Wie kleinere Hersteller von der additiven Fertigung profitieren können

Von:Dave Pierson

"Ich habe gehört, dass die additive Fertigung der Schlüssel zur Innovationsförderung in unserer Branche ist, aber wie schafft sie wirklich einen Mehrwert?"

"Wir haben uns einige additive Fertigungsmaschinen angesehen, aber wie können wir die Kosten rechtfertigen, wenn wir versuchen, unsere Investitionsausgaben zu eliminieren?"

"Ist die Investition in die additive Fertigung die Investition wert?"

Fragen wie diese stelle ich jedes Mal, wenn ich über das MEP National Network™ Konferenzen zur additiven Fertigung für kleine und mittlere Hersteller (SMMs) veranstalte oder daran teilnehme. Als Senior Product Development Engineer bei MAGNET, einem Teil der Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), ist es mein Ziel, SMMs und andere MEP-Zentren darüber aufzuklären, wie die additive Fertigung kleinen Unternehmen helfen kann, gegen größere Industrieunternehmen anzutreten.

Ich tue dies zum Teil aufgrund der Teilnahme von Ohio MEP an einem NIST MEP Award 2017 an Pennsylvania MEP für eine Partnerschaft mit America Makes, dem Manufacturing USA Institute, das sich auf additive Fertigung konzentriert. Dieses Institut arbeitet mit Industrie, Wissenschaft, Regierung und Nichtregierungsorganisationen zusammen, um die additive Fertigung und den 3D-Druck zu innovieren und zu beschleunigen, um die globale Wettbewerbsfähigkeit der US-amerikanischen Fertigung zu steigern. einschließlich Anleitungen zu ROI-Vorteilen und erschwinglichen Optionen für den Gerätekauf.

Was ist also das Große an der additiven Fertigung?

Die additive Fertigung ist der nächste Schritt für diejenigen, die bereits mit der dreidimensionalen (3D) CAD-Technologie vertraut sind. Im Wesentlichen ist 3D-CAD die Grundlage für die Nutzung der additiven Fertigung. Sobald Sie die Kernkompetenzen von 3D-CAD beherrschen, sind Sie bereit für den Übergang zur additiven Fertigung.

Wie kleinere Hersteller den ROI aus der additiven Fertigung erzielen

Ursprünglich vom MIT entwickelt

, fügt die additive Fertigung Schicht für Schicht Materialien hinzu, um ein 3D-Objekt oder -Teil zu „drucken“. Diese Teile können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, darunter Kunststoffe, Metalle, Keramik oder Beton.

Die additive Fertigung kann SMMs einen erheblichen ROI verschaffen, indem sie ihnen hilft:

• Verbessern Sie ihre industriellen Werkzeugprozesse
• Mehr hochwertige Teile mit geringer Auflage produzieren
• Erstellen Sie hochgradig maßgeschneiderte Produkte für ihre Branche und ihre Kunden

Diese Technologie ermöglicht es Herstellern auch, kostengünstiger Prototypen für F&E-Prozesse durchzuführen. Die additive Fertigung kann Benutzererfahrungen schnell und effizient in ein Mockup zusammenfassen, sodass Hersteller einen 3D-gedruckten Prototyp herstellen und bewerten können. Wiederholte Feedback-Zyklen können zu mehr Ideen für mehr wertschöpfende Teile führen.

Hersteller aus der Luft- und Raumfahrt sowie aus der Medizintechnik sehen bereits die ROI-Vorteile der additiven Fertigung. Heutzutage verwenden immer mehr kleinere Hersteller es, um auf ein stärker digitales Inventar umzusteigen, bei dem Sie 40 Teile mit jeweils unterschiedlichen SKUs im Vergleich zu 5.000 Teilen mit derselben SKU unterstützen können.

Angenommen, Sie sind ein Unternehmen, das Sandguss- oder Spezialwerkzeuge herstellt. Ich helfe Unternehmen wie diesen, in wenigen Wochen statt in Monaten zu lernen, wie man diese Teile mithilfe der additiven Fertigung druckt. Da für die Erstellung von Teilen weniger Vorlaufzeit benötigt wird, ist der Übergang zu einem digitalen Inventar einfacher.

Strategisch denkende Hersteller wenden sich der additiven Fertigung zu, um mit größeren Playern in ihrer Branche zu konkurrieren. Aber die Mehrheit der SMMs hat immer noch viele Fragen, wie diese Technologie sowohl kurzfristig als auch langfristig wirklich einen Mehrwert bieten wird.

Hier sind einige der häufigsten Fragen zur additiven Fertigung, die ich von SMMs und anderen MEP-Zentren erhalten habe.

F:Welche spezifischen Anwendungen können von der additiven Fertigung profitieren?

Verwendet Ihre Einrichtung Spritzguss? Die additive Fertigung ermöglicht es, Kühlkanäle so zu gestalten und zu bauen, dass sie sich dem Werkzeug anpassen, wodurch die Kühlleistung verbessert wird. Dieser Prozess verlängert die Lebensdauer der Form und reduziert Abfall.

