فورد: بازسازی تولید کارآمد با استفاده از پرینت سه بعدی

از زمان تأسیس بازسازی تولید کارآمد با استفاده از پرینت سه بعدی در سال ۱۹۱۴، فورد همواره نوآوری در تولید خودرو سازی را هدایت کرده است. از راه اندازی خط مونتاژ (که به فوردیسم مشهور است) تا به امروز که ساخت های افزودنی در دستور کار قرار گرفته است ۱۱۵ سال می گذرد، برای استفاده امروزه از تولید افزودنی، فورد دائما به سرعت دادن تولید وسیله نقلیه از طریق افزایش بهره وری، ارگونومی و کنترل کیفیت فکر می کند. در حالی که بسیاری از شرکت ها شروع به بررسی فرصت های تولید افزودنی می کنند، فورد یک بار دیگر یک قدم جلوتر می رود تا وسایل نقلیه خود را پیشتاز در خطوط تولید حفظ کند.

کارخانه آزمایش فود در کلن آلمان پیشگاه در خلق طراحی هر یک از وسایل نقلیه جدید قبل از تولید انبوه بوده است. آنها دارای یک خط تولید کامل در مقیاس کوچک هستند، که تا چندین سال قبل از شروع تولید بر روی توسعه خودرو ها کار می کنند. لارس بیونار، مهندس تحقیقاتی در تیم مهندسی تحقیق و پیشرفته فورد در آخن آلمان در ایجاد یک گردش کار بهینه سازی شده برای ایجاد جستجو سریع، ابزار و تجهیزات برای فرآیند تولید فورد مشغول به کار است.

کارکنان فورد در تولید وسایل نقلیه خود از ابزارهای سفارشی استفاده می کنند. این ها اغلب برای یک کار و مدل خاص طراحی شده اند. ایجاد این ابزار به صورت خارجی طول می کشد و بسیار گران است. برای به دست آوردن ابزار های سریعتر، تیم فورد تصمیم به ایجاد یک پرینت سه بعدی آزمایشی به عنوان یک راه حل احتمالی گرفت.تیم تولیدی افزودنی اختصاصی تاسیس شد و پروژه ای موفق با استفاده از تکنولوژی SLS آغاز کرد. آنها با این کار به نتایج خوب دست یافتند اما پرینت به برخی از پردازش های خاص نیاز داشت. به همین دلیل فورد تصمیم به استفاده از فن آوری FFF از Ultimaker گرفت که این روش یک راه حل سریعتر و ارزانتر با کمترین هزینه ارائه شده است. به این ترتیب، نه تنها مهندسین بلکه نیروهای محلی نیز قادر به استفاده از یک پرینتر سه بعدی برای ایجاد ابزارهایی هستند که به آنها نیاز دارند.

ایجاد ابزار، ماشین آلات و وسایل قبل از تولید

بسیاری از کارخانه های تولیدی پرینت سه بعدی را برای بهینه سازی روند تولید فعلی خود انجام می دهند. با این وجود، با داشتن یک کارگاه اختصاصی سه بعدی در طرح های ازمایشی، فورد قادر است تمام طرح های درست را قبل از تولید انبوه یک ماشین جدید تولید کند. این کار به مهندسان فورد زمان بیشتری می دهد تا طرح های تمام ابزارهای سفارشی را تکرار کند. فورد می خواهد ابزارهایی بسازد که نه تنها زمان تولید وسایل نقلیه را سریعتر کند، بلکه اغلب مزایای ارگونومی برای نیروی کار را نیز افزایش می دهد. به همین دلیل مهم است که فورد بتواند طراحی مناسب را برای برنامه ایجاد کند.

محصول پیشنهادی : برای قیمت پرینتر سه بعدی کلیک کنید.

تولید محلی

با استفاده از پرینترهای سه بعدی Ultimaker ، نیروهای محلی نیز می توانند ابزار مورد نیاز خود را سه بعدی کنند. فورد پرینتر Ultimaker 3D را در کارخانه های سراسر اروپا مانند اسپانیا، ایتالیا و رومانی قرار می دهد. تیم طراحی در آلمان این طرح ها را به صورت الکترونیکی عرضه می کند و از طریق ابزارهای دیگر در روز بعد می توان پرینت سه بعدی را تهیه کرد. اما فورد نیز قدم بعدی را دنبال می کند. با استفاده از راه حل نرم افزاری نسبی Trinckle Paramate، کارگران در این  روش می توانند بدون نیاز به تجربه دیگر در طراحی سه بعدی ماشین آلات را تولید کنند. تیم مستقر در کلن قطعاتی را ایجاد می کند که می توانند برای ابزارهایی مانند دسته ها و گیرنده های مغناطیسی استفاده شوند. مهندس مربوطه طراحی ماشین را بارگذاری می کند، دسته ها را اضافه می کند، یک فضای باز که در آن نیاز به اضافه کردن بخشی به ماشین دارند، و نرم افزار ابزار آلات را تولید می کند. این طراحی را می توان به طور مستقیم به Ultimaker Cura ارسال و به صورت محلی با ماشین های Ultimaker S5 سایت خود پرینت کرد.

