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2019-01-25 【3D列印應用】陶瓷工業大翻轉:10%成本、五倍產能!

【3D列印應用】陶瓷工業大翻轉:10%成本、五倍產能!

「Průmyslovákeramika」是中歐知名的陶瓷混合物和訂做耐熱零件的公司,在2016年從傳統的生產流程中轉型,並開始使用Ultimaker 3D列印機來製造模具配件。讓耐熱模腔的製造速度提高五倍,生產成本降為原先的10%,並具有完美的可重複性。

「Průmyslovákeramika」的原文涵義為「工業陶瓷」,成立於1991年。現有75名員工,每年生產超過9,500噸陶瓷混合物和近1,600噸結構零件,年營業額達2.2億捷克克朗(980萬美元),他們的成功關鍵在於快速完成客戶需求。然而陶瓷零件的每個訂單都是獨一無二的,需要獨特的模具設計,因此他們必須採用增材製造以滿足大量的客製化需求,進而選擇了Ultimaker 3D列印機



.量身訂做的精準工業

這些模具通常以不銹鋼殼塑造外型,再置入中央模芯來確定零件內部的功能和細節,例如:凹槽、孔洞和曲線。這些配件通常是複雜的形狀,必須根據客戶提供的精確規格進行設計和製造。在過去,這些內部模組是使用手作木工或CNC金屬嵌件製成的;一個木工配件可能花費多達20,000捷克克朗(895美元),並且需要超過30個小時才能雕刻,耗時過久且成本昂貴。


(圖為陶瓷耐火材料零件,由鋼殼和3D列印模芯製成的成品。)

2013年,他們開始嘗試採用3D列印加速模具生產,但他們的第一台3D列印機遇到了麻煩。該公司總經理.杰克柏(Jakub Cvilinek)表示:「我們試著克服列印品質參差不齊的各種狀況,當時只有大約30%的列印成功,剩下的就是浪費。」雖然有過這種經歷,他們依然相信3D列印技術,「這項技術對我們來說仍然不可或缺的,即使當時我們選擇了不適用的3D列印機。」

.模具製程重獲新生:Ultimaker 3D列印機

直至2016年,他們找到了Ultimaker 3 Extended 3D列印機。 最後,該公司找到了穩固而專業的3D列印設備。兩年後,杰克柏在他們的添購了新的Ultimaker S5,除了完美的列印品質以外,擁有更簡單的用戶界面和更大的列印體積。隨著團隊利用3D列印製作模芯和其他模具配件,該技術的優勢應運而生:準確、快速和可重複生產──加上零件設計能擁有更多的創作自由,最重要的是,相較過去的流程便宜很多。


(圖為Průmyslovákeramika公司總經理.杰克柏與生產助手Ultimaker S5。)

對於3D列印模芯,他們僅使用PLA材料,因為它易於使用且熔點及玻璃轉化溫度較低。由於許多核心結構會嵌入陶瓷材料中直到進入燒製流程,當燒製溫度超過900°C時特製PLA材料可以從模具中完全燒熔,以獲得品質精良的中空膜腔。目前僅需兩名操作員負責監督生產零件的3D列印機,而零組件則由工程部門使用Autodesk Inventor和AutoCAD進行設計,修改快速且容易。
(延伸閱讀:3D列印到脫蠟鑄造的奧秘:PolyCast

.產業轉型,勢在必行

Ultimaker 3 ExtendedS5為我們節省大量的生產時間及成本外,更能生產出以前達不到的物體形狀!隨著科技發展,3D列印機將成為不可或缺的生產工具。」杰克柏表示。3D列印在該公司已成為製造過程的重要資產,與傳統工藝相比,所需零件的製造速度大約快五倍、成本便宜十倍。例如,用於3D列印工業燃燒器中的空氣和燃氣混合器的模芯的材料僅花費300捷克克朗(13.43美元)。這表示只經過幾個月的時間,他們省下的成本就能超越最初購買Ultimaker 3D列印機的投資報酬率。


(圖為3D列印的刀片模具設計自由、脫模更輕鬆。)

除了降低對CNC銑床加工的依賴,該公司還節省了往返修改的生產成本,受益於就地製造、快速原型設計,必要時只需再次列印檔案就可重複生產。

3D列印讓形狀更複雜、設計更自由

對於Průmyslovákeramika公司來說,Ultimaker 3Ultimaker S5的加入徹底改變了他們的製造流程。 他們現在對於能夠滿足甚至超出客戶需求的品質充滿自信。
杰克柏強調:「在過去,一些特別複雜的模芯形狀有些無法製造、有些傳統方法成本太高;但現在,我們能使用Ultimaker 3D列印機自己生產。」
(延伸閱讀:金屬零件看這裡!3D列印鑄造大集合!

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原文連結:https://ultimaker.com/en/stories/52799-3d-printing-custom-refractory-mold-cores-for-industrial-ceramics?utm_campaign=coschedule&utm_source=facebook_page&utm_medium=Ultimaker&utm_content=3D%20printing%20custom%20refractory%20mold%20cores%20for%20industrial%20ceramics%20|%20Ultimaker

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