增材制造如何為土豆服務(wù)

食品加工制造商用3D打印降低部件生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)周期的影響：食品加工業(yè)。他們的總部位于愛達(dá)荷州，該公司生產(chǎn)的土豆加工設(shè)備在當(dāng)?shù)赜泻芨咧?，因?yàn)閻圻_(dá)荷州的特產(chǎn)之一就是土豆。

IdahoSteel首席執(zhí)行官艾倫.布蘭肖介紹ProX5003D打印機(jī)如何快速生產(chǎn)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(jī)器是在第一個生產(chǎn)脫水土豆薄片并供應(yīng)給軍隊(duì)的。據(jù)該公司稱，有不他們生產(chǎn)的土豆加工機(jī)經(jīng)歷50年目前仍在運(yùn)行中。IdahoSteel說，1978他們首先發(fā)布了旋轉(zhuǎn)土豆加工設(shè)備，該不銹鋼設(shè)備因大規(guī)模投產(chǎn)而享有很高知名度

近年來，IdahoSteel與麥當(dāng)勞、Ore-Ida等家喻戶曉的食品領(lǐng)域巨擎密切合作，加工薯?xiàng)l、薯餅和其他需要的形狀。2008年IdahoSteel改進(jìn)了Nex-Gem設(shè)備（其旋轉(zhuǎn)加工機(jī)）使它可以安需切削土豆。多年來，IdahoSteel的客戶不斷要求更復(fù)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(jī)時間。

這個活塞用于土豆成型過程，用數(shù)控機(jī)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(jī)器都需要操作者，”艾倫布蘭肖，IdahoSteel首席執(zhí)行官說。“這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(dá)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(wù)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(jì)劃使用一臺3D打印機(jī)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(jī)來彌補(bǔ)其他技術(shù)的不足。

通過3DSystems當(dāng)?shù)氐囊患医?jīng)銷商Intermountain3D，IdahoSteel購買了一臺ProX500SLS（選擇性激光燒結(jié)）設(shè)備。請注意，這不是一臺金屬打印機(jī)，而是使用DuraForm塑料材料，3DSystems稱其為熱塑材料來進(jìn)行打印的。這將模板生產(chǎn)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(shè)備，他們就可以自由地完成其他制作任務(wù)。

快速炸薯?xiàng)l

根據(jù)Idahosteel的介紹，制作一套完整的土豆相關(guān)模板所需的零件要耗費(fèi)25天。換算成數(shù)字的話就是200到250個小時，每一班10小時?，F(xiàn)在，這些時間已經(jīng)被縮短到大約90小時或者說是5天，且工時不受限，因?yàn)镻roX500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(jīng)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(zhuǎn)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?；钊b配件通常有18英寸長（45.7厘米），市場營銷經(jīng)理喬.克里斯坦森在2015年12月的一個網(wǎng)絡(luò)研討會上說到：“ProX500能完美勝全部的任務(wù)?！?/p>

布蘭肖表示，在交貨時間上有了如此重大的轉(zhuǎn)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?yàn)椴辉傩枰b配，打印件也變得更堅(jiān)固。它讓我們傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床承擔(dān)了其他工作，這樣一來，我們就可以有時間再完成其他任務(wù)。我們沒有相應(yīng)地減少或閑置加工設(shè)備，我們只是增加了產(chǎn)能。得到的結(jié)果非常好?！?/p>

打印出的部件無需后處理

另一方面，IdahoSteel把花費(fèi)500美元每個的CNC部件替換為50美元一個的ProX500打印件，因?yàn)樗軌驍?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(shè)備的部件，以方便向客戶展示。

高強(qiáng)度的材料

熱塑性材料Duraform十分堅(jiān)固，對IdahoSteel的應(yīng)用來說很理想，3DSystems產(chǎn)品營銷副總裁湯姆雪隆說：此材料知名度大增是源于被應(yīng)用在洛克希德馬丁公司的F-35上。“耐用度非常高，ProX500的產(chǎn)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(fēng)險(xiǎn)，比如緊固件，這對他們來說是個附加優(yōu)點(diǎn)。Duraform無孔隙、減少了細(xì)菌繁殖的可能。另外，克里斯坦森說，人為因素?zé)o處不在：安裝緊固件可能因過緊而損壞零件。

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