شیرآلات توکار
وستاس بزرگترین سازنده توربین های بادی در جهان است.
Vestasبرخی از بزرگ‌ترین و پیشرفته‌ترین تولیدکنندگان نفت، گاز، برق و باد در جهان از توانایی پرینت سه‌بعدی برای تحویل سریع‌تر و کارآمدتر قطعات حیاتی در هر نقطه از جهان نسبت به روش‌های تولید سنتی در تلاش برای کاهش هزینه‌ها، تحریک نوآوری و تقویت پایداری
نمونه موردی: وستاس، بزرگترین شرکت انرژی بادی جهان، در 87 کشور توربین های بادی را طراحی، تولید، نصب و سرویس می کند. به گفته جرمی هیت، مهندس اصلی تولید مواد افزودنی و مفاهیم پیشرفته در Vestas، برای این شرکت چندملیتی، روی آوردن به قطعات سفارشی پرینت سه بعدی، ابزارهای تخصصی و نمونه های اولیه داخلی، انقلابی در عملیات آنها ایجاد کرده است.
ما یک برنامه آزمایشی پرینت سه بعدی را راه اندازی کردیم و در عرض حدود شش ماه شاهد بازگشت سرمایه واقعی بودیم. هیت می‌گوید: خیلی بهتر از چیزی که فکر می‌کردیم عمل کرد.
این شرکت بر اساس دستورالعمل های دقیق ساخت، به عنوان مثال، برای آسیاب آلومینیوم، قطعات و ابزارهای حیاتی را از چندین فروشنده در سراسر جهان تهیه می کرد. تولید قطعات نهایی 6 تا 12 هفته طول می‌کشد و سپس به سایت‌های مختلف Vestas فرستاده می‌شوند، از نظر انطباق بازرسی می‌شوند و – پس از تایید – مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، برخی از قطعات 100٪ مطابق با مشخصات نبودند، که منجر به تاخیرهای پرهزینه شد. Vestas به راه بهتری نیاز داشت تا دقیقاً همان قطعه را با مشخصات دقیق و قابل اعتماد در هر نقطه از جهان تولید کند.
Vestas 3D یک نمونه اولیه گیرنده نوک روشنایی توربین بادی را چاپ کرد که هفته‌ها در مقایسه با … [+] ماشین‌کاری یک نمونه اولیه آلومینیومی صرفه‌جویی کرد.
Markforged راه حلی که آنها پیدا کردند پرینت سه بعدی بود. هر یک از تاسیسات جهانی آنها دارای مارک و نوع چاپگر سه بعدی صنعتی فیبر کربنی، Markforged X7، با دسترسی به یک مخزن آنلاین امن از طرح های قطعات دیجیتال و تنظیمات دقیق چاپگر سه بعدی خواهد بود. این برنامه در سال 2021 راه اندازی شد و امروزه بیش از 10000 قطعه در سال را پرینت سه بعدی می کند.
اطلاعات بیشتر از ForMFORBES ADVISORبهترین حساب های پس انداز پربازده سپتامبر 2023ByKevin PayneContributorبهترین حساب های پس انداز سود 5 درصدی سپتامبر 2023ByCassidy HortonContributor«با تشکر از مخزن، تیم Vestas در هر لحظه می داند که هر لحظه متوجه می شوند. هایت می‌گوید، بدون نیاز به متخصصان در هر تاسیسات جهانی. این امر به طور چشمگیری هزینه های حمل و نقل، حمل و نقل و زمان تولید را کاهش داده است، به علاوه مهندسان تاسیسات Vestas نیازی به متخصص در چاپ سه بعدی ندارند.
یک قطعه حیاتی، مانند ابزار علامت گذاری مدرج که در نصب پره های توربین استفاده می شود، قبلا هفته ها و هزاران دلار برای تولید نیاز داشت، اما اکنون تنها در چند روز با قیمتی بسیار کمتر ساخته می شود. به جای آلومینیوم آسیاب شده، این ابزار با استفاده از نایلون تقویت شده با فیبر کربن – مواد Onyx Markforged – به صورت سه بعدی پرینت می شود که منجر به تولید قطعاتی می شود که 85٪ سبک تر هستند.
