Le déploiement des technologies de fabrication d'additifs permet de concevoir de nouveaux produits innovants, de réduire les émissions et de réaliser des économies considérables
La véritable innovation peut souvent venir des endroits où l'on s'y attend le moins. Depuis plus de 90 ans, John Zink Hamworthy Combustion (John Zink) opère dans la banlieue de Tulsa, en Oklahoma, en construisant des systèmes de contrôle des émissions et de combustion à air pur, dont dépendent les installations de production du monde entier pour respecter ou dépasser les normes d'émissions. L'entreprise conçoit des brûleurs, des systèmes de récupération des gaz et de contrôle des vapeurs sur mesure pour une grande variété de clients dans les domaines de l'énergie, de la pétrochimie et de la fabrication. John Zink est un leader mondialement reconnu dans ce domaine, mais les problèmes d'émissions du XXIe siècle exigent des solutions du XXIe siècle.
Pour aider ses clients à respecter des normes environnementales et d'efficacité rigoureuses, John Zink, qui fait partie de Koch Industries, a récemment investi dans la technologie d'impression 3D sur métal de Desktop Metal pour créer des pièces conçues sur mesure et optimisées pour l'application spécifique de chaque client.
Après plusieurs mois de travail avec le Desktop Metal Studio System, le premier système d'impression 3D sur métal au monde pour le prototypage rapide et la production en faible volume, les entreprises partagent aujourd'hui les premiers résultats de la nouvelle technologie de fabrication additive, qui comprend
Des pièces de rechange à rotation rapide pour le marché des pièces de rechange ;
la possibilité de tester plus rapidement différentes itérations de prototypes ;
la suppression de l'outillage de moulage, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent car les pièces peuvent désormais être imprimées en interne
Liberté de créer des modèles de pièces qui ne peuvent pas être fabriquées par des méthodes traditionnelles et qui ne peuvent être imprimées qu'en 3D.
"Notre principal objectif chez John Zink est de concevoir de nouveaux systèmes sur mesure qui éliminent les déchets afin que nos clients puissent travailler en toute sécurité et efficacement", a déclaré Jason Harjo, directeur de la conception chez John Zink. "La fabrication d'additifs réécrit le livre sur ce qui est possible du point de vue de la conception, et travailler avec Desktop Metal nous permet un point d'entrée très peu coûteux dans la technologie. La polyvalence du système de studio a permis à nos ingénieurs et à nos concepteurs de trouver à la fois des applications pour la technologie et des avantages en matière de conception et de performance que nous n'avions même pas envisagés".
Atomiseur de combustible - Économies de coûts 75 % ; économies de temps 37
En tant que leader dans le développement de solutions innovantes pour réduire les émissions, John Zink a compris depuis longtemps que l'utilisation d'atomiseurs pour améliorer le mélange air-carburant à l'intérieur des brûleurs est un moyen facile d'aider les clients à minimiser leur empreinte écologique. Grâce au Studio System, les concepteurs et les ingénieurs de l'entreprise ont pu prototyper et tester diverses options avant de créer un nouveau design radicalement différent, avec des ailettes à profil aérodynamique. La liberté géométrique de l'impression 3D leur a même permis de reconsidérer la forme des trous - au lieu de percer des trous ronds, la pièce est construite avec des ouvertures plates pour améliorer l'atomisation et augmenter l'efficacité du brûleur.
Alors que l'ancienne conception permettait de réduire la consommation de combustible à 120 kilogrammes par heure, la nouvelle conception a permis de réduire la consommation de combustible à seulement 38 kilogrammes par heure. Avec trois brûleurs par navire, l'impact environnemental sur l'ensemble d'une flotte peut être énorme. Les économies peuvent être tout aussi importantes : par navire, le nouvel atomiseur pourrait faire économiser aux entreprises entre 90 000 et 160 000 dollars par an en frais de carburant, et peut être produit en quelques jours pour moins de la moitié du coût d'un atomiseur de carburant de fabrication traditionnelle.
Conseil pour le brûleur YE-6 - Économies de coûts 72
Élément clé du fonctionnement efficace des brûleurs industriels, les embouts de brûleurs sont utilisés pour contrôler l'injection de combustible dans la chambre de combustion, ou comme atomiseurs, mélangeant le combustible avec un agent d'atomisation comme la vapeur pour augmenter l'efficacité du brûleur. La pointe de brûleur - initialement moulée et post-traitée par usinage CNC - a été fabriquée pour la première fois il y a 30 ans, et l'outillage utilisé pour la produire n'est plus disponible. Comme la pièce est trop complexe pour être usinée comme un seul composant, la fabrication de pièces détachées à l'aide de techniques traditionnelles nécessiterait de gros investissements en temps et en argent. Les ingénieurs de John Zink se sont donc tournés vers l'impression en 3D pour produire une pointe de brûleur de rechange rentable. À partir des dessins techniques originaux, ils ont modélisé la pointe du brûleur et imprimé la pièce sur le système de studio.
