3D列印產業應用
Azoth：通過增材製造推動實體庫存向數字庫存的轉變
Azoth 建立了一項新業務，幫助製造客戶按時獲得機器零件，同時節省數千美元。
當工程師對增材製造這個話題充滿熱情時，它可能會引人注目。事實上，在 Azoth 的總經理 Cody Cochran 和 Azoth 的聚合物工程主管 Ronnie Sherrer 面前，你只能成為粉絲。他們的專業知識和充滿活力的方法已經成功地通過增材製造的智能應用和最終用途零件的 3D 數據，始終如一地為其製造客戶提供新的價值主張。
增材製造和材料最近已經發展到可以無需工具且成本低於傳統方法生產許多最終用途部件的程度。根據 Cochran 的說法，這一切都是為了確定客戶庫存中符合規格的零件，並有一個明確的業務案例。然後它們演變成數字庫存，用於即時、按需的零件生產。
“並非所有部件都適用於增材製造，”Cochran 說。“我們梳理並找出供應鏈中的複雜性、庫存過載、零件經常出現故障的地方，並為每一個問題建立一個商業案例。”
Azoth 由 EWIE 集團公司 (EGC) 成立，旨在將增材製造的優勢帶給其客戶群。EGC 專注於滿足其在 12 個國家/地區的財富 500 強客戶群的間接製造需求，客戶包括約翰迪爾、通用汽車和福特。Azoth 還通過將增材製造應用於機器零件來關注這些間接需求。
Azoth 方法
隨著客戶參與的開始，Azoth 的團隊採用有條不紊的方法，通過檢查他們的庫存並初步識別由於最低訂單數量而積壓的機器零件，或者由於 5 到 10 的漫長生產提前期而經常缺貨的機器零件週——或更長時間。然後，該團隊繼續識別故障率高或需要重新設計以提高效率的部件。所有這些部件都在浪費客戶的金錢和時間，並在供應鏈中造成不必要的複雜性。
Azoth 團隊配備了 3D 掃描儀和軟件，因此可以對沒有 CAD 數據的零件進行逆向工程，然後在必要時重新設計，以縮短平均故障間隔時間 (MTBF)。應用材料分析，以及對公差的理解。驗證零件後，將提供成本分析，包括後處理、材料、構建時間和零件尺寸。
選擇合適的 3D 打印機和材料也是這個等式的一部分。Azoth 使用金屬和塑料增材製造，並且在此過程中特別依賴其 Ultimaker 3D 打印機。Ultimaker 系統採用熔絲製造 (FFF) 技術，結構緊湊，可以放在桌面上，同時提供寬敞的構建尺寸：S3 提供高達 230 x 190 x 200 mm 的構建尺寸，S5 可以構建高達 330 x 240 x 300 毫米 — 均採用雙材料擠壓和小至 20 微米的層厚度。
“Ultimaker 的材料和打印機是這個過程的關鍵，”Cochran 說。“低成本的運營和高質量的材料使我們的成功成為可能——為我們的客戶顯著降低了成本。”
該團隊還研究了金屬部件，看看它們是否可以在保持公差和性能的同時更有效地用塑料生產。
“Ultimaker 材料更便宜，而且通常優於傳統塑料，甚至優於某些金屬，”Cochran 說。“對於一些最初由金屬加工而成的手指零件，我們通過重新設計以用於塑料添加劑生產，將每個零件的成本從 350 美元降低到 75 美元。他們保持了性能。”
Azoth 團隊分析的零件類型包括夾具和固定裝置、夾具手指、吹氣噴嘴、量規手柄等。他們尋找可以從增材製造中獲益的零件，並且無需工具、工具設置或最低訂購量，就可以節省驚人的時間和成本。
“一般人不會覺得這些部件有任何吸引力，”Cochran 說，“但這些是使生產能夠繼續進行的主力部件。我們致力於消除客戶車間的機器停機時間、降低複雜性、降低成本並減少實物庫存。而且我們已經成功了！”
拿一個，做一個
一旦客戶的數字庫存投入使用，Azoth 就會使用一種稱為“Take One, Make One”的模型。這是一種直接的按需生產形式，一旦更換零件，就會製造新零件。Azoth 通過與向 Azoth 的能力中心發送訂單的零件自動售貨機和 ERP/MRP 系統同步來實現這一點。新部件通常會在 24 小時內製造並發貨。
“自動售貨機的實施可以生成即時工作訂單，”Sheerer 說。“這意味著客戶可以根據實際使用情況而不是基於隨機要求（例如最低訂單要求）來維持有限的庫存。這可以節省資金並提高效率製造商。”
Dynamism 是一家位於伊利諾伊州芝加哥的 3D 打印解決方案、材料和諮詢專業知識供應商，是該公司 TOMO 計劃的重要合作者。Azoth 團隊被 Dynamism 引入了 Ultimaker 平台，兩個團隊保持戰略關係以推動 3D 打印的發展。
“來自 Dynamism 團隊的持續支持、專業知識和創造力使我們能夠滿足客戶的需求，”Cochran 說。“他們的幫助意味著我們總能提供最好的解決方案、材料和成果。”
結果
Azoth 生產的每個零件都為客戶提供經過驗證的業務案例。根據零件的不同，業務案例可能會大不相同。
Sheerer 說：“我們的方法以對客戶有利的方式打破現狀。” “當我們使用 Ultimaker 將簡單的耐磨墊部件轉變為添加劑時，為客戶節省了 30,000 美元的成本。這就是我們所說的商業案例。”
快速製作零件原型的能力也是 Azoth 團隊所做工作的一部分。對於一些原型刀具零件，客戶通常會讓它們用鋼材進行 CNC 加工，這需要 12-14 週的時間。Azoth 團隊擁有塑料原型，可用於直接、準確的裝配並在一天內完成檢查。Azoth 的結果不言自明。他們定期實現 50-90% 的成本削減。
“使用一個夾指零件，我們每月生產大約 30 個，成本約為傳統製造零件的一半，”Cochran 說。“我們使用基於 SLA 的 SLS 尼龍樹脂測試了新部件，但最終在 Ultimakers 上使用了 PA 4035。它取代了聚甲醛，這是我們這個世界上一種堅韌的主力材料。”
Azoth 團隊還能夠生產應急零件，以幫助減少機器停機時間。一個例子是庫存用完的工具鋼噴油器銷。該團隊在 48 小時內完成了聚合物針的更換，而 3D 金屬針的更換則需要一周的時間。
借助工具和專業知識，Azoth 團隊還能夠重新設計部件以獲得更好的性能。具有精確瞄準氣流的設計的複雜吹氣噴嘴就是很好的例子，並且可以通過增材製造輕鬆生產。
Azoth 團隊已向自身及其客戶證明增材製造在製造供應鏈中具有重要的價值，Cochran 和 Sherrer 都渴望繼續引領、創新並幫助客戶取得更大成功。
“每天，我們都在改變客戶的心態，因為我們使用增材製造為他們的零件庫存提供有效的業務案例，”Cochran 說。“使用 Ultimaker 3D 打印機和材料，成本是合適的——它們提供了易於擴展的生產和我們無法預料的可靠性。”