Stanley Black & Decker, produsent av håndverktøy, maskinverktøy og utendørs maskiner har omdesignet og 3d-printet to komplekse komponenter ved hjelp av Markforged sin Metal X 3d-printer.
Komponentene, som benyttes i noen av Stanley Black & Deckers verktøy ble testet og klarert for bruk som produksjonsdeler. Analyser viser at de 3d-printede delene koster en brøkdel av de originale komponentene.
3D-utskrift av aktuatorhuset for en påledriver
En påledriver er en maskin som tvinger stolper og påler ned i bakken ved hjelp av en hydraulisk drevet mekanisme. Den aktuelle delen inneholder en gruppe kulelagre for å overføre draraften fra en manuelt betjent utløser til den hydrauliske aktuatoren som starter påledrivermekanismen.
Det opprinnelige aktuatorhuset var sammensatt av 4 deler: et støpt og maskinert hovedhus (inneholdende kulelager), et laserskåret deksel og to bolter for å holde sammen enheten.
Dette huset, akkurat som komponenter i andre høytrykkssystemer, må være sterkt nok til å tåle vibrasjonene i den hydrauliske drivmekanismen.
Delen ble omdesignet av ingeniører hos Stanley Black & Decker i bare ett stykke. For å eliminere behovet for støtter ble de sirkulære hulrommene omdesignet som polygonale.
Testing av den 3d-printede påledriveren
Delen ble deretter testet gjennom titusenvis av sykluser. Analyse viste at delen ikke bare var holdbar og sterk nok til å tåle belastningen, men den var også 53% lettere.
3d-printing av en enkelt del ved hjelp av Metal X var tyve ganger raskere enn maskinbasert produksjon av delen med subtraktiv tilvirkning, og reduserte ledetidene med 95%. Dette indikerer at overordnede ledetider for gjennomsnittlig årlig produksjon vil bli redusert med 69 prosent.
Den 3d-printede delen var også 12,5 ganger billigere enn ved tradisjonell produksjon. Kostnadsbesparelser for en enkelt komponent ble redusert med 92%, noe som betyr en kostnadsbesparelse på mellom 34% og 48% i forhold til komponentens årlige volum.
3D-utskrift av hjulaksel for profilmølle
En profilmølle er et utstyr som utfører overflatebehandling på jernbanespor før de settes på plass. Hjulakselen holder justerbare styrhjul på kvernen og må tåle maskinens fulle vekt. Delen består av en halvsirkelformet flens (en fremspringende kant) med en sentral aksel som går gjennom den.
Tidligere har Stanley Black & Decker maskinert flensen og akselen (som et stykke) ut av en blokk av stål, og opptil 90% av materialet er svinn med denne prosessen.
Ved hjelp av Markforged Metal X, 3d-printer Stanley Black & Deckers ingeniører en flens og fester deretter et maskinert skaft og en nøkkel på denne.
Testing av hjulskaftet
Testing involverte å slippe hele delen (med alle de tre komponentene) fra forskjellige høyder ned på en sål overflate.
Delen viste seg å være holdbar og var 20 prosent lettere enn originalen. Ledetid ble halvert og delen hadde en kostnad som var 25 ganger lavere!
Skulle man ha sett til en produksjon av kun en enkeltstende del reduserte dette kostnadene med 96% og ledetid med 98%. For det årlige volumet kan man oversette dette til innsparinger på mellom 25-40 prosent og et kutt i ledetid på 48%.
I motsetning til aktuatorhuset som ble redusert ned til en enkelt del, inneholder denne delen fortsatt tre komponenter, men betydelig tid og kostnader ble likevel oppnådd.
