J.W. Speaker公司通过整合Stratasys F3300熔融沉积建模(FDM)3D打印机与PostProcess BASE自动支撑去除系统,全面提升了增材制造生产效率。该组合将传统的生产周期从数周缩短至数小时,消除了手动瓶颈,年节省成本达到7.5万美元。F3300使工具应用如托盘和夹具的生产从传统加工转向3D打印,而BASE则自动清洁和干燥部件,提高了一致性并减少了材料浪费。通过这一自动化解决方案,J.W. Speaker实现了78%的交货时间缩短,并降低了外包需求,成为增材制造的重要核心资源。
J.W. Speaker,一家位于威斯康星州日内瓦镇的高性能LED照明系统制造商,通过将Stratasys F3300熔融沉积建模(FDM)3D打印机与PostProcess Technologies BASE自动支撑去除系统相结合,彻底改造了其增材制造工作流程。这一组合将交货周期从几周缩短到几小时,消除了手动瓶颈,并带来了每年高达75,000美元的成本节省。
J.W. Speaker成立于1935年,专注于为汽车、动力运动、交通和工业应用设计、工程和组装照明系统。该公司自十多年前开始依赖3D打印,每周生产10到50个零部件。其设备组合包括Stratasys F370CR、Origin One和HP Multi Jet Fusion机器,但FDM仍然是最常用的工艺。直到最近,打印后的处理完全依赖人工。操作员需要手动去除支撑材料,清理螺纹孔和复杂几何形状,将零件浸泡在氢氧化钠溶液中,彻底冲洗,然后在烘箱中干燥过夜。这个多步骤过程导致了延误,限制了生产量。更大的夹具进一步增加了复杂性,因为烘干站迫使工程师将零件分段制造,延长了处理时间,之后还需进行组装。
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PostProcess BASE自动支撑去除系统。照片来自PostProcess Technologies。
为了应对这些限制,J.W. Speaker引入了Stratasys F3300与PostProcess BASE,这是一种为高通量FDM设计的基于喷雾的支撑去除系统。F3300使工具应用(如托盘和夹具)从传统的机械加工转向3D打印,同时BASE系统自动进行清洗和干燥。两者结合后,去除了漫长的浸泡和干燥周期,实现了有限的操作员输入下的一致性结果。J.W. Speaker的Lead Additive Manufacturing Specialist Michael Speaker表示:“使用我们旧的设备时,我们需要将零件放入烘箱中过夜以干燥。现在,我们只需几个小时,就能将零件清洗并准备好交付。”曾经需要超过一天的完成时间,现在几分钟内就能完成,技术人员可以更快速地获取零件,工程师则可以将时间转向设计和流程优化。
PostProcess Technologies成立于2014年,总部位于纽约布法罗,致力于开发结合硬件、化学和软件的自动化后处理解决方案,用于去除支撑材料、清洗树脂并处理增材制造过程中表面。其BASE系统使得J.W. Speaker能够通过将最大尺寸为18x18英寸的夹具整合到单一构建中,避免了分段组装并提高了结构完整性。在过去的五年里,J.W. Speaker的增材制造设备从两台增加到六台,而后处理自动化被视为维持这一扩展的关键。BASE与Stratasys F3300的结合还减少了材料浪费,降低了外包需求,并简化了夹具设计。
3D打印托盘。照片来自PostProcess Technologies。
结果显著。通过用增材生产替代机械加工并自动化后处理,J.W. Speaker相较于内部机械加工,减少了78%的交货时间,将交货周期从一周缩短到9小时。与外包机械加工相比,这一改进达到了89%,将两周的等待时间缩短到9小时。同样,年节省的60,000至75,000美元来自于减少的外包需求、较少的劳动和更低的材料成本。通过更快速的交货和更一致的结果,工程师能够更可靠地按时完成任务,而技术人员则可以专注于流程改进。该公司将增材制造定位为核心生产资源,而非辅助工具,打造了一条能够迅速精确应对不断变化需求的工作流程。
增材制造在美国的普及
在俄亥俄州,成立于1995年的非营利加速器Youngstown Business Incubator (YBI)通过收购XJet Carmel 1400M金属3D打印机,扩展了其增材制造能力。该金属3D打印机使用XJet的NanoParticle Jetting技术,将在位于哥伦比亚纳的Humtown Products公司安装。这一举措建立在YBI早期采用XJet的陶瓷平台的基础上,并将杨士敦地区定位为高精度增材制造的新兴中心。与Humtown和America Makes的合作拓展了该地区在航空航天、防务、医疗和电子领域的能力。
在弗吉尼亚州,船舶制造商Austal USA,运营着美国海军的增材制造卓越中心,收购了来自澳大利亚OEM公司AML3D的ARCEMY Small Edition系统。这台紧凑型、集装箱化的基于线材的打印机将部署在Danville工厂,以加速小型零件的生产,并作为全功能可部署系统的试验平台。此次购买紧随2024年早些时候AML3D的更大型号ARCEMY X-Edition 6700的安装之后,且此举正值美国海军扩大增材制造在其工业基地应用的广泛计划中。最近的一份意向书概述了到2030年采购大约1,600个3D打印组件的计划,并计划安装多达100台大规格机器,预计2026财年产量将达到400个零件。
XJet Carmel 1400M系统用于17-4PH合金。照片来自XJet。