アディティブ・マニュファクチャリング技術の導入により、革新的な新設計、排出量の削減、劇的なコスト削減を実現
真のイノベーションは、思いもよらないところから生まれることがよくあります。John Zink Hamworthy Combustion (John Zink)は90年以上にわたり、オクラホマ州タルサの郊外で操業しており、世界中の生産施設が排出基準を満たすため、またはそれを超えるために頼りにしている排出ガス制御およびクリーンエア燃焼システムを構築しています。同社は、エネルギー、石油化学、製造業の幅広い顧客向けにバーナー、ガス回収、蒸気制御システムのカスタムエンジニアを行っています。ジョン・ジンクはこの分野で世界的に認められたリーダーですが、21世紀の排出ガス問題には21世紀のソリューションが必要です。
コッホ・インダストリーズの一部門であるジョン・ジンクは、顧客が厳しい環境および効率基準を満たすことができるようにするために、最近Desktop Metalの金属3Dプリント技術に投資し、顧客の特定のアプリケーションに合わせて最適化されたオーダーメイドの部品を作成しました。
Desktop Metal Studio Systemは、ラピッドプロトタイピングと少量生産のための世界初のオフィスフレンドリーなメタル3Dプリンティングシステムで、数ヶ月間の作業の後、両社は本日、以下のような新しい添加剤製造技術の初期結果を発表しました。
迅速なアフターマーケットの交換部品。
プロトタイプ設計のさまざまな反復テストをより迅速に行うことができる。
鋳造工具の必要性を排除し、部品を社内で印刷できるため、時間とコストの両方を節約できる。
従来の方法では製造できず、3Dプリントでしか製造できない部品設計を自由に作成することができます。
"John Zink社の第一の目標は、お客様が安全かつ効率的に作業できるように、無駄を省いた新しいシステムをカスタムエンジニアリングすることです」とJohn Zink社のデザインマネージャー、Jason Harjo氏は述べています。"添加剤製造は、設計の観点から可能なことを書き換えるものであり、Desktop Metalを使用することで、非常に低コストでこの技術に参入することができます。Studio Systemの汎用性により、当社のエンジニアや設計者は、この技術のアプリケーションと、これまで考えもしなかった設計や性能の利点の両方を見つけることができました」。
燃料アトマイザー - コストを75%節約、時間を37%節約
排出量削減のための革新的なソリューション開発のリーダーとして、John Zink氏は、バーナー内の燃料と空気の混合を改善するためにアトマイザーを使用することが、顧客が環境への影響を最小限に抑えるための簡単な方法の1つであることを長年理解してきました。スタジオシステムを使用して、同社のデザイナーとエンジニアは、さまざまなオプションを試作してテストした後、最終的に掃き出し翼のようなフィンを特徴とする根本的な新しいデザインを作成することができました。3Dプリントの幾何学的な自由度により、穴の形状を再考することさえ可能になりました。丸い穴をあけるのではなく、パーツには平らな開口部が設けられ、霧化を改善してバーナーの効率を高めます。
従来の設計では毎時120キログラムの燃料使用量を削減できたのに対し、新設計では毎時38キログラムの燃料使用量を削減することができました。1隻あたり3つのバーナーを使用することで、船隊全体の環境への影響は非常に大きくなります。節約は同様に重要である場合があります - 1隻あたり、新しいアトマイザーは、年間90,000ドルから160,000ドルの燃料費を節約することができ、従来の製造された燃料アトマイザーの半分以下のコストで数日で製造することができます。
YE-6 バーナーの先端-コスト節約 72