Diese Technologie ist auch für den Leichtbau effizienter, da mehr Materialoptionen verfügbar sind, wie z. B. leichte Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Der Prozess verbraucht auch weniger Material und verbessert gleichzeitig die Teileleistung.

Wenn Sie derzeit Metallgussteile verwenden, können Sie mithilfe der additiven Fertigung Sandformen und -kerne aus einer CAD-Konstruktion drucken, ohne dass ein Muster oder eine Kernbox erforderlich ist. Im Gegensatz zu typischen industriellen Gusswerkzeugen kann die additive Fertigung den Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung von Formen und Kernen erheblich reduzieren.

F:Kann die additive Fertigung Vorlaufzeit und Produktionskosten einsparen?

Die additive Fertigung bietet die Möglichkeit, kundenspezifische Just-in-Time-Teile zu drucken. Es reduziert Zeit und Kosten für die Werkzeugentwicklung, mit weniger Material und weniger Ausschuss. Zu den möglichen Anwendungen gehören Halten, Führen, Ausrichten, Positionieren und Klemmen sowie einfache „Go/No-Go“-Messgeräte zur Überprüfung der Passgenauigkeit und Qualität von Komponenten.

Die Präzision der additiven Fertigung erhöht die Zeitersparnis bei der Herstellung von Vorrichtungen für die Erstmusterprüfung dramatisch. Dadurch können Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, Vorrichtungen oder Lehren dann schneller und fehlerfreier hergestellt werden.

Diese Technologie verbessert auch die Fähigkeit, Inspektionen von Messmaschinen (KMG) zu koordinieren. Orek hat die additive Fertigung eingesetzt, um Hunderte von Prüfvorrichtungen für seine KMGs herzustellen. Das Unternehmen schätzt, dass es im Durchschnitt 200 US-Dollar und sechseinhalb Tage im Vergleich zur maschinellen Bearbeitung der Vorrichtungen spart. Durch den Einsatz der additiven Fertigung hat Oreck den Vorrichtungsbau und die KMG-Programmierung aus dem kritischen Pfad entfernt.

F:Kann die additive Fertigung dabei helfen, hochwertige Teile kostengünstiger zu reparieren?

Sie haben hochwertige Metallteile, deren Austausch kostspielig ist? Directed Energy Deposition (DED) ist eine spezifische additive Fertigungsanwendung, mit der Turbinenschaufeln und andere hochwertige Teile und Ausrüstung repariert werden können, indem schnell Material auf vorhandene Teile aufgebracht wird, um deren Lebensdauer zu verlängern.

Diese Technologie kann auch mit bestehenden CNC-Geräten kombiniert werden. Die DED-Maschinen bauen das Teil und dann fräst die CNC-Ausrüstung das Teil auf die richtige Größe und Glätte.

Nutzen Sie Ihre Ressourcen für die additive Fertigung

Es gibt zahlreiche praktische Möglichkeiten für SMMs, mehr über die additive Fertigung zu erfahren und wie diese Technologie kleineren Herstellern helfen kann, in der heutigen 3D-gesteuerten Industrielandschaft zu bestehen.

Ich würde vorschlagen, mit Lernveranstaltungen zu beginnen, die von der Additive Manufacturing Users Group (AMUG) und der RAPID + TCT Conference in Zusammenarbeit mit KMU angeboten werden. KMU

hilft Herstellern, innovativ zu sein, zu wachsen und zu gedeihen, indem die Fertigungstechnologie gefördert, qualifizierte Arbeitskräfte entwickelt und die Fertigungsindustrie vernetzt werden.

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) bietet in seiner Datenbank zur additiven Fertigung auch mehrere Bildungsressourcen an, z. B. Workshops für metall- und polymerbasierte Anwendungen.

Darüber hinaus arbeitet MAGNET derzeit mit dem MIT an der Entwicklung eines Lehrplans für etwa 60 Mitarbeiter des MEP-Zentrums für Online-Schulungen in der additiven Fertigung. Nach der Schulung werden die MEP-Zentren hinsichtlich ihrer Vertrautheit mit Anwendungen der additiven Fertigung bewertet.

Das ultimative Ziel dieses Programms besteht darin, allen MEP-Zentren dabei zu helfen, eine erfolgreiche Schnittstelle zwischen SMMs und ihren Kunden zu entwickeln, indem sie die verfügbaren Ressourcen für die additive Fertigung besser nutzen.

Gemeinsam bauen wir eine Kompetenz- und Leistungsbeziehung zwischen dem MEP National Network, SMMs und ihren Kunden auf. Das beabsichtigte Ergebnis ist, dass SMMs in der Lage sein werden, additive Fertigung zu nutzen, um nicht nur in einem Jahr, sondern auch in fünf und zehn Jahren wettbewerbsfähig zu bleiben.

Um den Originalartikel anzuzeigen:https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=