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卡特彼勒3D打印燃油混合器用于售后市场

卡特彼勒在十年前就开始为他们的重型设备投入3D打印元素,经过多年的摸索,卡特彼勒将3D打印的零部件引入到其供应链中,这一切发生的如此水到渠成,让人不仅好奇3D打印到底满足了卡特彼勒什么样的需求?

catpillar 3d printing
图片:卡特彼勒通过金属粉末床熔化技术3D打印的燃油混合器

3D打印成为新常态

根据卡特彼勒增材制造产品经理Stacey Delvecchio,“卡特彼勒现在已经通过3D打印技术生产零部件。” 3D科学谷了解到目前卡特彼勒通过3D打印的零件接近100个SKU(Stock Keeping Unit – 库存量单位),虽然这个数字不大。但事实上,实际上卡特彼勒在通过3D打印用于生产用途,这是一个很大的成就。

目前卡特彼勒生产的3D打印零件主要用于售后市场,包括提供给经销商用于设备的维修和零件更换。举例来说,用于安装在自动平地机上的垫圈,这些垫圈由3D打印弹性塑料制造出来。由于这些垫圈在售后市场上消耗量很小,通过3D打印技术从而节省了库存所占用的资源。尤其是对于那些消耗量很小的备品备件,如果要重新开模来生产,成本会十分昂贵,卡特彼勒发现3D打印在重新制造这些高度专业化的组件方面具备明显的优势,那就是小批量的经济性和灵活性。

目前,不仅仅是塑料的3D打印,卡特彼勒还在积极的应用金属3D打印。其中一个经典的例子是,由卡特彼勒的太阳能涡轮机公司生产的燃气轮机需要采用传统方法难以铸造的带复杂翅片设计的燃油混合器,卡特彼勒的团队发现金属粉末床熔化技术可以更轻松地获得这些零件。通过3D打印所获得的燃料混合器具有所要求的所有复杂内部通道,并且不需要额外的组装和焊接工作。

卡特彼勒已经将3D打印技术用于生产零件变成一种常态,并不觉得是一种很特别的事情。在3D科学谷看来,对待3D打印技术的确需要一种“新常态”的理性态度。过冷或过热的非理性态度容易发生对3D打印技术的不合理期待,而制造商将3D打印技术常态化能够更理性地挖掘和利用这种技术的价值。

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目前,将3D打印技术积极引入售后零部件制造体系的还有德国的DB铁路公司,德国铁路公司在每个维修工作站中确定了至少一名或两名3D打印专家,并确定哪些零部件可以通过3D打印技术受益。事实证明,有很多火车零件适用于3D打印,包括咖啡机的备件、外挂钩、方向盘盖、头枕框架、盲人旅行者的盲文路标等等。

德国铁路并不局限于使用一种3D打印技术,因为他们已经发现了塑料和金属增材制造的不同优势。当前德国铁路公司用于塑料打印的材料主要是PA-12尼龙材料。用于金属3D打印的材料主要是铝合金材料,最近德国铁路还开始通过3D打印来制造钛合金零件。

通过与专门从事3D打印的公司合作,德国铁路已经能够利用最先进的增材制造技术,而不是投资设备本身。事实上,为了促进物流部门增材制造解决方案,德国铁路甚至于2016年9月成立了“移动增材制造”网络。德国铁路的移动增材制造网络已有50名公司,其中包括西门子、Concept Laser、Materialize、EOS、Stratasys、Autodesk等公司。

像航空航天工业那样,德国铁路在采用3D打印零件方面面临的主要挑战之一就是符合中国重汽开启了中国氢能源卡车的新时代严格的安全要求。 某些方面,火车的安全要求甚至比飞机要严格得多,主要因为乘客需要乘坐长时间,而这对零件的抗磨损性和稳定性提出了很高的要求,并且列车的零件需要满足阻燃的性能要求。

3D科学谷认为,无论是卡特彼勒还是德国铁路公司,他们的特点都是公司的市场占有率高、产品线足够独特、备品备件需求量种类庞大,通过3D打印技术不仅仅满足了“随时随地”获得备品备件的灵活性,还节约了这些公司保有大量备品备件的成本,简化库存管理和减少异地运输的需求。

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