的手工操作。 3D 打印遮蔽工具可以大幅减少测量花费的时间。 “利用 3D 打印技术,我们可以轻松开发模板。只需制作一次,然后就可以在其他工厂和地点以各种方式加以利用。例如,我们可以将30 分钟的喷漆工作缩短到 2 分钟。”      ——德国联邦铁路集团 3D 打印项目营销专家 Susanne Tost 与传统工具相比,3D 打印提供了更大的设计自由度,可以制造出适合特定工作的复杂工具。Wolfgramm 补充说:“增材制造技术,尤其是 SLS 工艺,可以实现复杂的几何形状,如半径和小凸起。”   行李架的划痕保护   长途客运列车在拆卸时,行李架会被拆除。修复完成后,一旦粉刷车厢壁并重新加固,就需要将行李架放回原位。而这些行李架又大又重,而且与车厢壁之间的缝隙非常小,因此需要一种柔性材料作为防刮伤和防撞击的保护层。如果工人不小心划伤了车厢壁,就会需要返工,这不仅成本高昂也十分费时。DB 的团队设计了定制保护罩,并在 Fuse 1+ 30W 中使用柔性材料 TPU 90A Powder 进行打印。 该团队使用柔性材料 TPU 90A Powder 进行划痕和冲击保护。 SLS 3D 打印实现了可以安装在行李架和车厢壁之间的超薄设计。 “在我们开发出这种划痕保护装置并使用 3D 打印出来之前,我们的同事总是使用气泡膜或类似工具进行传统遮蔽工作,以试图避免划痕,但这并非每次都能成功。由于采用了新的 TPU 部件,我们终于第一次成功地完全消除了划痕。”       ——德国联邦铁路公司制造工程师兼增材制造专家 Carsten Wolfgramm   电缆导向器盖帽原型   由于 ICE 1 客运列车生产已有 30 多年之久,有些部件已经不复存在。在修复过程中,团队发现许多安装在座椅下方的、用于保护和引导插座电缆的盖帽在清洁时破损或完全丢失。由于这些都是定制部件,他们无法轻易找到替代品。 在 ICE1 客运列车中,许多保护和引导电源插座电缆的盖帽均已丢失。 DB 的团队对设计进行了逆向工程,并使用 SLS 3D 打印原型来测试配合度,并获得真实尺寸。   “DB 公司对这些部件进行了重建,并要求我们使用 SLS 3D 打印技术和 Nylon 12 Powder 打印原型,以测试是否匹配并了解实际尺寸。我认为第二个版本已经非常匹配,可以轻松滑入就位。SLS 打印技术提供的可能性是超卓的。配合度、速度和材料强度都很高,因此我们可以进行实际尝试。”Wolfgramm 说道。   手持扫描仪支架   制造辅助工具还可用于简化各工厂工人的日常工作。DB Fernverkehr 公司从事材料管理的员工使用手持扫描仪识别和管理材料。通常情况下,他们必须手持扫描仪,如果要拿东西或使用双手,就必须放下设备。   材料管理部门的员工需要一种安装手持扫描仪的方法,便于将扫描仪放在身边,而不用一直占用一只手。 该团队制造了三种不同的支架,可以固定在包、腰带或工具箱上。   “他们问道:‘你们就不能为这个手持扫描仪设计一个支架,让我们可以随身携带、随时使用吗?’ 最终,我们设计了三种不同的支架,可以固定在包、腰带或工具箱上。SLS 3D 打印很简单,因为它可以打印出真实尺寸,而且我不需要移除任何大型支撑结构,所以除了除粉和喷砂之外,我不需要做很多后处理操作。”Wolfgramm 说道。   面向未来的车辆维护数字化   “增材制造将长期存在。它使传统机器无法实现的复杂几何形状成为可能,并可以轻松制造和复制工具,而不会产生高昂的额外成本。工具或部件在数字化后,就可以在世界任何地方打印出来。我们的目标是到 2030 年在车辆维护中实现 10% 的备件数字化,这将支持我们快速按需再制造部件,确保我们能够继续快速交付部件,同时也确保生产过程以及材料和资源处理过程绿色环保,从而解决许多其他挑战。”        ——德国联邦铁路公司制造工程师兼增材制造专家 Carsten Wolfgramm   列车的安全法规与飞机一样严格,有时甚至更加严格。如今,只有现场的工业级 FDM 打印机才能满足这些严格的规定。德国联邦铁路公司正在与 Formlabs 公司和其他合作伙伴联手,开发工作流程、工艺和材料,以便在未来通过认证以满足这些要求。