バーナーチップは、産業用バーナーの効率的な運転に欠かせない重要な部品であり、燃焼室への燃料の噴射を制御したり、噴霧器として蒸気などの噴霧媒体と燃料を混合してバーナーの効率を高めるために使用されます。バーナーチップは、もともと鋳造され、CNC機械加工で後加工されたものですが、最初に製造されたのは30年前で、その製造に使用された金型は現在では入手できません。この部品は単一の部品として加工するには複雑すぎるため、従来の技術を使ってスペアパーツを製造するには、時間と費用の両方に多額の投資が必要でした。その代わりに、John Zinkのエンジニアは3Dプリントに目を向け、費用対効果の高い交換用バーナーチップを製造しました。オリジナルのエンジニアリング図面を使用して、バーナーチップをモデル化し、Studio Systemでパーツを印刷しました。
完成した部品は、数ヶ月かかっていたのに対し、わずか数週間で製造され、コストは鋳造部品よりも大幅に低く、わずか数百ドル、数千ドルでした。
レーザーガスノズル-従来の製造では不可能な形状
多くの機械工場で使用されている便利なツールであるレーザーカッターは、さまざまな材料を正確に切断できます。 John Zinkのエンジニアにとっての課題は、カッターのノズルが詰まったり、切断部品の端にスラグが堆積したりして、労働集約的な後処理が必要になることでした。
彼らが見つけた解決策は、スタジオシステムを使用してまったく新しいノズルを設計および印刷することでした。1つは一連の内部チャネルを組み込んでおり、高圧窒素ガスを切り口に向けて吹き飛ばし、スラグを吹き飛ばし、詰まりを防ぎ、きれいな切り口を確保します。新しいノズルの複雑な形状は、付加技術を使用してのみ作成でき、以前のバージョン（PLAプラスチックから印刷）の後に金属で印刷され、高温で溶融しました。
工作機械のハンドル-プラスチックが機能しない場合
添加剤技術は、John Zinkのエンジニアがレガシーパーツを再作成し、既存のパーツを再設計するのに役立つだけでなく、それらのパーツの製造方法を改善する創造的なソリューションを見つけるのにも役立ちました。 John Zinkで30年の経験を持つ機械工によって設計されたこれらのハンドルは、重い工具を旋盤で持ち上げて配置することを容易にするために作成され、プラスチックで印刷された最初の部品が壊れた後、スタジオシステムを使用して印刷されました。
ハンドルは機械加工ではなく印刷されており、廃棄物を最小限に抑えます（各ハンドルは比較的大きな金属片で作る必要があります）。また、機械工場の能力を顧客の仕事のために空けておきます。
安全遮断ヨークとハンドル-大幅な節約でダウンタイムを短縮
USS第7艦隊の指揮官とスタッフに指揮、制御、通信、コンピューター、および情報のサポートを提供するUSS Blue Ridge（LCC-19）には、安全装置の主要部分、遮断ヨーク、およびハンドルが取り付けられています。この部品には工具が存在しないため、3Dプリンティングを介してそれらを作成することは、製造において最も時間と費用効果の高いオプションでした。顧客にとってのメリットは、ダウンタイムが短縮され、印刷部品を数週間または数か月ではなく数日で手に入れて設置できるようになることです。革新的な新しい設計によって、部品コストと燃料の両方を大幅に節約できます。 3D印刷によって製造されます。
「スタジオシステムでハードツーリングの必要性をなくすことにより、ジョンジンクのエンジニアは、革新的な新しい部品を生産し、工具が存在しない部品を再現し、ワークフローを改善するための創造的なソリューションを見つけることができました」とデスクトップのCTOであるJonah Myerberg金属。 「その結果、彼らのチームは、部品の設計、製造、および展開を大幅にスピードアップすると同時に、コストを節約し、部品を顧客に迅速に届けることができました。」
「スタジオシステムは、設計者やエンジニアにとって有用なツールであることが証明されており、既存の部品の革新的な新しい設計、レガシーコンポーネントの再現、効率を向上させる製造補助の生産を可能にします」とHarjo氏は語ります。 「私たちのデザイナーやエンジニアは、メタル3Dプリンティングの可能性を探求し続けているため、新しい部品のプロトタイプを作成する場合でも、新しい製造補助具を開発する場合でも、システムの新しいアプリケーションを見つけ続けると期待しています。」
www.desktopmetal.com