آزمایش در حال حاضر برای فورد بسیار سودمند است و به وسیله آن در هر ابزار سفارشی، در مقایسه با تولید سنتی یا برون سپاری، مقدار قابل توجهی از پول را ذخیره می کنند. فورد Focus به تنهایی با استفاده از بیش از ۵۰ ابزار سفارشی طراحی، ابزار آلات، و وسایل ساخته شده است. فورد همچنین به قطعات یدکی ماشین آلات تولید از خط تولید نگاه می کند. با پرینت این قطعات، زمان بهره وری دستگاه به طور قابل توجهی افزایش می دهند و خط تولید دیگر لازم نیست برای مدت زمان زیادی در حالت ایستا باقی بماند.

محصول پیشنهادی : انواع فیلامنت پرینت سه بعدی

اما چاپ سه بعدی فقط از لحاظ مالی مفید نیست. بسیاری از این ابزار مزایای ارگونومیک برای نیروی کار فورد را دارند. پس از استفاده طولانی مدت، ابزار های فلزی سنتی می توانند احساس سنگین شدیدی ایجاد کنند و نیز می توانند بر سلامت کارکنان در طول زمان ضربه وارد کنند. طیف وسیعی از مواد Ultimaker اغلب به اندازه کافی قوی هستند تا جایگزین ابزارهای فلزی شوند، که این امر باعث می شود زندگی برای پرسنل مونتاژ بسیار آسان شود.

فورد توانایی پرینت سه بعدی خود را به سرعت در حال گسترش دادن است. در حین بهینه سازی گردش کار برای ایجاد ابزار، وسایل و لوازم نصبی، آنها بیشتر در مورد امکان پرینت سه بعدی یاد می گیرند. لارس نه تنها به دنبال ایجاد ابزار و تجهیزات است، بلکه همچنین به بررسی امکان ایجاد قطعات و قطعات نهایی با استفاده از پرینت سه بعدی می پردازد. “ما می خواهیم گام بعدی را تحقق دهیم، ما همچنین می خواهیم قطعات یدکی را نیز پرینت کنیم. ما می خواهیم برای تولید های افزودنی طراحی کنیم و در نهایت بتوانیم قطعات تولیدی برای وسایل نقلیه را پرینت کنیم

محصول پیشنهادی : قیمت اسکنر سه بعدی قطعات صنعتی

Heineken: تضمین تولید با پرینت سه بعدی

کمپانی Heineken یکی از بزرگترین تولید کنندگان نوشیدنی جهان با بیش از 150 کارخانه در سراسر جهان است. یک کارخانه نوشیدنی در سویل، اسپانیا، مارک های معروف مانند Cruzcampo، Desperados، Heineken و Amstel را تولید می کند. نوشیدنی تولید شده، بسته بندی شده، و سپس در سراسر اسپانیا و نواحی دیگر دنیا حمل می شود. مدیر بسته بندی،خوان گونزالس پرینت سه بعدی را برای افزایش کارآیی در کارخانه نوشیدنی سازی سویل به کار گرفته است

بهینه سازی خط تولید

کارخانه سویل قادر به تولید  تا 500 میلیون لیتر نوشیدنی در سال است. اما Heineken همیشه به دنبال راه های جدید برای بهبود کارایی خود می باشد به همین دلیل این شرکت شروع به تحقیق درباره امکان پرینت سه بعدی در جهت تولید محصولات خود نموده اند

پس از راه اندازی یک آزمایشگاه پرینت سه بعدی، تیم تحقیق، اهداف خود را برای بهبود فرآیند تولید از لحاظ خروجی، زمان آماده سازی و ایمنی تعیین کرد.هدف اصلی تیم تحقیق Heineken شناسایی روش های مختلف برای بهینه سازی ماشین آلات خود است. آنها به سرعت متوجه شدند که پرینت سه بعدی آنها را به انعطاف پذیری و سرعت مورد نیاز خود می رساند و در عین حال مقرون به صرفه و آسان است.

