高效潔淨零件:Fuse Blast 如何提高 Autotiv 的 SLS 生產力

▲Autotiv 執行長兼聯合創始人 Evan LaBelle(左)和營運主管 Chris Haak(右)與他們的 Fuse Blast 

「效率」是Autotiv的首要任務。這家新創公司總部位於新罕布夏州塞勒姆,是一家專門從事 3D 列印和先進後處理技術的代工製造商,並優先考慮盡快向客戶交付零件。隨著業務的成長,這變得更加困難——SLS生產可能會在勞動密集後處理階段造成主要瓶頸,從而導致交貨時間更長  。

為了保持高標準,即使 SLS 訂單量穩定增加,Autotiv 團隊仍要花費數小時,有時甚至是一整天的時間,對 SLS 零件進行手動介質噴砂。在增加 Fuse Blast 自動噴砂機後,團隊現在可以將時間花在更高價值的任務上。 

在本篇文章中,Autotiv 執行長兼聯合創始人Evan LaBelle 和營運主管Chris Haak讓我們清楚地了解了他們如何透過選擇正確的工具以及透過自動化流程來創建精實製造環境。

 

批量生產 SLS 和縮短噴砂時間

自 2015 年開業以來,Autotiv 完全依靠口碑和回頭客來發展業務。「我們沒有行銷人員或銷售人員,只有我們專注於高水準的列印和後處理,」拉貝爾告訴我們。這項策略已獲得回報,去年,Autotiv 的產量訂單有所增加,其中一些訂單數量高達 6000 個。 

從準備就緒的即插即印檔案,到需要Autotiv 進行諮詢的原型概念,零件、數量、行業和應用每天都在變化。LaBelle 估計,他們約 60% 的業務來自 SLS (雷射燒結) 零件,包括原型設計和生產運作。另外 25% 則分為熱融沈積建模 (FDM)和雷射光固化 (SLA) 3D 列印,以及染色或塗層等後處理技術。 

 

提高 SLS 產量

▲Autotiv 的大部分業務來自於其大型 SLS 列印機的尼龍 12 零件的 SLS 生產。過去,清潔許多像這樣的小物件會佔用 Haak 一天的大部分時間。

兩年前,Autotiv 投資了一台大型 SLS 列印機,這台列印機的成型體積為 325 x 325 x 425 毫米,使團隊能夠輕鬆列印大型物體,或將其包裝滿以進行較小部件的生產。由於他們的絕大多數零件需求都是尼龍 12 零件,因此保持列印機在尼龍 12 上全職運行,並在需要時利用其供應商網絡提供在 SLS 機器上列印的其他材料仍然是最有效益的。 

隨著生產級訂單的增加,Autotiv 團隊開始遇到後處理問題。他們的大型列印機配備了粉末管理工具,類似於Fuse Sift,用於從粉塊中提取零件並回收粉末。然而,此後清潔零件的工作完全取決於 Autotiv 團隊,即使這意味著需要在手動介質噴砂機前站立數小時,費力地清除零件表面的粉末。


根據工作量,我們每天大約待在裡面兩到三個小時,也許更多一點。這可能是一整天,如果我們有數百或一千個零件要做,我們可能會換來換去。這絕對會耗費許多勞力。-Chris Haak,Autotiv 營運主管


 

物理磨損

儘管 Haak 仍然花費一些時間對染色後需要額外手動拋光步驟的零件進行手套箱工作,但絕大多數工作都是自動化的,從而減輕了整天站在介質噴砂機前的身體磨損。

Autotiv 對某些 SLS 訂單的周轉時間承諾為 24 小時,這意味著他們對列印、清潔和包裝有嚴格的時間表。儘管多個訂單可能會捆綁到一個大型列印批次中,並在夜間列印,但團隊必須追蹤哪個訂單的周轉速度最快。「我們必須確保以正確的順序清潔所有正確的零件,以便訂單按時發出,」Haak繼續說道。 

這種嚴格的日程安排意味著介質噴砂所花費的時間是不容談判的,即使這對團隊來說是體力要求高且困難的。處理零件和操作介質噴砂噴嘴所花費的時間,特別是在噴砂工作區域的近距離內,持續的高溫和巨大的噪音,使團隊疲憊不堪。


 一個人一天的大部分時間都必須在那裡站幾個小時,更不用說身體和肌肉的壓力和疲勞了。事實上,我們有人必須去看醫生,因為他們長期噴砂,以至於扭傷了肩膀。-Chris Haak,Autotiv 營運主管


 

不同的列印和噴砂製造商

起初,Autotiv 團隊對於將 Formlabs 後處理解決方案整合到不同 OEM 的列印工作流程中感到擔憂。Haak 和 LaBelle 熟悉 Formlabs SLS 零件,並指出 Autotiv 零件的粉塊比典型的 Formlabs Nylon 12 Powder 結構需要更大的力才能去除。


我必須親眼看看,但實際上,當我們第一次使用它時,所有的擔憂都消失了。它非常適合任何生產或辦公環境,在向許多不同類型的客戶開放方面非常通用。要麽擁有較小的 Fuse 系列系統,要麽運行更大的 SLS 系統。-Chris Haak,Autotiv 營運主管


由於他們的大型 SLS 列印機每天晚上和整個週末都在運行,因此 Autotiv 團隊需要一種同樣高效的噴砂解決方案。Fuse Blast是一種經濟實惠的選擇,可以輕鬆整合到他們的工作流程中。 

