如果要每周交付 1 万个 3D 打印部件,那么所有加工设施都应实现高产量。打印机必须快速可靠,且单件成本低廉。
在 Autotiv,200 多台打印机全天候运行,为美国及其他地区的客户提供无人机、机器人、消费品和医疗原型,通常只需一个工作日即可完成。
“Fuse X1 彻底改变了 Autotiv Manufacturing 的生产格局。该平台的速度惊人,让我们能够在短短几天内向客户交付数千个部件。而且,由于 SLS 技术无需支撑材料,我们的客户在几何设计上拥有了更大的自由度。我们能够制造厚度低至约 0.5 毫米的壁面,长度达 600 毫米的部件,并且能在 24 小时内完成整个超大成型体积的打印。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
通过引入 Fuse X1,Autotiv 提高了 SLS 部件的产量。凭借快速打印以及在单次打印中处理多种部件的能力,Autotiv 得以在更短的交货时间内交付大型部件和数千个小型部件。
除了 Fuse X1 外,Autotiv 还使用 Fuse 1+ 30W 3D 打印机进行打印,并定期更换材料,以便为客户提供所有 SLS 材料产品。
Autotiv 的 FDM 3D 打印机全天候运行。
Fuse X1 的产量提升 3 倍
“使用 Farsoon 打印一次完整的成型体积大约需要 70 小时。Fuse X1 拥有更大的成型体积,且每 24 小时即可完成一个生产周期,因此其产量实际上可提升至原来的三倍左右。此外,Fuse X1 的占地面积更小,因此可以在相同的空间内容纳更多的机器。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
Fuse X1 是一款体积小巧、易于使用的工业级选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印机。成型体积为 63L,是 Fuse 1+ 30W 的 8 倍,支持 Autotiv 在狭小空间内打印大型部件和密集构建(多达数百个部件),所有均能在 24 小时内完成。
在 Fuse X1 之前,Autotiv 会使用其 Farsoon SS403P(最右侧)打印大型部件和大量部件,但 Fuse X1(左侧)的产量约为前者的 3 倍,且占地面积更小。
产量受打包密度的影响,例如,相比于打包密度较高的小成型体积,打包密度较低的大成型体积每次打印的部件数量较少。基于 Fuse 1 和 Fuse 1+ 30W 的热处理能力,Fuse X1 有所升级,热数据处理速度是前代产品的 700 倍。多射流熔融 (MJF) 技术的打包密度有限,与此不同的是,Fuse X1 对打包密度或在成型室中的部件放置并无限制。借助动态热控制,Fuse X1 可实时进行热调节,从而实现无限的打包自由度。LaBelle 通常会选择 20-30% 的打包密度。
之前,Autotiv 会使用其 Farsoon SS403P 打印大型部件,这大约需要 70 小时。由于制造周期约为 24 小时,在同样的时间内,Autotiv 使用一台 Fuse X1 可以有效完成两到三次成型,而使用 Farsoon 只能完成一次成型。如此一来,他们就可以在不占用更多空间的情况下扩大生产规模,在大幅缩短的备货时间内向客户交付大型 SLS 部件。
| Farsoon SS403P | Fuse X1 | |||
|---|---|---|---|---|
| 打印机尺寸 | 2470 × 1500 × 2145mm | 1577 × 832 × 1926mm | ||
| 成型体积 | 400 × 400 × 450mm 72L | 330 × 330 × 575mm
63L | ||
| 运行完整构建的时间 | ~70 小时 | 24 小时 | ||
| 打印机成本 | 约 29.4 万美元 | 9.75 万美元 |
利用 Print Intelligence™ 预防打印失败
Fuse X1 配备 Print Intelligence™,这是一种实时 AI 智能架构,可监控、调整和保护打印过程的每个阶段。新功能可提前感知问题,避免打印失败。
