增材制造如何為土豆服務

食品加工制造商用3D打印降低部件生產周期和成本，激發(fā)潛力

IdahoSteel成立于1918年，所從事的行業(yè)可以充分抵御各種經濟周期的影響：食品加工業(yè)。他們的總部位于愛達荷州，該公司生產的土豆加工設備在當?shù)赜泻芨咧龋驗閻圻_荷州的特產之一就是土豆。

IdahoSteel首席執(zhí)行官艾倫.布蘭肖介紹ProX5003D打印機如何快速生產土豆成型模具

該公司開始于一個小車間，在二戰(zhàn)期間IdahoSteel的機器是在第一個生產脫水土豆薄片并供應給軍隊的。據該公司稱，有不他們生產的土豆加工機經歷50年目前仍在運行中。IdahoSteel說，1978他們首先發(fā)布了旋轉土豆加工設備，該不銹鋼設備因大規(guī)模投產而享有很高知名度

近年來，IdahoSteel與麥當勞、Ore-Ida等家喻戶曉的食品領域巨擎密切合作，加工薯條、薯餅和其他需要的形狀。2008年IdahoSteel改進了Nex-Gem設備（其旋轉加工機）使它可以安需切削土豆。多年來，IdahoSteel的客戶不斷要求更復雜的切削形狀，這要求該公司快速創(chuàng)建出模具并發(fā)貨，這使得他們?yōu)榱藵M足交貨要求而幾乎沒有停機時間。

這個活塞用于土豆成型過程，用數(shù)控機床加工需要250個小時。而3D打印刷只需要90個小時

“所有這些部件都是通過不同的數(shù)控車床加工的，這意味著每臺機器都需要操作者，”艾倫布蘭肖，IdahoSteel首席執(zhí)行官說?！斑@一制造過程是艱巨的，花了250個小時來制作一套完整的部件和活塞。其中一些部件多達80個組成部分，完全依靠緊固件將它們連接在一起。

這些勞動密集型的任務使IdahoSteel需要尋找一種更快速的方式來制作土豆沖壓件。Idahosteel向位于美國南卡羅來納州羅克希爾的3DSystems求助，計劃使用一臺3D打印機來幫助減少加工時間。最初，Idahosteel于2013年購買了一臺桌面級打印機來彌補其他技術的不足。

通過3DSystems當?shù)氐囊患医涗N商Intermountain3D，IdahoSteel購買了一臺ProX500SLS（選擇性激光燒結）設備。請注意，這不是一臺金屬打印機，而是使用DuraForm塑料材料，3DSystems稱其為熱塑材料來進行打印的。這將模板生產時間減少了將近三分之一。另外，由于操作者無需特意照看設備，他們就可以自由地完成其他制作任務。

快速炸薯條

根據Idahosteel的介紹，制作一套完整的土豆相關模板所需的零件要耗費25天。換算成數(shù)字的話就是200到250個小時，每一班10小時。現(xiàn)在，這些時間已經被縮短到大約90小時或者說是5天，且工時不受限，因為ProX500可以在周末晝夜不停地工作。制作出來的零件無需后處理或裝配，這些零件已經通過數(shù)控銑床完成了所需的打磨。如果一個客戶想要測試一個樣件形狀，只需工程師起草一個數(shù)模，ProX500就能現(xiàn)場打印出來。

旋轉器包含16套的模板裝配。通過打印零件，打印一整套只需6小時。活塞裝配件通常有18英寸長（45.7厘米），市場營銷經理喬.克里斯坦森在2015年12月的一個網絡研討會上說到：“ProX500能完美勝全部的任務?！?/p>

布蘭肖表示，在交貨時間上有了如此重大的轉變，基本上就不再需要安排制造和加工了。他在研討會上提到：“這對我們來說是一個巨大的優(yōu)勢。將這些零件變?yōu)橥暾囊粋€部件對于我們和客戶具有重大意義。因為不再需要裝配，打印件也變得更堅固。它讓我們傳統(tǒng)的數(shù)控機床承擔了其他工作，這樣一來，我們就可以有時間再完成其他任務。我們沒有相應地減少或閑置加工設備，我們只是增加了產能。得到的結果非常好。”

打印出的部件無需后處理

另一方面，IdahoSteel把花費500美元每個的CNC部件替換為50美元一個的ProX500打印件，因為它能夠數(shù)字化流程打印而不用傳統(tǒng)加工獲得。他們還嘗試打印有些不便脫殼的部件，以及隨時打印食品加工設備的部件，以方便向客戶展示。

高強度的材料

熱塑性材料Duraform十分堅固，對IdahoSteel的應用來說很理想，3DSystems產品營銷副總裁湯姆雪隆說：此材料知名度大增是源于被應用在洛克希德馬丁公司的F-35上?！澳陀枚确浅８撸琍roX500的產能很高，適合打印大體積部件，沒有后處理要求，SLS零件只需要從成型倉的粉末基材中取出即可。吹掉多余的粉末、噴砂，然后就完成了，無需固化清洗。

SLS不僅是簡化裝配解決方案的理想選擇，而且還起到了對環(huán)保衛(wèi)生方面的考量，這是IdahoSteel首要考慮的因素之一。他們每時每刻都在注意如何消除潛在的污染風險，比如緊固件，這對他們來說是個附加優(yōu)點。Duraform無孔隙、減少了細菌繁殖的可能。另外，克里斯坦森說，人為因素無處不在：安裝緊固件可能因過緊而損壞零件。

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