هر مرکز تولید جهانی Vestas مجهز به چاپگر سه بعدی فیبر کربن Markforged X7 … [+] متصل به یک کتابخانه دیجیتالی قطعات است.
MarkfogredMarkforged X7 دارای فناوری حسگری است که می تواند شکل قطعه را در حین چاپ کنترل کرده و آن را با فایل دیجیتال مقایسه کند. مخزن فایل های دیجیتال که سنگ بنای برنامه تولید مستقیم دیجیتال Vestas است، چیزی است که Markforged اکنون قصد دارد به صورت جهانی ارائه دهد.
هر سازنده ای می تواند موجودی قطعات خود را دیجیتالی کند و آن را برای پرینت سه بعدی در هر نقطه از جهان در دسترس قرار دهد، اما در حال حاضر، محدود به چاپگرهای سه بعدی Markforged است. “منبع دیجیتال” جدید یک پلت فرم آنلاین خواهد بود که OEM ها طرح های قطعات را در یک انبار دیجیتال امن آپلود می کنند. سپس مشتریان می توانند مجوز قطعات پرینت سه بعدی را به صورت محلی خریداری کنند. این به مشتریان یا شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که قطعات جایگزین حیاتی را به صورت سه‌بعدی در محل برای چرخش در همان روز چاپ کنند یا به فهرستی از ارائه‌دهندگان خدمات چاپ بررسی‌شده دسترسی داشته باشند تا قطعات چاپ شده را در مقیاس سفارش دهند.
استفاده از ساخت افزودنی (چاپ سه بعدی) نشان دهنده یک تغییر بازی در دریچه … [+] خدمات جایگزینی در IMI Critical Engineering امکان پذیر است.
IMI Critical Engineering3D Innovation در خط مقدم تولید در صنایع هسته ای، نیرو و نفت و گاز، شرکتی به نام IMI Critical Engineering است. فن‌آوری‌های کنترل جریان حیاتی – سوپاپ‌ها – را برای کمک به کنترل جریان بخار، گاز و مایعات تولید می‌کند. IMI به چاپ سه‌بعدی روی آورد تا نه تنها قطعاتی را که به هر جای دنیا که به آن‌ها نیاز داشت – از آلاسکا گرفته تا عربستان سعودی – نزدیک‌تر تولید کند، بلکه طراحی محصول و خدمات خود را دوباره تصور کند.
مانند Vestas، IMI دارای امکانات تولیدی در ده‌ها کشور است. این نیاز به راهی برای تولید دریچه های فلزی پیچیده (آلیاژ نیکل) برای این صنعت بسیار تنظیم شده نزدیک به نقطه نیاز داشت. این شرکت یک پروژه آزمایشی را برای تولید یک قفس دریچه خفه کننده معمولی در شش مکان در سراسر جهان از طریق یک فایل دیجیتال ارسال شده به یک چاپگر سه بعدی انجام داد – همان مارک و مدل چاپگر سه بعدی، در این مورد، Velo3D Sapphire.
این برنامه نشان داد که با نرم‌افزار، سخت‌افزار و زیرساخت‌های ساخت قرارداد Velo3D، می‌توان همان فایل چاپ دیجیتالی را بر روی هر سیستم Velo3D بدون توجه به موقعیت آن در جهان چاپ کرد و همان نتایج قسمت پایانی را تولید کرد.
داخل پرینتر سه بعدی فلزی Velo3D Sapphire.
Velo3D مانند Markforged، Velo3D دارای حسگرها و نرم افزار نظارتی است که مجموعه ای از اطلاعات را در حین چاپ، لایه به لایه جمع آوری می کند. این نرم افزار که Assure نام دارد، یک گزارش ساخت حاوی اطلاعات ضروری برای انطباق تولید نیز تولید می کند.
موفقیت IMI با پرینت سه بعدی باعث شد تا این شرکت خط تولید جدیدی را بر اساس نوآوری در طراحی ارزش ایجاد شده توسط این فناوری ایجاد کند.