اول ایمنی

ایمنی کارکنان مهمترین اولویت در Heineken است و برای اولین بار طراحی قفل های ایمنی پیشرفته که در حین تعمیر و نگهداری ماشین استفاده می شود، طراحی شده است. این قفل ها تقریبا در تمام ماشین آلات موجود در نوشیدنی سازی استفاده می شود. هنگامی که ماشین ها متوقف می شوند، این قفل ها بسته می شوند و به این ترتیب از راه اندازی یک ماشین به طور تصادفی در حالی که کسی در حال تعمیر و نگهداری است جلوگیری می کند . قفل ها به رنگ قرمز روشن برای اطمینان از دید و دیدن آنها پرینت شده اند. این نرم افزار نه تنها مفید بود، بلکه ویژگی ایمنی اضافی آگاهی و قدردانی از پرینت سه بعدی را در بین کارکنان ایجاد کرده است.

قطعات کاربردی برای خط تولید

پس از موفقیت اولیه قفل ایمنی، دیگر فرصت های کاربردی قابل پرینت سه بعدی مشخص شد. ایده ها ی مختلف مورد بررسی قرار گرفته و قطعات جدید طراحی شد. اولین مورد این بود که قطعات یدکی را که جایگزینی آنها یا واردات آنها گران و وقت گیر و دشوار بود بوسیله پرینت سه بعدی از برون سپاری آنها جلوگیری بعمل آید. تیم تحقیق بلافاصله متوجه شد که پرینت سه بعدی نه تنها صرفه جویی در زمان و پول، بلکه قادر به پرینت قطعات پلاستیکی است که می تواند به عنوان جایگزینی ساختاری برای قطعات فلزی عمل کند.

بهینه سازی طرح های بخش

یک نکته عالی در مورد پرینت سه بعدی این است که طرح ها را می توان به تعداد بالا تکرار کرد تا در نهایت به طرح مورد نظر دست یابی شود. یک مهندس به سرعت می تواند طرح های جایگزین و قطعات آزمایش را در محل ایجاد کند، در حالی که هزینه های تولید و زمان تولید نسبتا کم است. پلاستیک ها سبک تر از اکثر فلزات هستند و زمانی که اصول و مواد طراحی مناسب مورد استفاده قرار می گیرند نسبتا قوی هستند. این نیز بسیار آسان است که قطعات پرینت سه بعدی را مجددا طراحی کنید تا کار حتی بهتر، بدون محدودیت های برون سپاری انجام شود.

تیم تحقیق  در کارخانه نوشیدنی سازی سویل قادر به جایگزینی قطعات با طراحی مجدد و بهینه شده اند. به عنوان مثال، یک بخش فلزی که با سنسور کیفیت بر روی یک تسمه نقاله استفاده می شود، اغلب بطری ها را از دست می دهد، ایجاد انسداد می کند یا بطری های خوب را بر روی زمین می اندازد. قطعات پرینت سه بعدی مجددا از این مشکل جلوگیری می کنند که باعث صرفه جویی در تعداد بطری، پول و زمان می گردد.

مجموعه پارت آیتک ارائه دهنده انواع محصولات همچون پرینتر سه بعدی ، اسکنر سه بعدی ، فیلامنت و… می باشد.

ابزار برای کنترل کیفیت و نگهداری

شرکت های عادی معمولا از پرینت سه بعدی برای تولید ابزار های سفارشی و وسایل مورد نظر استفاده می کنند. Heineken با استفاده از پرینت سه بعدی ابزارهای مختلفی برای تعمیر و نگهداری آسان تر و سریع تر بر روی ماشین های خود ساخته است. این ابزار معمولا از Tough PLA پرینت می شود، که به راحتی پرینت می شود و کیفیت و انعطاف پذیری مشابه  ABSرا شامل می باشد. یکی از این ابزارها ابزار متوقف کننده است که ستون های چرخ های هدایت شده را که برای چسباندن برچسب های بطری ها را استفاده می کنند، کاهش می دهد. قبل از اتخاذ پرینت سه بعدی، این ابزار باید با استفاده از ماشینکاری CNC سفارشی ساخته شود

با پرینت سه بعدی، هزینه تولید ابزار 70 درصد کاهش یافت و زمان تحویل نیز از سه روز تا یک روز کاهش یافت. یک ابزار ساده مانند برش لاستیکی toroidal در کمتر از یک ساعت پرینت می شود، که به طور متوسط در زمانی که برون سپاری می شود بیش از 10 روز طول می کشد تا اماده شود.

