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金属增材制造的好处的5个例子

通过莱斯利Langnau|2020年7月15日

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90多年来,John Zink Hamworthy Combustion (John Zink)在俄克拉何马州塔尔萨郊区运营,建造排放控制和清洁空气燃烧系统,世界各地的生产设施都依赖这些系统来达到或超过排放标准。该公司为能源、石化和制造业客户定制燃烧器、气体回收和蒸汽控制系统。

为了帮助其客户满足严格的环境和效率标准,科赫工业的一部分,约翰津克,最近投资金属3d打印技术从桌面金属,以创建部件的工程订单和优化为每个客户的具体应用。

经过几个月与Desktop Metal Studio System的合作,两家公司分享了增材制造技术的早期成果,其中包括:

•快速周转的售后更换零件;
能够更快地测试不同的原型设计迭代;
•无需铸造模具,节省了时间和金钱,因为零件现在可以内部打印;和
•自由创建不能通过传统方法制造的部件设计,只能通过3D打印。

John Zink的设计经理Jason Harjo说:“我们在John Zink的主要目标是定制新的系统,消除浪费,使我们的客户可以安全有效地操作。”“从设计的角度来看,增材制造重写了这本书,与Desktop Metal合作使我们能够以非常低的成本进入这项技术。Studio System的多功能性使我们的工程师和设计师能够发现该技术的应用,以及我们从未考虑过的设计和性能优势。”

燃油喷雾器-节省成本75%;时间节省37%
John Zink的工程师早就明白,使用雾化器来改善燃烧器内的燃料-空气混合是帮助客户减少环境足迹的简单方法。使用Studio System,该公司的设计师和工程师能够原型和测试各种选项,最终创造了一个全新的设计,具有横扫,翼型一样的鳍。3D打印的几何自由度甚至允许他们重新考虑孔的形状——而不是钻孔圆孔,该部件是用平开口建造的,以改善雾化和提高燃烧器效率。

以前的设计将燃料使用量减少到每小时120公斤,而新的设计将燃料使用量减少到每小时38公斤。每艘船有三个燃烧器,整个船队的环境影响可能是巨大的。节约的成本同样可观——每艘船,新型雾化器每年可为公司节省9万美元至16万美元的燃料成本,而且在几天内即可生产,成本还不到传统燃料雾化器的一半。

YE-6燃烧器喷嘴-节省成本72%
作为工业燃烧器高效运行的关键部件,燃烧器喷嘴控制燃料进入燃烧室的喷射,或作为雾化器,将燃料与蒸汽等雾化介质混合,以提高燃烧器效率。该燃烧器尖端最初是铸造的,后加工通过CNC加工,首次制造于30年前,用于生产它的工具已经不再可用。由于零件过于复杂,无法作为单个部件进行加工,使用传统技术制造零件将需要大量的时间和金钱投资。相反,John Zink的工程师们希望3D打印技术能够生产出性价比高的燃烧器尖端。利用原始的工程图纸,他们模拟了燃烧器尖端,并在工作室系统上打印了部分。

完成的零件在几周内就能生产出来,而不是几个月,而且成本大大低于铸造零件——只有几百美元,而不是几千美元。

激光气体喷嘴-不可能的几何形状为传统制造
激光切割机是许多机械加工车间中发现的一种有用的工具,可以对各种材料进行精确切割。约翰·津克的工程师面临的挑战是,切割机的喷嘴可能会堵塞,或者被切割零件的边缘可能会堆积渣,这需要劳动密集型的后处理。

他们找到的解决方案是使用Studio System设计和打印一个全新的喷嘴,该喷嘴包含一系列内部通道,以引导高压氮气穿过切口,吹走炉渣,防止堵塞,并确保切割更干净。这种新型喷嘴的复杂几何形状只能使用添加剂技术制造,而且是在较早版本(由PLA塑料打印而成)在更高温度下熔化后用金属打印出来的。

机床手柄——当塑料无法工作时
增材技术帮助John Zink的工程师们重新创造了遗留部件,重新设计了现有部件,并帮助他们找到了创造性的解决方案,改善了这些部件的制造方式。这些手柄是由一位在John Zink工作了30年的机械师设计的,设计的目的是为了便于在车床上举起和放置重型工具,在最初用塑料打印出来的零件损坏后,使用Studio System打印出来。

这些手柄是印刷的,而不是加工的,以减少浪费——每个手柄都是由相对较大的一块金属制成的——并把机器车间的产能留给客户工作。

安全关闭轭和手柄,减少停机时间,节省大量时间
作为一种关键的安全设备,这种关闭轭架和手柄安装在美国海军蓝岭号(LCC-19)上,为美国第七舰队的指挥官和工作人员提供指挥、控制、通信、计算机和情报支持。因为这个零件没有工装,所以用3D打印制造是最省时、最划算的制造选择。

对于客户来说,其回报是更少的停机时间——打印零件可以在他们手中,并在几天内安装,而不是几周或几个月——以及在部件成本和燃料方面的显著节省,这要归功于只能通过3D打印制造的创新设计。

Desktop Metal的首席技术官Jonah Myerberg说:“通过使用Studio System消除对硬工具的需求,John Zink的工程师已经能够生产创新的新部件,复制工具不再存在的部件,并找到创造性的解决方案来改进他们的工作流程。”“因此,他们的团队加快了零部件的设计、制造和部署,同时节省了成本,并更快地向客户交付零部件。”

Harjo说:“Studio System已经被证明是我们的设计师和工程师的一个有用的工具,能够对现有部件进行创新设计,重新创造传统组件,并生产提高效率的制造辅助设备。”“随着我们的设计师和工程师继续探索金属3D打印的可能性,他们希望继续为该系统找到新的应用,无论是原型新部件还是开发新的制造辅助设备。”

桌面金属有限公司
www.desktopmetal.com


了下:快速制造零件
标记:desktopmetal

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