LaBelle 指出,Print Intelligence™ 可以节省材料。如果部件在打印过程中出现故障,而打印机仍在继续打印,就会造成粉末浪费。当 Print Intelligence™ 检测到问题时,就会选择性从后续层中移除受影响的部件,从而节省材料。继续打印未受影响的部件,同时也节省时间。
交付优质部件
“我还记得当初我们使用 Fuse X1 制作第一个大型部件并对其进行测量时的情景,部件的尺寸精度令人惊叹。偏差仅约为 0.2mm,而高度却约为 340mm。这对于 SLS 技术来说非常出色。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
LaBelle 使用 Fuse Sift X1 回收粉末,这是 Fuse Sift 的加大版本,专为后处理 Fuse X1 打印部件而设计。
Fuse Blast High Capacity Kit(大容量套件)可添加到 Fuse Blast 中,用于清洁和抛光 Fuse X1 打印部件。
Fuse X1 打印部件在 Fuse Sift X1 中进行后处理,并在此回收粉末。Autotiv 随后使用 Fuse Blast 进行清洁和抛光。LaBelle 表示,在使用 Fuse Blast 之前,分解和清洁构建中的所有部件可能需要五到六个小时。“有一次,一名员工因为过度使用喷砂机而导致肩部受伤。” 引入 Fuse Blast 不仅可以节省大量时间,还可以降低人工成本。“现在有了 Fuse Blast,只需打开机器,让其自动运行即可,目前,整个单调的过程都已实现自动化。”
使用 Fuse Blast 进行喷砂处理可获得表面光滑的半光泽部件。但 Autotiv 也会根据应用对部件进行涂层和喷漆,包括添加 Cerakote 陶瓷涂层。这不仅可以获得理想的表面光洁度,还可以提高 3D 打印部件的性能。
Autotiv 对部件进行 Cerakote 涂层处理,以获得所需的表面光洁度或机械性能。
用于汽车和航空航天应用的部件通常进行喷漆或涂层等后处理。
优化打包
“我们有几个打包软件,其中一些的订阅费用每年超过 1 万美元,我觉得这些支出并非必要。我希望可以通过 PreForm 运行所有内容,因为它功能齐全,效率极高-让一切变得简单。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
Formlabs 的免费打印准备软件 PreForm 可用于准备 Fuse X1 的打印任务。
Fuse X1 的打印准备工作可在 Formlabs 免费打印准备软件 PreForm 中完成,可使用与 Fuse 1+ 30W 相同的简单工具和设置。可一键设置构建,用户也可以通过 Formlabs 一贯的直观工作流程,针对工业级打印进行精细调整。只要成型体积足够,还可以在打印过程中添加部件。这意味着 LaBelle 可以使用 Fuse X1 开始打印,并在收到延迟订单时额外添加部件,从而节省完成打印和开始新打印的时间。
添加 Fuse X1 以满足需求
对 3D 打印部件快速周转的需求日益增长,为此,Autotiv 正在扩大其 3D 打印规模,在其制造工厂中增加更多的 FDM、SLA 和 SLS 3D 打印机,包括订购额外的 Fuse X1。
“由于其占地面积小,Autotiv 可以在同样的空间内放置多台 Fuse X1,而大型 SLS 平台则无法做到这一点。这意味着我们可以在工厂中安装更多机器,使用更多材料,为客户提供更多部件。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
Autotiv 订购了货盘装的 Nylon 12 Powder 以满足需求。批量订购粉末还可以享受材料价格折扣。
在持续扩大规模过程中,这台 Fuse X1 测试机是 Autotiv 考虑采购的多台 Fuse X1 打印机中的第一台。
批量粉末折扣和快速打印降低了 Fuse X1 的单件成本,并提高了投资回报率,这使得 Autotiv 能够继续使用 Fuse X1 轻松扩大 SLS 3D 打印规模。
“Fuse X1 的投资回报速度比我们已经拥有和正在评估的同类 SLS 系统快了约五倍,这要归功于其前期成本约为同类系统的一半,产量却约为其两倍。可以非常快地获得投资回报。”
Evan LaBelle,首席执行官,Autotiv Manufacturing
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