انتخاب مواد مناسب

طیف وسیعی از مواد Ultimaker برای Heineken اسپانیا مفید است. بسیاری از قطعات پرینت سه بعدی شده درجه حرارت بالا، رطوبت و یا اثرات متعدد را در طول مدت طولانی تحمل می کنند. به همین دلیل داشتن مواد مناسب برای برنامه های کاربردی بسیار مهم است.

کارخانه Heineken  اسپانیا از انواع مواد Ultimaker مانند Tough PLA، نایلون و مواد نیمه انعطاف پذیر TPU 95A استفاده می کند. این مواد دارای خواص مکانیکی عالی برای مقاومت در برابر سایش و خط تولید هستند. PLA متریالی است که اغلب برای ساخت ابزار در پرینت سه بعدی استفاده می شود، در حالی که نایلون برای قطعاتی که نیاز به کار با قطعات فلزی دارند استفاده می شود. انعطاف پذیری TPU 95A در قطعات پرینت سه بعدی ایده آل برای ضربه گیرها و قطعات محافظ است.

محصول پیشنهادی : فیلامنت pla

پذیرش جهانی پرینت سه بعدی

موفقیت کارخانه سویل با پرینت سه بعدی بدون توجه به آن ادامه داشته است. این شرکت گام های بعدی را برای شناسایی پتانسیل مقیاس پذیری مزایای پرینت سه بعدی تنظیم می کند. تولید تکمیلی مهندسین و سایر کارکنان را قادر می سازد تا از چالش ها و فرصت ها از دیدگاه های مختلف نگاه کنند.

طراحی و راه حل ها می توانند به راحتی در شبکه به اشتراک گذاشته شوند. این باعث تسهیل استقرار جهانی برنامه های جدید می شود، زیرا قطعات را می توان به صورت دیجیتالی به جای فیزیکی ارسال کرد. همچنین هزینه های حمل و نقل بین المللی را کاهش می دهد و باعث کاهش هزینه حمل و نقل می شود.

بهینه سازی خط تولید

کارخانه سویل قادر به تولید  تا 500 میلیون لیتر نوشیدنی در سال است. اما Heineken همیشه به دنبال راه های جدید برای بهبود کارایی خود می باشد به همین دلیل این شرکت شروع به تحقیق درباره امکان پرینت سه بعدی در جهت تولید محصولات خود نموده اند

پس از راه اندازی یک آزمایشگاه پرینت سه بعدی، تیم تحقیق، اهداف خود را برای بهبود فرآیند تولید از لحاظ خروجی، زمان آماده سازی و ایمنی تعیین کرد.هدف اصلی تیم تحقیق Heineken شناسایی روش های مختلف برای بهینه سازی ماشین آلات خود است. آنها به سرعت متوجه شدند که پرینت سه بعدی آنها را به انعطاف پذیری و سرعت مورد نیاز خود می رساند و در عین حال مقرون به صرفه و آسان است.

ایمنی کارکنان مهمترین اولویت در Heineken است و برای اولین بار طراحی قفل های ایمنی پیشرفته که در حین تعمیر و نگهداری ماشین استفاده می شود، طراحی شده است. این قفل ها تقریبا در تمام ماشین آلات موجود در نوشیدنی سازی استفاده می شود. هنگامی که ماشین ها متوقف می شوند، این قفل ها بسته می شوند و به این ترتیب از راه اندازی یک ماشین به طور تصادفی در حالی که کسی در حال تعمیر و نگهداری است جلوگیری می کند .

قفل ها به رنگ قرمز روشن برای اطمینان از دید و دیدن آنها پرینت شده اند. این نرم افزار نه تنها مفید بود، بلکه ویژگی ایمنی اضافی آگاهی و قدردانی از پرینت سه بعدی را در بین کارکنان ایجاد کرده است.

قطعات کاربردی برای خط تولید

پس از موفقیت اولیه قفل ایمنی، دیگر فرصت های کاربردی قابل پرینت سه بعدی مشخص شد. ایده ها ی مختلف مورد بررسی قرار گرفته و قطعات جدید طراحی شد. اولین مورد این بود که قطعات یدکی را که جایگزینی آنها یا واردات آنها گران و وقت گیر و دشوار بود بوسیله پرینت سه بعدی از برون سپاری آنها جلوگیری بعمل آید. تیم تحقیق بلافاصله متوجه شد که پرینت سه بعدی نه تنها صرفه جویی در زمان و پول، بلکه قادر به پرینت قطعات پلاستیکی است که می تواند به عنوان جایگزینی ساختاری برای قطعات فلزی عمل کند.