雖然他們最初的手動噴砂機於帳篷區域,以避免整個工作空間受到粉末污染,但 Fuse Blast 卻不必這樣做。Autotiv 團隊在其大型粉末回收系統附近為 Fuse Blast 留出了空間,因此將兩者在封閉空間內保持靠近是有意義的。然而,未來團隊可以在帳篷區域之外擴大規模,因為 Fuse Blast 是獨立的,可以保持環境清潔、無粉末。 

 

自動噴砂可產生更好的零件效果

與手動噴砂零件相比,Fuse Blast 在保護小零件或精細特徵方面做得更好 - 翻滾動作足夠輕柔,可以確保零件安全,同時介質噴砂噴嘴可以消除多餘的粉末。 

手動噴砂零件佔用了 Autotiv 團隊在實際操作零件時的寶貴時間,但它也造成了另一種時間消耗:花費在重新列印損壞零件上的時間。連續數小時操作噴嘴的疲勞和困難有時會導緻小零件從他們的手中猛然脫落並撞到外殼上。 

「以前,小零件很容易因噴砂壓力而破裂或從手中飛出,然後撞擊噴砂機的後壁並破碎。有了Fuse Blast,這種情況就沒有發生。它實際上更安全一些,因為它處於受控環境中,而且裡面也有一個非常柔軟的網格,」Haak說。 

當噴嘴停留在某個位置的時間過長(可能只需幾秒鐘)時,手動噴砂也會導致零件留下痕跡;手動噴砂需要熟練的操作員熟悉工藝、壓力和零件的需求。Fuse Blast 可實現流程自動化,並透過較低壓力的噴射流使零件始終保持移動。

更少的破損或燒毀物件意味著更少的重印,以及更多的時間花在最終拋光、染色和發出訂單上。Haak 和 LaBelle 發現,當染色後作為額外步驟添加時,Fuse Blast 實際上可以產生真正的亮面效果。Autotiv 團隊使用手動選項進行幾分鐘的集中介質噴砂,以去除零件從染色機出來後的任何斑點或顏色不均勻。「我們看到表面光潔度得到了改善,因為我們不斷地翻滾零件。我們正在列印、加工和染色的黑色染色部件上呈現出幾乎像緞子一樣的表面效果,」Haak 說。 

現在,小零件和複雜的幾何形狀更容易處理,Autotiv 團隊可以在預先編程例程運行時自信地處理其他任務。「透過手動清潔,我們可能會遺漏口袋、孔洞和角落,我們需要在發貨前進行檢查。借助 Fuse Blast,我們能夠更快地進行檢查,因為我們實際上比我們自己更相信機器清潔零件。」Haak 說。 

 

直排離子產生器產生白手套效應

在 Fuse Blast 到達之前,Haak 在噴砂步驟後用加壓空氣手動清潔零件,試圖清除零件表面的粉末狀殘留物。「即便如此,我們仍然會產生靜電,因此在我們將其噴砂並將其放入垃圾箱進行處理和檢查後,它仍然會積聚灰塵,」Haak說。 

檢查總是會暴露出佈滿灰塵的表面,因此零件在運出之前必須重新進行後處理,這浪費了 Autotiv 方面的寶貴時間並延誤了客戶的專案。 

Fuse Blast 的直排離子產生器可消除零件上的靜電荷,並使粉末和介質落到工作區域底部。


零件出來後摸起來很乾淨。當你拿起它們時,你可以感覺到表面——這只是 SLS 零件,表面上沒有其他東西。-Chris Haak,Autotiv 營運主管


 

減少污染,降低介質成本

Fuse Blast 的介質分離功能可確保介質和粉末被連續過濾,以便噴砂噴嘴僅拉動未受污染的介質,從而更快地清潔零件。Autotiv 團隊每天都使用手動解決方案進行介質噴射,並且每三到四週清理約 45 磅的介質,然後需要更換介質供應。借助 Fuse Blast,他們將這一數字減少了近一半。Autotiv 採用 45 PSI 壓力噴砂來處理相對較硬的粉塊 - 對於以建議的 30 PSI 噴砂壓力的用戶來說,介質的使用壽命預計比手動噴砂長四到八倍。「我們將大約 25 磅的介質放入 Fuse Blast,每四週更換一次。所以我想說,它有效地使我們的Fuse Blast壽命延長了一倍。」LaBelle說。 

 

更高的生產力使 Autotiv 能夠持續成長

直排離子產生器使所有粉末從零件表面脫落,使其摸起來乾淨。 

在 Autotiv,所有人都全力以赴。從LaBelle到他最近聘用的員工,當事情變得艱難時,每個人都會輪流進行。當他們手動進行噴砂處理數小時甚至整個工作日時,他們會分擔工作量,因此沒有人需要同時在機器前站太久。現在,有了 Fuse Blast,這些時間就可以自由地完成成長型公司所需的許多更高價值的任務。「Fuse Blast 確實極大地提高了團隊處理其他任務的時間和生產力,」Haak 說。儘管使用非 Formlabs 列印機列印零件,但 Fuse Blast 仍無縫整合到他們的工作流程中。


它本質上是即插即用的。無需進行任何調整。您只需將其裝滿介質,然後按下按鈕,10 15 分鐘後您就可以獲得乾淨的零件。-Evan LaBelle,Autotiv 執行長兼聯合創辦人


目前需要 Autotiv 零件的行業範圍很廣。從機器人到汽車再到消費性電子製造商,每個人都在將 SLS 3D 列印整合到製造和設計過程的某個階段。隨著 Autotiv 的業務不斷成長,Fuse Blast 正在協助他們處理不斷成長的業務量。「我可以看到它的擴展,」Haak說。 

要了解有關 SLS 3D 列印或 Fuse Blast 的更多信息,請聯繫台灣天馬科技。

 

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