增材制造 (AM) 技术为制造业开辟了新的可能性。以前被认为无法制造出来的形状现在也能轻松实现。对于已经在生产的产品,增材制造技术可以使其生产过程变得更快,更轻,更可靠、性能更出色、更环保。
不仅如此:AM 还可以保护您的供应链,因为它可以提高制造流程的灵活性,更可以按需生产零部件(甚至生产用的工具),从而实现真正的即时制造。
从根本上来说,实现增材制造的第一步是要建立零部件的数字模型,将其分成若干层,然后使用增材制造设备(通常称为 3D 打印机),通过沉积、连接或固化材料来一次一层地制造零部件。
在伊顿,我们的方法是建立增材制造中心,在整个企业范围内为各个业务部门提供增材制造能力。运用制造、材料科学和数字设计方面的深厚知识,为客户创造价值,提高我们的运营效率。这为伊顿带来了重要的优势及新的可能性。
电动汽车制造商们面临着新的安全考量,以应对不断增加的车辆系统电压问题。因此,汽车制造商们正急切寻求新的技术来解决这些问题。某大型汽车制造商尝试制造一种新型电池包断开单元 (BDU) 的原型,为下一代汽车的电力系统提供切换和保护能力。更重要的是,该汽车制造商对于这一装配进电池组的概念验证原型提出了一个极具挑战的交付期要求。
由于零部件的原始设计涉及到原型注塑模具的二次成型,交付时间就成为一个极大的难题。使用传统制造方法制作原型在理想状态下也至少需要六个月,但客户要求在三个月内拿到零部件。
为了解决这个问题,我们开发了一种新颖的增材制造方法,将一个大型塑料部件分成四块,然后将其组装在铜母线周围,这样就能在破纪录(比其他竞争对手快两个月)的时间内交付原型。凭借速度的优势,我们赢得了该原型的竞标,拿到了生产合同,我们的客户既实现了紧迫的交付期目标,也通过利用我们的技术令其电动汽车系统的安全性得到提升。
使用传统工艺制造用于重型轨道发射器的大型起落架组件难度极大,因为其重量和尺寸都有特别要求,我们通过增材制造为液压歧管组件开发了一套独特的设计来操作起落架。
我们借助电子束粉末床熔融技术(PBF,一种金属 3D 打印技术)设计和生产的零部件与采用传统工艺生产的零部件相比:
如果不使用增材制造,我们就不可能取得这些成果。如今,我们进一步改进的增材制造的产品正在助力航天飞行开启新篇章。
我们通过增材制造缩短制程中所用工具的交付周期、快速迭代制造辅助技术,并通过快速响应更换备件和维修需求,最大限度地减少生产线的停机时间。增材制造为我们的制造工程师提供了试验和改进制程的工具,让我们生产设施始终处于世界先进水平。
在没有图纸或模型的情况下,我们利用 3D 扫描技术快速逆向设计模型,然后使用增材制造技术复制零件,使我们的工厂保持正常运转。增材制造使我们的工厂具备灵活敏捷的特点,可以保持生产线持续运转,并在客户需要的时候及时为他们提供解决方案。
结果令人惊喜:
几十年来,航空航天客户一直依赖我们的地面加油技术来保证全天候运营。2022 年,我们满足客户需求的能力受到了考验,当时,耦合器手柄铸件供应链大面积延迟交货,而该部件是用于飞机加油的地井阀组件中的一个重要装置。
世界各地的机场运营商都依靠伊顿产品来实现飞机加油。我们利用增材制造方面的优势,在不到两周的时间内就开发出一款铝质耦合器手柄原型,并在不到六周的时间内利用增材制造生产出了 120 个量产耦合器手柄 - 还不到那批延迟交货的耦合器的原到货时间的一半。
通过迅速转入增材制造解决方案赛道,我们得以为客户提供不间断的交付,并进一步提高伊顿地面加油产品的市场价值。我们的增材制造能力还为客户提供额外的保障,不论供应链存在何种可能会影响交付计划的瓶颈,伊顿都能按时交付高质量的产品。
我们利用增材制造的专业技术开发一种变革性的设计方法,通过更接近项目需求的定制化设计来取代大量的工业LED照明库存。
经美国能源部的授权,我们正在开发基于增材制造的自动化方法来量产定制化的工业照明灯具,从而大幅降低能耗、成本、交付周期和供应链复杂性。虽然现在分享成果还为时过早,但我们的目标是将耗材量减少 50%、流程步骤减少 30%、成本降低 30%。
增材制造能力带来强大的优势
我们的增强制造能力是创新的加速器,这种能力让我们克服制造业面临的共同挑战,使我们在不支付昂贵成本的前提下快速发展。 在供应链日渐复杂的形势下保持敏捷。采用以往无法实现的解决方案,将产品性能提升到新的水平。通过减轻产品重量、减少原材料使用及本地制造来减少对环境的影响。通过使用更少基础设施、零部件和原材料的技术,降低成本。
增材制造是工业 4.0 进程中不可或缺的一部分,也是关键的推动因素和差异化因素,更改变了我们的制造方式、制造内容、制造周期及制造地点。正因如此,我们在整个业务领域,将更多的项目转向增材制造方向,助力客户取得巨大的成功。
通过增材制造的优势,我们正在践行“动力,因我们而不同”的理念,并且做到更好、更快、更具可持续性。