بهینه سازی طرح های بخش یک نکته عالی در مورد پرینت سه بعدی این است که طرح ها را می توان به تعداد بالا تکرار کرد تا در نهایت به طرح مورد نظر دست یابی شود. یک مهندس به سرعت می تواند طرح های جایگزین و قطعات آزمایش را در محل ایجاد کند، در حالی که هزینه های تولید و زمان تولید نسبتا کم است. پلاستیک ها سبک تر از اکثر فلزات هستند و زمانی که اصول و مواد طراحی مناسب مورد استفاده قرار می گیرند نسبتا قوی هستند. این نیز بسیار آسان است که قطعات را مجددا طراحی کنید تا کار حتی بهتر، بدون محدودیت های برون سپاری انجام شود.

تیم تحقیق  در کارخانه نوشیدنی سازی سویل قادر به جایگزینی قطعات با طراحی مجدد و بهینه شده اند. به عنوان مثال، یک بخش فلزی که با سنسور کیفیت بر روی یک تسمه نقاله استفاده می شود، اغلب بطری ها را از دست می دهد، ایجاد انسداد می کند یا بطری های خوب را بر روی زمین می اندازد. قطعات پرینتی سه بعدی مجددا از این مشکل جلوگیری می کنند که باعث صرفه جویی در تعداد بطری، پول و زمان می گردد.

ابزار برای کنترل کیفیت و نگهداری

شرکت های عادی معمولا از پرینت سه بعدی برای تولید ابزار های سفارشی و وسایل مورد نظر استفاده می کنند. Heineken با استفاده از پرینت سه بعدی ابزارهای مختلفی برای تعمیر و نگهداری آسان تر و سریع تر بر روی ماشین های خود ساخته است. این ابزار معمولا از Tough PLA پرینت می شود، که به راحتی پرینت می شود و کیفیت و انعطاف پذیری مشابه  ABSرا شامل می باشد. یکی از این ابزارها ابزار متوقف کننده است که ستون های چرخ های هدایت شده را که برای چسباندن برچسب های بطری ها را استفاده می کنند، کاهش می دهد. قبل از اتخاذ پرینت سه بعدی، این ابزار باید با استفاده از ماشینکاری CNC سفارشی ساخته شود.

با پرینت سه بعدی، هزینه تولید ابزار 70 درصد کاهش یافت و زمان تحویل نیز از سه روز تا یک روز کاهش یافت. یک ابزار ساده مانند برش لاستیکی toroidal در کمتر از یک ساعت پرینت می شود، که به طور متوسط در زمانی که برون سپاری می شود بیش از 10 روز طول می کشد تا اماده شود.

انتخاب مواد مناسب

طیف وسیعی از مواد Ultimaker برای Heineken اسپانیا مفید است. بسیاری از قطعات پرینت شده درجه حرارت بالا، رطوبت و یا اثرات متعدد را در طول مدت طولانی تحمل می کنند. به همین دلیل داشتن مواد مناسب برای برنامه های کاربردی بسیار مهم است.

کارخانه Heineken  اسپانیا از انواع مواد Ultimaker مانند Tough PLA، نایلون و مواد نیمه انعطاف پذیر TPU 95A استفاده می کند. این مواد دارای خواص مکانیکی عالی برای مقاومت در برابر سایش و خط تولید هستند. PLA متریالی است که اغلب برای ساخت ابزار استفاده می شود، در حالی که نایلون برای قطعاتی که نیاز به کار با قطعات فلزی دارند استفاده می شود. انعطاف پذیری TPU 95A ایده آل برای ضربه گیرها و قطعات محافظ است.

پذیرش جهانی پرینت سه بعدی

موفقیت کارخانه سویل با پرینت سه بعدی بدون توجه به آن ادامه داشته است. این شرکت گام های بعدی را برای شناسایی پتانسیل مقیاس پذیری مزایای پرینت سه بعدی تنظیم می کند. تولید تکمیلی مهندسین و سایر کارکنان را قادر می سازد تا از چالش ها و فرصت ها از دیدگاه های مختلف نگاه کنند.

طراحی و راه حل ها می توانند به راحتی در شبکه به اشتراک گذاشته شوند. این باعث تسهیل استقرار جهانی برنامه های جدید می شود، زیرا قطعات را می توان به صورت دیجیتالی به جای فیزیکی ارسال کرد. همچنین هزینه های حمل و نقل بین المللی را کاهش می دهد و باعث کاهش هزینه حمل و نقل می شود