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改变制造者:3D打印正在从内到外改变科赫公司的制造业

2020年的11月2日

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在John Zink Hamworthy燃烧(JZHC)中,添加剂制造不限于制造地板。排放控制设备公司在其全球组织中洒了3D打印机,包括在其塔尔萨,俄克拉荷马,总部的每个部门安装一个。这项3D打印计划使所有员工有机会看到他们的想法来到生命,层数是个人或商业的。

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JZHC是一家Koch公司的员工,在各种各样的应用和创新方面都没有羞于尝试这种新技术。一名机械师设计了一个手柄,以帮助他将重型工具装载到车床上。一个IT分析师正在制作面罩供应对COVID-19的医务人员使用。另一个团队为客户的工业照明弹打印了一个几十年都没有生产的零件。3D打印正在改变JZHC的设计和制造流程,使更多创新的解决方案,以帮助世界各地的制造设施减少排放。

对于JZHC的员工来说,3d打印项目激发了创造力,让他们重新想象工业设计可以完成什么——并提供了一个新的、令人兴奋的挑战。

“力学是艺术。当我看到我的机制在一起时,它就像机械舞蹈一样,“自1989年以来,JZHC的制造专家Guy Johnson说,Juy Johnson说。盖伊适用对建设、创造和改进的热情他在JZHC所涉及的一切。“我要试着用打印机设计一些我知道用传统机器或金属板无法设计的东西。”

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虽然您使用的许多产品依赖于JZHC的设备,但您在日常生活中不太可能直接遇到它们。它们是高度定制的燃烧器喷嘴,用于工业照明弹、热氧化剂和锅炉燃烧器等,用于制造家用电力或汽车燃料等。该公司生产的产品种类繁多,从手掌大小的到数百英尺高的结构。所有这些都是为了在有害排放物离开炼油厂或工厂之前减少、捕获或销毁它们。

与许多行业一样,JZHC的大部分工作都涉及传统的“减法”制造——从实心材料块中去除材料,如钻孔或切割材料,以实现所需的形状和结构。该公司的设备中充满了各种类型的机器——车床、数控铣床、激光切割机——世界各地的制造企业已经使用了几十年。

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但现在,JZHC已经在公司世界各地的许多办公室安装了3D打印机,以鼓励每个人都尝试一下。这些新机器中有一些使用了塑料“墨水”,让员工在测试想法和原型时更容易试验和学习3D打印的基础知识。其他人则用金属打印物品桌面金属该工艺将金属粉末和陶瓷界面层挤压到打印床上。金属打印机允许复杂的几何形状,如弯曲的内部通道和通道,这是很难或不可能铸造的传统-所有与传统制造零件的结构牢固。

从桌面到工厂楼层

JZHC制造工程师伯特·里奥哈斯(Bert Riojas)知道,有一种比该团队目前的方法更好的方法,即激光切割一种特定类型的工业管材后,将剩余的聚积物磨掉。

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他与盖伊·约翰逊(Guy Johnson)合作,后者提出了一种喷嘴的设计,不仅可以在激光切割过程中保护零件,还有助于保持零件的清洁,从而避免任何后处理。伯特意识到,喷嘴的设计,包括复杂的腔室和通道,改变了气体和炉渣的流动,如果它是3D打印的,可能是最好的。

“这是一个非常复杂的几何形状,”伯特说。“你不能以其他方式做到这一点。它只能打印3D。“

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BERT的团队3D首先印刷成塑料原型,然后将其从金属中印刷出来,这可以承受激光切割的热量。有效!该团队的进程得到了改善,但对于伯特来说,刺激性更多地了解他的同事创新和知识彼此的创新和知识。

伯特说:“作为一名制造工程师,我非常喜欢我的工作,其中一件事就是能够教育他人,并向他们展示他们能用新工具和技术做什么。”“这就是增材制造和金属印刷为我所做的。我能够给那些非常有创造力的人——比我更有创造力的人——设计和创新的能力。”

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更快的选择

激发员工使用新技术进行变革,是JZHC几年前启动3d打印项目的一个重要原因。

JZHC总经理保罗•纽曼表示:“在使用增材制造时,了解到不再受限制这一事实,就能获得最佳优势。”“如果你只想制造与常规钻井相同的组件,那么增材制造就不是正确的方法。你必须利用它来创造一个提供优势的设计。”

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一位与伯特一起工作的机械师看到了创新的潜力,不仅是最终产品,还有过程。每天,他都会抓住15磅重的工具的细颈,把它们插入车床。利用3d打印软件,他能够设计一个简单的螺纹手柄,将其拧入工具,使他更容易操纵它们。

伯特说:“我们必须取相当大的一块金属,然后用机器将其加工下来(以传统方式制造手柄),这将非常耗时,而且会占用我们更愿意用于为客户制造产品的资源。”

不断变化的制造业,不断变化的心态

许多产品JZHC制造商是定制的或在非常低的量,以严格的规格。使用传统的制造方法,新产品可能需要从头开始使用工具,这可能需要几周甚至更长时间。此外,为了创造原型或一次性产品,提高产量需要投入巨大的成本。有了3D打印技术,一旦设计就绪,机器就可以在很短的时间内生产出零件,而不需要加工。

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当伯特收到一份售后客户订购YE6燃烧器tip的订单时,他知道他有麻烦了。金属部件已经几十年没有生产了。没有模子可以用来铸造。

创建制造燃烧器尖端的工具需要花费数千美元和数月时间。但有了快速3D模型和金属3D打印机,伯特和他的团队可以用耐高温燃烧的不锈钢合金打印出来,并在几周内交付。

flare产品组的设计经理杰森•哈乔(Jason Harjo)表示:“将我们的设计更快地推向市场至关重要。”“现在我们不用走出去制造新的工具,而是可以打印出来。”

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除了新的设计和更快地复制旧零件,学习打印金属物品也改变了人们的思维方式。快速生成不同设计并对其进行测试的能力使Jason的团队重新思考它们的功能。“我们学到了很多东西,并且能够在整个组织中分享这些知识。它真的改变了我们看待设计的方式。”

展望未来,JZHC团队看到了一系列的可能性,包括打印移动或包含多种材料的部件,甚至让JZHC的客户下载设计并根据需要打印部件。

保罗说:“John Zink Hamworthy Combustion一直在尝试,并寻找为我们的客户创造更好价值的新方法。”“随着技术的飞速发展,在我们制造传统物品的同时,为了达到我们的目标,我们需要做一些不同的事情。我们需要减少对生产方式的限制。当你考虑使用增材制造和我们希望实现的工艺时,最具影响力的优势是能够设计出我们想要的任何东西。”