童程童美少兒編程教育

                                                            少兒編程 > 文章資訊 > 3D打印 > 采用金屬3D打印技術按需為飲料行業提供備件

                                                            采用金屬3D打印技術按需為飲料行業提供備件

                                                            童程童美 2016-12-26

                                                            如今,越來越多的金屬3D打印用戶通過采用增材制造技術開辟出了更多新的應用可能。3D設計創造的全新產品解決方案為生產制造和物流理念帶來了全新的概念。

                                                            摘要

                                                            如今,越來越多的金屬3D打印用戶通過采用增材制造技術開辟出了更多新的應用可能。3D設計創造的全新產品解決方案為生產制造和物流理念帶來了全新的概念。來自德國的不銹鋼部件生產專家Jung & Co. Ger?tebau 公司,因采用增材制造技術應用于飲料灌裝生產,從而可以更快速度地為其提供產品備件。

                                                            采用金屬3D打印技術按需為飲料行業提供備件

                                                            現代化高性能灌裝設備

                                                            Jung & Co.公司主要是對不銹鋼、鋁和鈦等金屬材料進行加工生產。40 多年來,公司運用自己的專業知識已將這些金屬產品應用于多個行業?,F在,Jung & Co.除了采用傳統的切屑工藝進行生產之外,又擴展采用了最具創新概念的金屬激光熔融工藝——增材制造法。該制造法主要是通過一臺來自 Concept Laser 的 M2 cusing Multiaser 實現。

                                                            Thomas Lehmann先生介紹說:“我們開發了一種跨工藝的、始終面向實際應用的不銹鋼解決方案。我們通過傳統的切削法、混合制造法或完全的增材制造法生產零件或組件??蛻艨梢詮奈覀円徽臼降娜轿环罩锌焖俚玫骄艿淖罱K產品?!?

                                                            具備高可用性和靈活性對于飲料行業的灌裝設備來說非常重要,因為它必須能夠灌裝各種大小的瓶或罐。灌裝設備的任務包括:對瓶或罐進行灌裝、封口,最后輸送到后處理站點。根據食品法,灌裝設備最重要的要求就是要保證清潔和衛生。因此,不銹鋼是這個行業優先選擇的材料。

                                                            很早就和3D打印技術先驅 Concept Laser 合作,進行不銹鋼激光熔融的 Thomas Lehmann先生非常清楚3D金屬打印的優勢:增材制造解決方案意味著在保證 CAD 設計符合工藝要求的同時,還留有很高的幾何自由度。此外,部件或整個組件都可采用一步到位的方案出現。 如果灌裝商需要新的罐灌裝閥,完全可以根據 CAD 數據盡快制造出該部件供客戶安裝,從而大幅縮短停機時間。

                                                            為飲料灌裝機制造備件是Jung & Co.公司的核心業務之一。如剛才所述的罐灌裝閥,組件中很多都不是標準部件,而是客戶定制的解決方案。采用傳統方法制造時,因該組件由七個采用了1.4404 不銹鋼制成的部件組成,因此還需要增添必要的密封件。生產過程中,首先必須在 CNC 機床上通過銑削或車削精密切削出這些不銹鋼部件,然后手動進行裝配。接著將組件放入倉庫,以便——為了以防萬一——能夠快速反應并讓灌裝設備重新起動。

                                                            采用金屬3D打印技術按需為飲料行業提供備件

                                                            采用傳統方式制造的罐灌裝閥由七個部件、密封件和螺栓組成,需要進行裝配

                                                            “現在,該罐灌裝閥經過了重新設計,可以在 M2 cusing Multilaser 上僅通過一道工序即可制造完成。因此,無需再考慮因組件接合產生的密封件和接口。裝配的取消不僅降低了成本,還帶來了時間優勢。采用傳統方式制造該部件,包括采購必要的精密鑄造件在內總共需要約 8 - 10 周時間,而采用增材制造法僅需約 1 周?!?Thomas Lehmann先生詳細地介紹說,“原則上,當出現突如其來的需求時,我們就可以這樣制造和準時交付按需備件。對于作為制造商的我們和作為用戶的客戶來說,如果需要讓檢修或停機時間盡可能短,那么這種可生產精密零件的工藝所帶來的優勢必定是非常誘人的?!贝送?,不必提前采購和存放備件也降低了資金投入。

                                                            盡管如此,在增材制造生產的過程中,組件開發仍是一項小壯舉。高動態性灌裝機的負載要求是很高的,因此罐灌裝閥需要經過密集的負載測試。此外,還需要進行拓撲優化和設計調整以及精加工成本和零件應力消除調查。 Thomas Lehmann先生說:“部件開發是一個激動人心的過程。在開發過程中,會開辟出一條新的、有針對性的路徑。成品3D部件不僅看起來與傳統的不同,還會輕約 35 %。大多數情況下,重量減輕可能比這一比例還要多?!?

                                                            根據 Jung & Co. 提供的信息,采用增材制造法所創造的可能性是多層次的:可以引入輕量化方法或進行功能集成,例如冷卻、回火或傳感器;可以進行混合制造,這一方法具有非常重要的意義;高度的可重復性,一旦過程參數確定,即可確保質量水平(包括隨附文檔)始終如一。Thomas Lehmann先生介紹說:“3D金屬打印的許多方面都需要在與客戶洽談時,進行準確的性能要求分析。只有通過對話才能獲得符合工藝要求的解決辦法,形成能夠讓部件性能比以前更強大的新解決方案。成本方面則最終決定了零件的性能和供貨的速度?!?

                                                            采用金屬3D打印技術按需為飲料行業提供備件

                                                            從 2015 年起,增材制造法就對 Jung & Co. 的 CNC 制造業務進行了補充。目前,該公司已采用 Concept Laser 帶有 2 x 400 W 激光源的 M2 cusing Multilaser 進行增材制造生產。Thomas Lehmann表示:“增材制造已為飲料行業灌裝設備備件開啟了一系列的美好前景?!?

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