La pièce finie a été produite en quelques semaines seulement - au lieu de plusieurs mois - et a coûté nettement moins cher qu'une pièce moulée - quelques centaines de dollars contre quelques milliers de dollars.
Buse à gaz laser - Géométrie impossible pour la fabrication traditionnelle
Outil de défi trouvé dans de nombreux ateliers d'usinage, les découpeurs laser peuvent effectuer des coupes précises dans une variété de matériaux.Le défi pour les ingénieurs de John Zink était que la buse de la fraise pouvait se boucher ou que du laitier pouvait s'accumuler sur les bords des pièces coupées, ce qui exigeait beaucoup de travail post-traitement.
La solution qu'ils ont trouvée a été d'utiliser le système Studio pour concevoir et imprimer une toute nouvelle buse, qui incorpore une série de canaux internes pour diriger l'azote gazeux haute pression à travers les coupes et souffler le laitier, évitant ainsi les obstructions et assurant des coupes plus propres. la géométrie complexe de la nouvelle buse ne pouvait être réalisée qu'à l'aide de la technologie additive et a été imprimée dans du métal après qu'une version antérieure imprimée à partir de plastique PLA fondu à des températures plus élevées.
Poignées de machine-outil - Quand le plastique ne fonctionne tout simplement pas
La technologie additive a aidé les ingénieurs de John Zink à recréer des pièces héritées et à redessiner des pièces existantes, ainsi qu'à trouver des solutions créatives qui améliorent la façon dont ils fabriquent ces pièces.Conçues par un machiniste avec trois décennies d'expérience chez John Zink, ces poignées ont été créées pour fabriquer il est plus facile de soulever et de placer des outils lourds dans un tour, et ont été imprimés à l'aide du système Studio après que les pièces initiales imprimées dans du plastique se soient brisées.
Les poignées ont été imprimées plutôt que usinées pour minimiser les déchets - chaque poignée devrait être fabriquée à partir d'un morceau de métal relativement grand - et laisser la capacité de l'atelier d'usinage libre pour les travaux des clients.
Empiècement et poignées d'arrêt de sécurité - Moins de temps d'arrêt avec d'énormes économies
Un élément clé d'équipement de sécurité, un joug d'arrêt et des poignées sont installés sur l'USS Blue Ridge (LCC-19), qui fournit le commandement, le contrôle, les communications, les ordinateurs et le renseignement au commandant et à l'état-major de la septième flotte des États-Unis. aucun outillage n'existe pour cette pièce, les créer via l'impression 3D était l'option la plus rapide et la plus rentable pour la fabrication.Pour les clients, le gain est venu en moins de temps d'arrêt, les pièces imprimées peuvent être entre leurs mains et installées en quelques jours plutôt que des semaines ou des mois - et des économies significatives, tant sur le coût des pièces que sur le carburant, grâce à de nouveaux designs innovants qui ne peuvent être fabriqués que par impression 3D.
«En supprimant le besoin d'outillage dur avec le Studio System, les ingénieurs de John Zink ont pu produire de nouvelles pièces innovantes, reproduire des pièces pour lesquelles l'outillage n'existe plus et trouver des solutions créatives pour améliorer leur flux de travail», a déclaré Jonah Myerberg, directeur technique de Desktop Métal. "En conséquence, leur équipe a été en mesure d'accélérer considérablement la conception, la fabrication et le déploiement des pièces, tout en économisant de l'argent et en livrant les pièces plus rapidement aux clients."
«Le Studio System s'est avéré être un outil utile pour nos concepteurs et ingénieurs, permettant de nouvelles conceptions innovantes pour les pièces existantes, la recréation de composants hérités et la production d'aides à la fabrication qui améliorent l'efficacité», a déclaré Harjo. «En tant que concepteurs et ingénieurs continuent d'explorer les possibilités de l'impression 3D métal, ils espèrent continuer à trouver de nouvelles applications pour le système, que ce soit pour prototyper de nouvelles pièces ou développer de nouveaux outils de fabrication.
www.desktopmetal.com
