SLS 3D-печать на службе у Eaton: как переход на штучное производство деталей оптимизировал работу завода

 

«Мы ожидали окупаемости системы Fuse примерно за девять месяцев. В итоге мы вышли на этот показатель уже через шесть».
Ти-Джей Зурелл, старший инженер по производству, Eaton в Олиане

Проблема: сложное производство и дорогая оснастка

Ежедневно через систему штучного производства (single-piece flow) завода Eaton в Олиане проходит 15 000 варисторов из оксида металла (MOV). Сырье прессуют, окрашивают, шлифуют, сваривают, тестируют и собирают в готовые устройства — разрядники для опор ЛЭП и подстанций.

Этот сложный процесс требует постоянного наличия производственной оснастки: кондукторов, приспособлений, захватов для роботов (EOAT), вспомогательных элементов автоматизации и запасных частей. Традиционно их изготовление было сопряжено с длительными сроками поставки, высокими затратами на механическую обработку или неудобством использования.

Решение: централизованный подход Eaton к аддитивным технологиям

Eaton, мировой лидер в области управления энергией, внедряет принципы Индустрии 4.0, используя 3D-печать для решения повседневных задач на сборочной линии, повышения безопасности, производительности и снижения затрат.

Центр передового опыта в области аддитивного производства (AMCoE) Eaton выступает в роли хаба знаний и ресурсов для 209 производственных площадок компании по всему миру. Его задача — оценивать новые технологии и рекомендовать подходящие решения для каждого завода.

«Наш Центр передового опыта — это ключевое звено, где мы помогаем решать проблемы, возникающие на наших производственных предприятиях».
Кэтлин Чоу, менеджер по применению аддитивных технологий, AMCoE Eaton

Формат «Хаб»: как работает AMCoE

Поскольку заводы Eaton производят vastly different продукцию — от аэрокосмических компонентов до разрядников, — AMCoE должен глубоко понимать потребности каждого из них. Часто решения рождаются на местах, а затем центр масштабирует лучшие практики на другие предприятия со схожими процессами.

Глобальный комитет во главе с Кэмероном Пилом (Cameron Peahl), стратегическим менеджером по аддитивному производству Eaton для Индустрии 4.0, обеспечивает доступ всех площадок к самым современным технологиям и знаниям.

«Eaton — невероятно интересное место для аддитивных технологий из-за нашего разнообразного производства и портфеля продуктов. Это открывает массу возможностей, но и требует большой концентрации».
Кэмерон Пил, стратегический менеджер по аддитивному производству, Eaton

SLS-печать Formlabs Fuse: идеальное решение для цеха

До появления Formlabs Fuse в распоряжении AMCoE были крупные промышленные SLS-установки. Они были дорогими (около полумиллиона долларов), громоздкими, сложными в эксплуатации и требовали выделенного оператора.

Система Fuse Series (принтер Fuse 1+ 30W, камеры просеивания Fuse Sift и очистки Fuse Blast) стала прорывом. Она предлагает все преимущества SLS-печати (высокая точность, прочные нейлоновые материалы, печать без поддержек) в формате, доступном для использования непосредственно в цехе.

«Fuse привлекателен своей ценой, подходящей для внедрения, и правильным объемом сборки для нужд завода. Экосистема вокруг него и удобство использования стали шагом вперед для категории SLS».
Кэмерон Пил

Ключевые преимущества SLS на производстве:

 

• Скорость: детали изготавливаются за часы, а не недели.

• Устойчивость: завод становится менее зависимым от внешних поставщиков.

• Гибкость: инженеры могут быстро тестировать и внедрять новые идеи.

Примеры внедрения: как SLS оптимизировал производство MOV в Олиане

Завод в Олиане напечатал тысячи деталей на системе Fuse. Вот несколько примеров того, как 3D-печать изменила ключевые этапы производства.

1. Плунжеры для пресс-экструдера

 

• Было: фрезерованный нейлон с наклеенной этикеткой.

• Стало: легкая SLS-деталь со встроенной маркировкой, которая надевается за секунды.

• Результат: быстрая замена, экономия времени на переналадке.

2. Кольца-скребки для покрасочной маски

 

• Было: детали быстро изнашивались, а новые приходилось заказывать у машиниста.

• Стало: детали печатаются партиями по мере необходимости, запас всегда под рукой.

• Результат: отсутствие простоев, снижение затрат.

3. V-блоки для шлифовки

 

• Было: литые уретановые детали со стальной вставкой стоимостью $45 за штуку.

• Стало: SLS-деталь с съемными колпачками из TPU, печатаемыми на FDM, стоимостью $4.

• Результат: экономия ~$6000 в год только на этом компоненте.

• 

• 

4. Захваты для роботов (EOAT) и конвейерные крышки

 

• Было: массивные фрезерованные детали из делрина и алюминия.

• Стало: легкие, оптимизированные под печать детали, которые легко менять.

• Результат: защита продукции от повреждений, быстрая замена изношенных частей.

5. Держатели для тестирования

• 

• Было: фрезерованные держатели с бумажными этикетками.

• Стало: SLS-держатели с цветными FDM-вставками для быстрой идентификации.

• Результат: упрощение переналадки линии, исключение ошибок.

• Экономия: замена комплекта деталей стоимостью $17 400 на печатные аналоги.

6. Корпус для AI-камеры

• Задача: защитить дорогостоящую камеру контроля качества от света и помех.

• Решение: напечатанный на SLS корпус был спроектирован, изготовлен и установлен за один день.

• Результат: система стала обнаруживать брак мгновенно, сократив количество отходов с 70 до 5 деталей.

Вывод: от производства к передовому производству

Внедрение SLS-печати на заводе Eaton в Олиане вышло далеко за рамки простой экономии на стоимости деталей. Оно превратило завод в более устойчивое, гибкое и инновационное предприятие.

«Экономия затрат — это всегда плюс... Но я считаю, что ценность еще выше: наши заводы становятся более самодостаточными и устойчивыми. Это позволяет нашим инженерам быть более творческими».
Кэмерон Пил

И самое главное — технологию приняли на всех уровнях, от инженеров до операторов станков, которые теперь сами предлагают идеи для улучшений.

«Внедрение 3D-печати здесь стало подобно буре, вплоть до уровня оператора. Они видят улучшения и постоянно подходят к нам с вопросом: "Эй, а можете сделать вот это?" Я полностью изменил свой подход к проектированию, теперь я думаю с оглядкой на 3D-печать».
Ти-Джей Зурелл, старший инженер по производству, Eaton в Олиане

Для Eaton аддитивные технологии — это не просто инструмент для прототипирования, а ключевой элемент стратегии перехода к truly advanced manufacturing — truly передовому производству.