2024-02-02
Pensa公司为小批量生产增加了Method XL

Pensa公司为小批量生产增加了Method XL

设计、战略和工程咨询公司Pensa最近将Method XL 3D打印机添加到其3D打印机库中。Method XL加入了其前身Method和Method X,为设计师和工程师团队提供无缝3D打印流程,旨在促进原型设计、研发和规模化生产。   “我们是Method的首批用户之一,”Pensa和Pensa实验室的联合创始人兼合伙人Marco Perry说。“Method平台对我们非常有用。它非常棒,使用Method XL是一种无缝集成。弹性和一致性是我们坚持使用同一平台的原因。我们知道如何使用它,什么设置对我们有效,什么材料对我们有效。”。从准备到打印,再到清理和完成,所有机器的整个过程都是相同的,所以我们可以在每台机器上打印相同的零件,并获得相同的结果。”   3D打印作为注塑替代品   Pensa及其姊妹公司Pensa Labs都利用3D打印进行设计和开发,无论是需要评估形状或人体工程学的设计师,还是需要评估功能的工程师。XL方法对生产来说是一个很好的补充,尤其是对Pensa实验室来说。其305 x 305 x 320 mm的大构建体积使团队能够同时打印整个项目,或者打印具有多次迭代或更大部分的项目。   该团队一直在使用Method XL为Pensa Labs最新的C64机器打印从工具到原型的各种应用程序,该机器包括各种新功能,如不同密度材料的3D弯曲和切割,包括不锈钢、钛、钴铬、铜、铝。C64机器可以在四分之一英寸的材料3D中弯曲和切割,一直到十分之一英寸。   对于小批量生产,例如Pensa实验室需要的生产,有时注射成型不是一个可行的选择。注塑模具可能很昂贵,尤其是当使用硬化钢时。加工和硬化可能需要很长时间,如果出现问题,所有的时间、精力和成本都会损失。为了避免潜在的头痛,Perry和他的团队将在注射成型、检查贴合度或检查是否有交叉点之前,在Method XL上用ABS进行3D打印迭代。对于一台有七个移动轴的机器,某些东西肯定会碰到其他东西,因此确保尽可能多的零件至关重要。   Perry指出:“这里使用Method XL的好处之一是,我们可以运行一整批零件。在原型设计方面,现在我们可以对以前无法完成的更大的零件进行原型设计,这也很好。”。   Perry说:“Method XL的好处在于,我们将其切片一次,得到所有零件,然后分批运行,基本上就变成了短期生产。”。“由于我们生产的零件体积小,这并不能证明切割注塑工具的成本是合理的,注塑工具通常至少需要10000个零件。此外,许多零件可能比注塑更复杂。打印机是可配置的。我们可以随时进行更改,并在需要时以我们需要的方式进行3D打印。”   然而,在必要时,该团队将从3D打印扩展到注塑成型。因为他们在原型中使用了类似的材料,所以转化为注塑是无缝的。   Method XL每次都能提供一致且可重复的ABS零件   佩里说:“重要的是要确保你使用的材料与生产中使用的材料相同。这就是我们使用ABS的原因,因为我们知道我们可以在生产中达到这种性能和光洁度。我们喜欢ABS的稳定性。它的可预测性、表面质量和耐用性是我们所需要的一切。”。   Method XL的加热构建板和主动加热室的结合使Pensa能够实现准确、高质量的打印,无论是原型还是生产零件。虽然Method XL仍然是一款台式打印机,但它提供了工业级的工程能力,可以与传统打印机相媲美。   “原型的一个重要方面是,你要确保原型的保真度与你在生产中得到的相匹配。否则,你就无法判断这个想法是否糟糕,或者原型是否与你想要做的不匹配。