专家访谈：Eckhart 的增材制造应用工程师 Robert Heath，就 3D 打印、自动化和工业 4.0

在工业 4.0 时代，提高效率和产品创新是制造商的首要任务。 3D 打印是一种被用来提供两者的技术。

3D 打印可以提供帮助的一种方式是通过生产符合人体工程学的工具和制造辅助工具，这些工具和制造辅助工具可以加快组装过程并为生产车间的操作员创造一个更安全的工作环境。

Eckhart 是一家总部位于美国的公司，专门从事工厂自动化设备的设计、工程和制造。在工业 4.0 的前沿，该公司采用 3D 打印以及机器人技术和其他自动化解决方案来实现这一目标。

在本周的专家访谈中，我们与 Eckhart 的 AM 应用工程师 Robert Heath 交谈，讨论了 3D 打印工具的好处、AM 方面的教育需求以及优势的自动化。

你能告诉我一些关于埃克哈特的事吗？

Eckhart 是工业 4.0 领导者，专注于工业自动化。我们创造了除其他外的升降辅助装置、安全工具和自动导引车。

我们主要关注协作机器人和 3D 打印。我们帮助企业将重复性任务自动化，让操作员更好地完成流水线上的工作。

我们拥有广泛的客户，包括汽车企业，以及一些重工和农业企业比如约翰迪尔和卡特彼勒。

您的客户向您提出了哪些挑战？

它可以是特定于行业的。然而，许多挑战确实存在人体工程学或希望改善零件的周期时间和质量的潜在问题。

我工作最多的是为手动工具开发符合人体工程学的解决方案。这正是我们公司 3D 打印所真正关注的。

这些手动工具中有很多是由铝制成的，因此它们仍然很重，而且符合人体工程学的极限，即操作员应该重复举起或伸手去拿的东西。

我们一直在实施 3D 打印，在这些情况下，我们可以减轻工具的重量，使其更轻且更易于操作。我们可以打印几何图形，使工具更符合人体工程学，从而为操作员提供比以前更好的工具。

将 3D 打印引入内部的原因是什么？采用该技术的过程是怎样的？

我们在 2017 年购买了打印机。在购买 3D 打印机之前，我们将大量工作外包给其他公司为我们 3D 打印零件。

因此，这是一项降低成本的举措，也是一项进入增材制造领域并开始与我们的客户更多地推广增材制造的战略性业务举措。通过在内部使用 3D 打印，我们可以更好地控制零件的成本和质量。

此外，作为一家公司，我们不生产任何您只需在目录中查找的产品，买。我们所做的一切都是完全定制的。所以采用 3D 打印是有意义的，因为我们做了很多一次性的事情。

您能否详细说明 Eckhart 在自动化方面正在开发的解决方案？

让我们以汽车为例，因为我们与汽车公司有很多合作。他们的工作速度可能是每小时 60 个工作，因此操作员每分钟都会获得一辆新车。

我们使用 3D 打印完成的一项工作是开发凸耳螺母启动工具。该工具由操作员使用，操作员用一只手握住它并将所有凸耳螺母放入该工具的套筒中。然后操作员可以将其放在轮胎上，所有这些凸耳螺母都立即启动。

虽然它不是一个完整的机器人解决方案，但我们确实进一步自动化了该过程，因为操作员不再需要一次握住一个凸耳螺母并用手指拧动它们来手动启动它们车辆。

在一个八小时的班次中，操作员每小时重复执行此操作多达 60 次。如果你把它乘以五天，你的手指就会扭曲很多。我们能够使用这种 3D 打印工具减轻操作员身体的压力。

我们还运行所有协作机器人。例如，我们与一家公司有一个应用程序，它希望增加从模具中拉出金属注射部件时的循环时间。

他们遇到的困难之一是零件非常热，因为它是金属注射成型的。所以需要考虑安全因素。我们能够开发一种机器人解决方案，无需操作员处理零件即可拉出零件。

此外，由于零件很热，因此取出时仍然有点柔韧模具。因此，我们必须使用一种特殊的握柄，仅以刚好足以握住它的力挤压零件，但又不足以使其变形。

因此，借助机器人技术和自动化，我们能够拨号在这些设置中符合我们的要求。这种特定机器人安装的附带好处之一是零件的质量显着提高，因为模具没有像普通操作员那样冷却。

该公司已经能够增加他们的周期时间，他们的质量也有所提高，现在他们有了一名可以做更多增值工作的员工，而不仅仅是站在压力机前拉出零件一整天的机器。这一切都归功于自动化。