استیو فریتاس، مدیر تحقیق و توسعه IMI می گوید: «با تولید افزودنی، متوجه شدیم که می توانیم قطعات خود را کوچکتر و فشرده تر کنیم. و این دو چیز بزرگ را برای ما فعال کرد: اکنون، می‌توانیم قطعات بیشتری را با هزینه کمتر چاپ کنیم، زیرا هزینه افزودنی با حجم متفاوت است، و همچنین می‌توانیم فناوری خود را به راحتی در شیرهای کوچک‌تر سایر تامین‌کنندگان قرار دهیم، و این موضوع Retrofit3D جدید ما را فعال کرد. برنامه.”
چالش های یکپارچه سازی پرینت سه بعدی علیرغم موفقیت IMI در تولید مواد افزودنی، فریتاس می گوید که هنوز با رقابت زیادی در بازار انرژی مواجه نیست. برای تمام شرکت‌هایی که من با آنها ملاقات کرده‌ام، از جمله چندین شرکت بزرگ نفت و گاز، آنها معمولاً یک نفر دارند که رهبر فناوری افزودنی است، و ارزش آن را می‌بینند، اما برای فروش آن با چالش مواجه هستند. کسب و کار.”
به خصوص برای شرکت های بزرگی که از تولید سنتی استفاده می کنند، حتی صرف زمان برای کشف یک فناوری جدید می تواند چالش برانگیز و وقت گیر باشد.
فریتاس می‌گوید: «ما خودمان مقداری از این مانع را پشت سر گذاشتیم، زیرا در ابتدا AM قبل از اینکه آسان، سریع و ارزان‌تر شود، گران و پیچیده بود.»
به علاوه، تولید مواد افزودنی برای هر شرکتی مناسب نیست. Freitas می‌گوید که IMI یک طراحی پیچیده غیرعادی دریچه با کانال‌های پیچیده برای مدیریت ارتعاش و جریان مایع در فشارهای بسیار بالا و خاص با تمرکز بر ارتقای مشتریان به این محصول کارآمدتر ایجاد می‌کند. سایر شرکت‌ها در بازار خود طرح‌های بسیار ساده‌تر و استانداردتری می‌سازند که فناوری ریخته‌گری فلز هنوز انتخاب خوبی است. “گاهی اوقات مدل کسب و کار شما را در یک روش خاص برای انجام کارها محبوس می کند و به طور بالقوه مانع از رشد شما می شود.”
در یک نمایشگاه تجاری تولید افزودنی اخیر، Velo3D پیچیدگی و اندازه IMI را نشان داد … [+] شیر چاپ سه بعدی Critical Engineering.
Carolyn SchwaarBack در Vestas، Haight نیز با چالش‌های اولیه در اجرای تولید افزودنی مواجه شد.
هیت می گوید: «چالش های بزرگی در پذیرش شرکتی و همچنین پذیرش محلی وجود دارد، زیرا وقتی می خواهید سازمانی را متقاعد کنید که تولید افزودنی را اجرا کند، این فقط در سطح بالا نیست، بلکه از پایه شروع می شود.
در Vestas، هیت باید از پتانسیل پرینترهای سه بعدی Markforged برای مدیریت بالاتر دفاع می کرد و در عین حال مدیران تاسیسات جهانی را متقاعد می کرد که تولید قطعات آسان است.
ما یک شرکت چاپ سه بعدی نیستیم. ما توربین‌های بادی تولید می‌کنیم، و [مدیریت بالا] نمی‌خواست افراد آن‌ها تمام وقت خود را صرف ایجاد سر و صدا با پرینترهای سه بعدی کنند. بنابراین ما به آنها اطمینان دادیم که نه، اینطور نیست.»
افزودن افزودنی استراتژیک در صنعت برق، سازنده محصولات الکتریکی 135 ساله هابل، اولین مدیر تولید مواد افزودنی خود را استخدام کرد. کریستین مولهرین کهنه کار صنعت، که بر اجرای طیف گسترده ای از فناوری های چاپ سه بعدی در سازمان 5 میلیارد دلاری نظارت خواهد کرد.
تولید توزیع شده با پرینت سه بعدی محلی می تواند Hubbell Power Systems را قادر سازد تا قطعات یدکی کمتری را در مرکز توزیع 400000 فوت مربعی خود در میسوری ذخیره کند.
