智联:用3D打印便捷零部件更新迭代

2020-12-13 17:45
郑州智联机械设备有限公司(以下简称“智联”)成立于2013年,是一家专门开发生产工业智能化设备及生产线的高科技企业。经过几年的高速发展,逐步成为国内卫生用品及化妆品设备行业的佼佼者,客户遍布亚洲、欧洲、美洲、非洲等四大洲。现在,Rayshape的3D打印正帮助智联,进一步创新适合工厂信息化管理的智能型自动化设备及生产线。

智联前台




01
采购3D打印机的初衷


工业智能化技术使智联可以为客户提供可靠的、易于操作的、灵活变通的、面向未来的高性能设备及生产线解决方案。这些卫生用品及化妆品行业自动化设备的开发及生产经验的积累,使得智联致力于打造适合工厂信息化管理的智能型自动化设备及生产线。维达、诺斯贝尔、宝丽洁、倍加洁、国光等许多企业都依赖智联的智能控制技术及自动化解决方案。

智联的部分客户及其产品

智联总部负责自动化、智能化设备产品及整厂解决方案,机器人开发与应用;旗下分公司进行集成系统,工业软件,信息化SCADA系统和MES系统的开发。在卫生用品及化妆品行业,从原料采购到加工,再到成品销售的所有产业链环节中,对设备的技术要求,可谓是最核心的环节。

智联湿巾生产线

作为重中之重的一环,智联始终以创新的思维理念,走在前列。然而,在创新机型方面,智联发现了一些传统工艺无法解决的问题:
  • 产线设备需要根据客户需求定制,个性化程度较高
  • 部分零部件其用传统数控工艺加工周期长(零件单次打样周期通常要5~10天)、成本高
而为了更好的开发新型设备及生产线,智联遂采购了3D 打印机,以更好的解决设备及生产线迭代的问题,在行业内可谓率先垂范。




02
技术创新带来的问题


疫情期间,市场对消毒湿巾等卫生品的需求量激增,这也带动了智联湿巾智能化设备及生产线的销售。而在智联最新研制的湿巾智能型自动化设备及生产线中,非常重要的一部分是湿巾切割环节。


分切机构需兼顾韧性和刚性

在这一环节中,机械双刀因为运力的偏转,会在裁切湿巾的时候出现偏差,为了延长昂贵的机械双刀的使用寿命,就需要有强度小于机械双刀的韧性材料零部件做切割辅助。


辅助切割示意图


常规3D打印技术无法满足要求

智联经历多次尝试,均未能解决问题,直到遇到了Rayshape的产品。

为此,智联结合Rayshape Tough韧性光敏树脂材料,使用Rayshape Shape 1 3D打印机,制作了一批L型旋转托杆。

三款光敏树脂材料的对比




03
Rayshape产品的突出优势


智联将这批L型旋转托杆,等距离安装在切割滚轮之上。Rayshape的光敏树脂,完美的达成了智联的需求。

黄色箭头处所示为3D打印的L型旋转托杆


Tough树脂,兼具韧性与刚度

根据切割湿巾的长度需求,以及机械双刀的运动路径,使得L型旋转托杆能够在切割的时候达到最佳配合。尤其是在设备及生产线调试阶段由于误差累计,容易切割到L型旋转托杆上。

而用Rayshape的Tough树脂制作的零件,其以韧性回弹做出相应的误差配合,以达到减少零部件损耗的目的。


切割回弹示意图


操作便捷易上手

机器及软件操作便捷易上手,无需培训或经过一些简单培训,设计人员就能很快的制作出符合需求的原型部件。Rayshape的便利因此得到了使用人员的认证反馈。

智联设计的L型旋转托杆




04

Rayshape产品的投资回报分析



使用Rayshape 3D打印技术后,智联可以在设计中获得很大的适配度,且灵活性及便利度要比传统制造的方法要高出许多。


单个设备项目的成本与效率优势明显

例如,在设计过程中,因为结构的微调,需要反复打样测试。

而用Rayshape 3D打印,可以随时根据设计好的成品来调试,利于修改设计、迭代零部件,从而减少了反复开模所耗费的成本及时间。

效益对比

而根据设计,在智联的一套湿巾生产线上都会适配一个滚轮,一个滚轮上安装30个左右的L型旋转托杆,再加上由于误差累计而导致的零部件损耗,对比数控加工工艺,Rayshape 3D打印为智联的一套湿巾生产线节约了至少90%的成本,提升了至少80%的效率。

值得一提的是,智联的湿巾生产线是根据客户的订单需求,进行研发制作的,这就让灵活定制的L型旋转托杆,得按需生产。而Rayshape 3D打印,就能充分满足这种小批量非标准件的制作。在机器交付的时间安排上,完全可以忽略数十个零件及替换件的制作时间,从而有效的开展规划


投资回报周期


就此估算,这种L型的零件智联一年需要生产180个左右。加上材料费以及这台Rayshape设备的采购费用,智联预计4~5个月可以收回成本。而单就材料成本而言,一年下来可以节省约6万元。

除此以外,由于Rayshape 3D打印采用的是DLP技术,打印时整层瞬间曝光固化,也比传统SLA技术的点曝光要快上许多,大幅的节省时间提高效率,也成为智联选择使用Rayshape 3D打印机的加分项。

智联采购的 Shape 1(左)和 ShapeCure(右)实拍

近年来,智联在卫生用品行业相继完成了婴儿湿巾自动化生产线和机器人组合,实现了包装、检测、装箱、码垛等无缝衔接自动化作业模式。生产中采用即时数据采集、在线监控分析等信息技术,以及效率、质量、批次、仪表、网页报表等信息可视化(SCADA)工厂应用技术,确保生产现场安全化和产品品质安全化。而Rayshape 3D打印技术的运用,更让智联在智能化方面如虎添翼,从细节之处,助力智联拓展更多客户。

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