您通常如何与客户合作？

我们推动的一件事是举办一个研讨会，让 Eckhart 的代表团队与客户会面，然后我们参观他们的工厂。

我们喜欢会见客户的设计师，以及制造工程师、技术人员或操作员——即将使用此工具或这些解决方案的车间人员。然后我们坐下来讨论添加剂是什么。

我们需要问的一些问题是运营商面临的挑战是什么？客户希望获得什么？

在这些小团队中工作，我们能够为每个客户发现很多机会。之后，我们与客户合作制定策略来实施任何数量的这些想法。

您能否分享一些您如何帮助客户通过 3D 打印实现目标的示例？

每当我们为客户设计工具并获得设计批准时，我们都会使用他们的产品在内部构建和测试它。然后我们向客户展示它是如何工作的以及该工具如何与他们的产品相互作用。

回到我们生产的凸耳螺母启动工具，我们认为这是一个巨大的成功。客户对这个工具对他们的使用有多大好处感到非常欣喜若狂。

在与您的客户谈论增材制造时，您是否发现他们对这项技术非常了解？或者你还需要做很多教育吗？

我们确实有一些客户知识渊博，并且在 3D 打印机方面有过经验，无论是在他们当前的角色还是以前的角色中。

然后还有许多其他人需要更多的教育。我会说我经常在 3D 打印及其功能方面进行一些教育。

在这一点上，当我必须进行教育时，客户方面通常也会有一些阻力和恐惧，因为他们不确定它是否会奏效。在传统制造业中，我们倾向于坚持有效的方法。

那么您是否会说，当涉及到增材制造时，仍然倾向于从传统制造的角度而不是增材制造的需求来思考？

是的。一旦我让客户使用增材制造，下一步就是说，“这就是我们在这里制造的东西，这是我们如何使零件变得更好的方法。”

如果我们采用传统制造方法设计的零件，则使用传统方法制造该零件几乎总是更便宜。

但是，如果我们采用相同的部分并重新设计它，使其用于增材制造，那么我们就能够看看哪种方式会更便宜，并且最终对整体而言更好AM 过程。

在您看来，还需要做些什么来加速 3D 打印的采用？

需要对材料及其实际属性进行更多的教育。我收到很多问题，比如“你能用 UHMW（超高分子量聚乙烯）打印一个零件吗？”

我的回答总是，“不，我不能打印超高分子量。但我可以制作类似的东西。”

所以我最大的挑战可能是缺乏对材料的了解或对某些材料的测试。

我们与 Stratasys 建立了合作伙伴关系，并经常与他们合作。他们非常擅长了解材料的工作原理以及它们如何通过打印机进行处理，而我们则擅长了解零件的功能。所以这对我们双方来说都是很好的合作伙伴关系。

您如何看待增材制造在未来几年的发展？

我看到正在开发的材料范围更广。我们更能够通过机器改进材料的实际加工，而且我们正在利用现有的材料做得更好。

该行业也在研究那些可能不像 PLA 这样一种非常常见的材料那么容易或“对 AM 友好”的材料。

我也认为我们会在未来几年内看到机器功能和速度的提高。

Eckhart 的下一步计划是什么？

我们一直在努力突破 AM 的界限。我们正在跳出框框思考我们可以用该技术做些什么，并且我们不断尝试在我们从未想过会使用它的应用程序中使用它。

例如，我们最近完全3D 打印了一个提升辅助工具，用于为我们的一位客户拿起铝铸外壳，这开始为提升辅助提供更多机会。

因此，我们对此感到很兴奋，并期待通过增材制造解决其他复杂的挑战。

要了解有关 Eckhart 的更多信息，请访问： https://www.eckhartusa.com/