هابل مولهرین می‌گوید: «هابل سرمایه‌گذاری زیادی برای تولید مواد افزودنی می‌کند، و آنها این کار را به روش درست انجام می‌دهند. این شرکت در حال راه اندازی یک مرکز عالی چاپ سه بعدی است که R&D داخلی خود را برای شناسایی برنامه های کاربردی در داخل شرکت که برای تولید مواد افزودنی ایده آل هستند، در خود جای می دهد. پس از توسعه این برنامه ها، مولهرین و تیم او بر تولید در مرکز جدید نظارت خواهند داشت یا تولید را در واحدهای تجاری توزیع می کنند. هابل تقریباً 10 برابر تعداد تأسیسات تولیدی Vestas یا IMI دارد، عمدتاً در ایالات متحده.
او می‌گوید در ریخته‌گری ریخته‌گری این شرکت، مولهرین قبلاً کاربردهایی را برای صفحات الگوی چاپ سه‌بعدی و قالب‌های ریخته‌گری شن و ماسه شناسایی کرده است که باعث صرفه‌جویی زیادی در فرآیندهای ابزارسازی فعلی با استفاده از آلومینیوم یا در برخی موارد از چوب می‌شود. دیگر کاربردهای پرینت سه بعدی در هابل بر ساخت قطعات کارآمدتر از مواد رسانای الکتریکی، از جمله مس، متمرکز است.
Mulherin می‌گوید: «پتانسیل زیادی از هر دو بخش ابزار و استفاده نهایی وجود دارد، و ما در حال بررسی همه این گزینه‌ها هستیم. از دیدگاه تولید، موارد تجاری بسیار قوی از نظر صرفه جویی در هزینه، کاهش ریسک زنجیره تامین، هزینه های ابزارآلات و پایداری وجود دارد.”
به عنوان قهرمان جدید شرکت در تولید مواد افزودنی در هابل، مولهرین می‌گوید یکی از بزرگترین موانع پذیرش، به ویژه در شرکتی با بیش از 10000 کارمند، آموزش در مورد چگونگی شناسایی برنامه‌های کاربردی است که برای این فناوری منطقی هستند.
Mulherin می‌گوید: «ما در حال راه‌اندازی برنامه‌های آموزشی در سطح سازمانی هستیم تا به همه مهندسین طراحی و برنامه‌ها و مدیران محصول آموزش دهیم تا قطعات بالقوه‌ای را که می‌توانند از طریق تولید افزودنی بهتر، سریع‌تر یا ارزان‌تر ساخته شوند، شناسایی کنند. همچنین شک و تردیدهای بازدارنده ای در مورد خود این فناوری وجود دارد. “مشتریان داخلی وجود دارند که به اندازه رهبری باید بفهمند که شما چه کار می کنید.”
پس از آموزش، مولهرین می گوید گام بعدی رسیدگی به میوه های کم آویزان یا چیزهایی است که چاپ سه بعدی می تواند فوراً بهبود یابد. «شما به دو یا سه برنامه کاربردی نیاز دارید که بتوانید آنها را به تولید ارتقا دهید و قابلیت‌های این فناوری را نشان دهید. وقتی این کار را انجام دادید، یک اثر گلوله برفی عظیم خواهد داشت.»
Mulherin می‌گوید علیرغم اینکه هابل بیش از یک قرن قدمت دارد، انگیزه قوی برای نوآوری دارد. مرکز جدید تعالی AM که او رهبری خواهد کرد وظیفه دارد برنامه های جدید و طراحی های جدید را با فناوری جدید فعال کند.
او می‌افزاید: «ما هرگز جایگزین تولید سنتی نخواهیم شد، اما مکان‌های واقعاً خوبی وجود دارد که می‌توانیم آنها را با مواد افزودنی تکمیل کنیم، و این چیزی است که ما در هابل به دنبال انجام آن هستیم».
چاپ موانع و رشد در آینده اگرچه چاپ سه بعدی مزایای زیادی در بخش انرژی دارد، اما با چالش هایی نیز همراه است.
هر دو Freitas و Haight موافق هستند که امروز یک مانع بزرگ، چاپگر یا مواد سه بعدی نیست، بلکه جنبه نرم افزاری این فرآیند است.
