Case study

Tiết kiệm chi phí sản xuất với máy in 3D công nghiệp Markforged

So sánh những con số

 

Chi phí

Thời gian thực hiện

Chi tiết in bằng máy Markforged

$63.85 (vật liệu)

60 tiếng

Chi tiết gia công bằng vật liệu nhôm

$3,101.91

72-120 tiếng + thời gian vận chuyển hàng

Máy in đã có thể hoàn vốn ngay sau khi in chưa đến 03 nguyên mẫu

 

Yêu cầu về tốc độ

Trong hơn 40 năm qua, công ty Turret Lathe Specialists Inc đã đáp ứng nhu cầu đại trà cho hầu hết các khách hàng, từ tạo mẫu đến sản xuất số lượng lớn hơn bằng cách tận dụng năng lực đa dạng của họ từ gia công thủ công chất lượng cao cho đến gia công CNC chính xác. Liên tục có các đơn hàng với tiến độ công việc diễn ra dồn dập, ông Daniel Shepherd – Giám đốc chất lượng luôn phải chịu áp lực làm sao để thiết kế và tìm ra các giải pháp hiệu quả hơn: “Năng lực hiện có của chúng tôi với gia công phay và tiện thông thường cho phép chúng tôi thực hiện các đợt sản xuất ngắn. Vì đó là ưu điểm vượt trội của chúng tôi, khách hàng bắt đầu yêu cầu chúng tôi tạo mẫu nhanh một vài chi tiết của họ”. Chúng tôi cần phải tìm ra cách để hoàn thành các đơn hàng này mà không phải chịu áp lực khi họ yêu cầu sản xuất số lượng lớn hơn.

Một trong những dự án gần đây của Shepherd là tham gia vào việc lắp bộ chế hoà khí vào đông cơ 4 xy-lanh 2.0L và lắp vào một chiếc ô tô Volkswagen Rabbit đời 1978, một chiếc xe thường dùng trong các cuộc đua xe theo hiệp. Shepherd cần một cổ góp để kết nối động cơ với bộ chế hoà khí, nhưng bộ phận mà ông cần không thể chế tạo mới. “ Dù bạn muốn tìm bất kỳ mẫu thiết kế nào của chi tiết đó thì đúc là một trong những phương pháp cuối cùng được sử dụng, bạn có thể nói rằng khuôn đúc đã không còn tạo ra các chi tiết này nữa”, Shepherd cho biết. Ông tự thách thức bản thân không chỉ chế tạo ra một chiếc cổ góp mà nó còn phải có trọng lượng nhẹ hơn, hiệu quả hơn về dòng chảy và vừa vặn hơn, đơn giản là có mức giá phải chăng hơn”. Sau một số thiết kế và tạo mẫu ban đầu, thiết kế được cho là sản xuất cực kỳ tốn kém. Với việc gia công chi tiết này từ nhôm đặc, chi phí sản xuất đã gần $2000, gấp mười lần so với bộ phận cũ được bán trên thị trường.

Chuyển hướng

Từ khi họ bắt đầu nhận được các đơn đặt hàng nhỏ hơn, công ty Turret Lathe Specialists phải đối mặt với một thách thức là đáp ứng được thời gian sản xuất cho khách hàng. “Cố gắng để ghép những đơn hàng gia công một chi tiết vào giữa hàng đống các công việc khác trong quy trình là một ác mộng”, Shepherd mô tả. Khi Shepherd và sếp của ông thảo luận việc máy in 3D có thể bổ sung cho nhà máy ra sao, họ nhận thấy nó có thể tăng tốc như thế nào cho các ca sản xuất của họ. “Điều này thực sự thúc đẩy khả năng in 3D, và cách thức thực hiện công việc của chúng tôi tại văn phòng phải làm để quản lý thời gian, về cơ bản là hệ thống robot làm một phần công việc trong khi các thợ máy đang tất bật với các công việc khác quan trọng hơn trong nhà máy.

