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(控制汽車供應鏈：Jasper Engines & Transmissions 的 3D 列印
▲所有照片均由 Jasper Engines 提供
在過去三年的某些時刻，最難到手的產品不是疫苗或 COVID-19 檢測，而是一輛負擔得起的汽車。電腦晶片短缺和運輸中斷導致新車市場陷入停滯，二手車價格飆升。司機們必須只能使用目前的交通工具，即使這代表要拜訪當地的機械師。
隨著機械師的維修訂單增加，3D 列印幫助 Jasper Engines & Transmissions（一家與全國數千家獨立車庫合作的再製造商）解決了發動機和變速箱的交貨時間問題，並幫助人們重新上路。JASPER 每月銷售近 7,000 台變速箱和 5,500 台發動機，為了處理這一銷量，他們在內部集成了高通量 3D 列印。
Shane Petty 是 JASPER 的產品開發工程師，他使用 Form 3+ 和 Fuse 1+ 30W 以及 FDM 列印機為其他部門創建各種零件。「我們做一切事情—最終使用產品的零件、工具、快速原型製作以及我們設備的更換零件，」Petty說。隨著業務的增長，他們對 3D 列印的投資也在增長，Petty 的團隊不斷尋找使用 Formlabs 列印機降低成本和縮短交貨時間的新方法。
什麼是再製造？
JASPER 提供用新的合格零件再製造的動力總成物件。他們拆卸核心，然後清潔並檢查零件。他們在適用的情況下進行改進，安裝一套標準的新零件，測試最終產品，並使用自己的商用卡車車隊在全國範圍內進行配送。JASPER 在美國設有 51 家分支機構，與數千個獨立車庫合作。他們的庫存包括數以萬計的 SKU，涵蓋了大多數國內主要汽車品牌，因此他們已經做好了應對任何事情的準備。當安裝人員下訂單時，JASPER 將從庫存中運送產品，接收出現故障的組件，並啟動再製造過程。
「我們檢查或測試變速箱或發動機中的每個部件。不符合我們檢驗標準的部件將被更換。重新組裝後，變速箱經過測功機測試，燃氣發動機在運送給客戶之前經過現場運行測試。透過我們的再製造過程，我們能夠將出現故障的設備生產出達到或超過其原始性能的設備，」Petty說。
JASPER 提供的發動機和變速箱均符合高標準；他們的保固期為三年或 100,000 英里，比許多 OEM 更全面。Petty 和團隊進行了廣泛的研究和重新設計過程，以確保他們的產品符合該標準。3D 列印幫助他們透過原型、通過/不通過測試儀、夾具、測試工具等加快迭代過程。
3D 列印的內部支持不斷增加
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| ▲像這種 PCB 板支架這樣的最終用途零件可以設計為定製組件並以中小批量印刷，從而為 JASPER 節省數千的工具成本。 | ▲Petty的團隊可以優化此類組件的設計，挖空部分在保持強度的同時節省材料。 |
為了推出新型發動機或變速箱，該團隊將蒐集多個失敗單元的示例，並開始設計新的和改進的組件版本。多年來，Petty 的團隊使用 FDM 列印機進行小型原型製作工作。一些也在家裡使用FDM列印機的團隊成員開始研究其他類型的技術。他們意識到 SLA 列印可用於生產一些通常採用射出成型的零件。
其中一個項目尤其提供了節省數千美元的機會。需要重新設計和製造一個小型傳動部件，但工具的成本接近 7,000 美元。「我可以輕鬆地證明 Form 3+ 完整設置是合理的，並且在第一天，我可以列印足夠一年的這些組件。所以我說，『好吧，我們還能用這個做什麼呢？』 從那時起，我們開始尋找利基的東西來列印，而不是支付工具費用，」Petty說。