جرمی هیت، مهندس اصلی ساخت افزودنی و مفاهیم پیشرفته در Vestas، سمت چپ، … [+] در حال ارزیابی طراحی دیجیتال قطعه ای که قرار است چاپ سه بعدی شود.
هدف Markforged در IMI یافتن نرم‌افزاری است که احتمالاً دارای هوش مصنوعی است که به بهینه‌سازی قطعات، سبک‌تر کردن، سریع‌تر کردن آنها و رفع هرگونه اعوجاج احتمالی در حین چاپ کمک کند. فریتاس می‌گوید: «رویای من این است که طراحی‌ها را کاملاً هوشمندانه توسعه دهم، از همه‌چیز جلو و عقب، انجام ساخت‌های آزمایشی و تماس‌های تلفنی اجتناب کنم». “من فکر می کنم جهشی بزرگ به سمت تحلیل کامپیوتری هنوز در راه است.”
از نظر Haight، شکاف در نرم افزار تولید افزودنی در تایید و شبیه سازی قطعات دیجیتال است.
هییت می‌گوید: «هیچ پشتیبانی زیادی از سوی سازندگان نرم‌افزار مهندسی و طراحی به کمک رایانه از تأیید اعتبار اولیه طراحی قبل از ساخت آن قطعه صورت نگرفته است تا بفهمیم آیا آن قطعه می‌تواند تمام وظایف مورد نیاز خود را انجام دهد یا خیر». “اگر بخواهم به کل چشم انداز تولید افزودنی نگاه کنم، مطمئناً در نرم افزار است که فکر می کنم بیشترین تمرکز باید روی آن باشد.”
با ادامه پیشرفت فناوری، انتظار می رود نقش آن در صنعت انرژی گسترش یابد و راه حل های نوآورانه ای برای چالش های مختلف عملیاتی و نگهداری ارائه دهد.
به گفته هایت، علیرغم این واقعیت که برنامه پرینت سه بعدی Vestas از آنچه انتظار می رفت موفق تر است، اما فضای زیادی برای رشد وجود دارد. در یک بازه زمانی 5 و 10 ساله، ما قصد داریم در واقع تولید مواد افزودنی را بسیج کنیم تا آن را به برخی از دورافتاده‌ترین مکان‌هایمان، اساساً در پایه برج توربین که قرار است در آن استفاده شود، بیاوریم.»
در IMI، برنامه‌های رشد این است که اندازه قطعاتی را که می‌توانند چاپ سه‌بعدی با بلوغ فناوری چاپ کنند، افزایش دهند. همچنین پیشرفت‌هایی را در فرآیند صدور گواهینامه صنعت نفت و گاز پیش‌بینی می‌کند تا مسیر روشن‌تری برای استفاده از قطعات پرینت سه‌بعدی، به‌ویژه در کاربردهای حیاتی ایمنی داشته باشد.
امروزه گواهینامه‌های صنعت نفت و گاز کاربردهای فناوری افزودنی را محدود می‌کند، اما هنگامی که این مانع برطرف شد، فریتاس می‌گوید این صنعت طیف جدیدی از کاربردها را خواهد داشت. “این کار مزایای زیادی را برای صنعت از نظر پشتیبانی سریع تر برای قطع برق، قطعات یدکی پشتیبانی بهتر و هزینه های انرژی کمتر برای صنعت باز خواهد کرد.”
در هابل، مولهرین خوش بینی را نسبت به آینده سنجیده است. او می‌گوید: «دست کم نگیرید که راه‌اندازی یک عملیات تولید مواد افزودنی چقدر دشوار است. این هنوز جدید است و به اندازه ماشینکاری CNC و قالب گیری تزریقی درک نشده است و موانعی وجود خواهد داشت. اما اگر بودجه، سیستم پشتیبانی داخلی از طرف سهامداران کلیدی و انتظارات درست داشته باشید، نتیجه خواهد داد.”
من را در توییتر یا لینکدین دنبال کنید. Carolyn SchwaarFollowingمن یک روزنامه نگار با بیش از 25 سال تجربه در زمینه پوشش تجارت، فناوری و تولید مواد افزودنی هستم. من همچنین سردبیر مجله All3DP هستم.”>

* استانداردهای تحریریه چاپ
* چاپ مجدد و مجوزها