Sau đó, chỉ còn là vấn đề lựa chọn loại máy in. "Những gì chúng tôi cần ở một máy in là có thể đặt vừa vặn trên bàn, không quá đắt đỏ như máy công nghiệp và tạo ra những chi tiết chính xác…hãng Markforged đã đáp ứng được điều này, Shepherd cho biết. Khả năng gia cường bằng sợi của máy in 3D Markforged đã khiến chúng tôi quyết định chốt đơn hàng.: “Chúng tôi nhận thấy có thể chế tạo ra một bộ phận từ nylon với các lớp sợi tổng hợp đan xen, có đặc tính tương tự như bộ phận được làm bằng nhôm, đây thực sự là yếu tố khiến ban quản lý cấp cao quyết định mua máy in Markforged.”  Công ty Turret Lathe không cần dừng các đợt sản xuất dài để chế tạo ra chi tiết đơn lẻ nữa; máy in Markforged có thể đáp ứng được độ bền và độ chính xác trên những máy tốt nhất của họ.   

Hướng tới vật liệu kim loại

Với máy in 3D Markforged được mua gần đây của Turret Lathe, Shepherd có thể tạo mẫu và lặp lại thiết kế cổ góp mà không cần tốn chi phí và thời gian sản xuất tại công ty: “Tôi bắt đầu với thiết kế đầu tiên của mình bằng Solidworks và in ra sản phẩm chính xác y như tôi mong muốn, mỗi giai đoạn thiết kế được in tạo mẫu một cách dễ dàng và chính xác sau một đêm trong suốt thời gian máy nghỉ giữa các đợt sản xuất. Điều này hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của việc tạo mẫu.

Trong khi Shepherd muốn bộ phận cuối cùng được chế tạo từ kim loại, nguyên mẫu ban đầu cho thấy cần phải được chỉnh sửa thêm. Ông cắt bỏ các phần phức tạp, các bờ cong 3D của các ống dẫn để  tạo thành đoạn ống dẫn thẳng, sử dụng máy in Mark One một lần nữa để tạo ra các dưỡng cắt cho các ống dẫn. “Những dưỡng này giúp tôi cắt các ống dẫn nhanh và chính xác thành kích thước mong muốn mà không mất thời gian thiết lập máy.” Không có máy nào có thể cắt những góc cần thiết mà không phải thiết lập dụng cụ phức tạp, Mark One giúp Shepherd lặp lại thiết kế một cách dễ dàng và giảm chi phí chế tạo xuống còn $117. “Rất dễ để tạo mẫu dựa vào cổ góp khí cũ…thiết kế được chỉnh sửa gọn gàng và tối ưu về trọng lượng, hiệu suất và dễ dàng sản xuất,” Shepherd giải thích. “Các ống dẫn được in ra rất đẹp. Và quan trọng nhất là các dưỡng giữ chúng thẳng và y như thiết kế. Các việc còn lại là tạo một bộ gá và hàn sản phẩm đã hoàn thành.” Máy in 3D Markforged được sử dụng thành công cho các dự án khác của công ty, làm đơn giản hóa rất nhiều quy trình sản xuất. “Rất nhiều mẫu in và công cụ lắp ráp mà chúng tôi thường làm bằng nhôm, giờ đây chúng tôi có thể làm bằng nylon và Kevlor, nylon và sợi carbon trên máy in Markforged, chúng hoàn toàn đáp ứng được chất lượng của các công cụ bằng nhôm cũ, Shepherd nhận xét thêm “Biết rằng chúng tôi tiết kiệm được thời gian và tiền bạc khiến cho quyết định mua chiếc máy này càng trở nên đúng đắn hơn.”

Hiệu quả sản xuất tại Turret Lathe Inc. đã tăng lên đáng kể với máy Mark One và Shepherd còn muốn xem làm thế nào để  nó có thể cải thiện quy trình làm viêc của công ty hơn nữa: “Tôi tiếp tục bị ấn tượng với những bộ phận được in bằng Markforged. Có một thiết bị như vậy cho phép chúng tôi giải quyết vấn đề theo những cách chúng tôi chưa bao giờ nghĩ là có thể… Một khi chúng tôi bắt kịp và tìm hiểu cách sử dụng máy in Markforged để phát huy hết mọi tiềm năng của nó, tôi không hề nghi ngờ rằng xưởng của chúng tôi sẽ đạt được vô số lợi ích mà nó mang lại.

TAGS :

Bình luận của bạn

Tin tức