因此,当我们使用XL方法时,我们知道我们将获得在注塑成型中可以匹配的优秀ABS零件,”他继续说道。   对于细节复杂的零件,该团队使用RapidRinse可溶性支撑材料,该材料在自来水中快速轻松溶解。此前,该团队使用的支撑材料需要碱液浴,维护和排水既困难又繁琐。RapidRinse已经使支架拆卸成为过去,减少了所需的工作量和时间,也减少了损坏零件的可能性。   Perry表示:“在表面光洁度、公差、精度和可重复性方面,我们对这些零件非常满意。”。“零件的可重复性对我们来说非常重要。如果这是一个原型,我想知道当我回来的时候,我有一个以同样方式工作的原型,我们知道我们得到了什么。在生产方面,我们需要让C64内部的每个零件都是一样的。”。这样,我们就知道,无论我们有什么机器,它们都有相同的部件。”
2024-01-23
食品行业大规模生产的3D打印:Policom案例

食品行业大规模生产的3D打印:Policom案例

故事由UltiMaker合作伙伴3DiTALY制作。 我们现在展示最近在雷焦卡拉布里亚新办事处完成的一项工作。这个案例历史正好符合为公司和专业人士的生产制定的一套解决方案。3DiTALY研究的解决方案得益于数字制造和增材制造的潜力。事实上,3D打印是一种为食品行业创建定制和特定组件的技术。这些部件可以是用于食品生产和包装的工具,如漏斗、机器零件或其他设备。3D打印的显著特点是能够创建自定义设计的对象。正是出于这个原因,食品公司可以根据自己的特殊需求设计和制造组件,而不是使用标准或通用零件。这种定制能够优化生产流程,提高生产链的效率。 用于生产链中自定义工具的UltiMaker   Policom是一家主要生产杏仁奶和其他产品的公司。该公司与我们接洽,要求对用于杏仁酱袋装袋的漏斗进行3D建模和3D打印。因此,它是关于设计定制的工具,当这些工具插入生产链时,可以提高效率并降低成本。另一方面,我们在这方面已经取得了非常好的成果。这是因为像UltiMaker这样的进化型细丝3D打印机可以成为极大地促进和加速流程的工具。UltiMaker将帮助您实现OEE(整体设备效能)。事实上,当市场需求快速变化时,3D打印提供了一种以同样速度做出反应的方式。无需等待外包生产。使用可以在一夜之间进行3D打印的样品包装,立即测试您的生产线。   3DiTALY:专业的咨询和设计服务   一切自然都是从设计开始的。我们的服务部门收集了客户的需求,并着手制定报价。一旦获得批准,计算机辅助设计(CAD)工作就开始了。该设计经过深思熟虑,并使用Autodesk Fusion 360三维建模软件进行设计。Fusion 360是精确设计的理想工具,在云中的多个操作员之间共享,最重要的是参数化。这意味着,如果任何客户需求发生变化,您可以很容易地介入,对整个模型进行非破坏性的更改。在这方面,我们的培训部门3DiTALY培训中心为公司和专业人士提供有关该软件的培训课程。 3DiTALY AMP生产线的可行应用   为了完成这项工作,我们使用了装有Igus Iglidur i150线材的UltiMaker S7 3D打印机。Igus之所以被使用,是因为它具有美国食品药品监督管理局的食品认证,而且是一种耐磨材料。Igus Iglidur i150是我们新产品线AMP(Peek的替代材料)的一部分。创建这个细丝3D打印材料库的目的是分析公司的需求,并为Peek提供一种替代解决方案,以保持相同的性能,提高可用性和可访问性。Peek是一种高性能工程聚合物,在许多应用中被用作金属的替代品。它有两个主要缺点:非常昂贵,而且很难使用。在3DiTALY中,我们确定了Peek的4个主要技术特征(机械、耐热、化学和耐磨性),并找到了性能相同、但价格更低、更易于使用的良好替代品。我们在他们中间找到了伊古斯人。  
2024-01-23
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