SLA的廣泛功能和成本節省有助於輕鬆添加 Fuse 1+ 30W SLS 列印機。2021 年，該團隊集成了 Fuse 1，並於 2022 年添加了 Fuse 1+ 30W，以增加更高的吞吐量能力。
製造輔助工具有助於內部認可
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| ▲SLS 3D 列印製造輔助工具（例如這款裝配夾具）可幫助 JASPER 快速且經濟高效地定製其設備，以優化每個新項目的工作流程。 | ▲尼龍 12 粉末非常適合為再製造過程生產耐用、堅固的夾具和固定裝置，SLS 工作流程允許 Petty 的團隊將任何未使用的粉末回收到下一次列印中。 |
JASPER 不斷增長的內部意識和支持是 Petty 在 3D 列印領域取得成功的重要原因。透過完成公司各部門的項目，他能夠傳播這樣的信息：3D 列印實驗室可以處理最終使用零件、工具請求、製造輔助工具以及原型。「我們的維護團隊有一種他們無法訂購現成的設備；他們給我帶來了一個樣品，我可以畫出來並在第二天送給他們。因此，我們能夠透過生產製造商不再提供的塑料齒輪和其他零件來保持一些舊設備的運行。」Petty說。
在另一個專案中，Petty 的團隊能夠直接將 3D 列印能力的證明交到同事手中。該公司已改用電池供電的手動工具，但電池盒不斷破裂，有時每週破裂 10-15 次。一年之內，他們不得不花費相當大的成本購買 600 個替換件。
Petty 的團隊迅速重新設計了電池盒，使其更加耐用，並將其 3D 列印在 Fuse 系列上。這些零件每天都在每個人的手中，SLS 列印零件的強度和質量給以前不了解 3D 列印的團隊留下了深刻的印象。「我們已經能夠生產出比我們購買的電池盒使用壽命更長、價格也更便宜的電池盒。這些案例在我們整個公司使用，因此我們的員工更加了解我們可以通過 3D 列印生產什麼。這導致設計和列印零件或工具的需求顯著增加，」Petty 說。
3D 列印最終用途零件縮短交貨時間
▲Petty 的團隊依靠 Form 3+ 和 Fuse 1+ 30W 列印機來幫助設計、迭代和驗證再製造發動機和變速箱中的新組件。
電池盒取得成功後，甚至生產團隊也開始要求使用 SLS 3D 列印零件。汽車產業人士很快就熟悉了尼龍粉末的強度和耐用性，而內部 3D 列印尼龍零件讓他們看到了 Fuse 系列的潛力。
「玻璃填充尼龍是汽車零部件中非常常見的材料。一旦尼龍 12 GF 粉末上市，它就開闢了可用於生產的更廣泛的零件。」Petty 說道。
列印請求根據優先級進行處理。生產零件是第一位的，無論是交貨時間較長的發動機或變速箱部件，還是停機威脅到產品流通的設備。「我們的目標是防止生產線中斷。如果我們能夠生產出能夠保持生產線平穩運行的零件或工具，那將是我們的首要任務，」Petty說。
超越供應鏈的發展
在疫情大流行之前，港口交通擁堵或晶片短缺並沒有成為購買新車決定的因素。隨後這些問題成為公眾討論的一部分，而汽車產業則成為焦點。原始設備製造商和售後市場製造商或再製造商都在爭先恐後地提供服務。
JASPER 能夠透過高質量的再製造動力總成產品保持生產運行並讓人們重新上路。他們能夠在其他人無法做到的情況下挺身而出，從而維持客戶，並贏得因常規供應商而陷入困境的新客戶。
「過去幾年凸顯了盡可能控制供應鏈任何部分的重要性，而 3D 列印對我們來說就是其中的一部分。只要我們的列印機正常運行，並且我們手頭有尼龍粉末，我們就可以生產所需的零件。」Petty說。
為了保持這種性能水平，該團隊在流程的每個階段都使用 3D 列印，包括保持自己的設備運行。「無論是在電池盒上節省數萬美元，還是透過 3D 列印為我們找不到替換零件的舊機器更換齒輪，3D 列印都有助於我們保持生產，」Petty 說道。
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