专家访谈：Dunlop Systems and Components Mark Statham 关于采用 3D 打印的工具

夹具、固定装置和其他工具辅助工具构成了任何生产车间的支柱。但是，这些工具需要数周才能生产，从而导致生产工作流程出现瓶颈的情况并不少见。

为了克服这个问题，公司越来越多地采用 3D 打印来加速模具制造。英国汽车制造公司 Dunlop Systems and Components 就是这样一家公司。

Dunlop 于 2018 年底将 Markforged 的​​复合 3D 打印技术整合到其业务中。快进九个月，该公司现在仅用几天时间就可以 3D 打印模具零件和原型。

在本周的专家访谈中，Dunlop 生产和工程经理 Mark Statham 与 A​​MFG 一起讨论采用 3D 打印的过程以及该技术如何帮助简化公司生产过程的各个方面。

你能告诉我一些关于邓禄普系统和组件的信息吗？

Dunlop Systems 诞生于 1960 年代最初的 Dunlop 公司，并开始生产所有类型的悬架系统。这从 mini Metro 开始，几十年来，我们逐渐将空气悬架引入不同汽车制造商的平台，包括路虎、通用、五十铃和雷诺卡车，以及专业车辆。

最近，我们进入了较小的利基市场，例如，我们进入了救护车市场（雷诺、LDV）和轮椅通行市场，在这些市场中，您拥有可以容纳轮椅的车辆。

2014 年，我们搬进了一个专门建造的设施，这为我们以 Dunlop Systems 品牌进入新市场创造了机会。

邓禄普服务于哪些类型的客户和行业？

我们主要服务于汽车行业。例如，我们为所有高端路虎、发现等制造车辆悬架，也为雷诺和丹尼斯特种车辆制造。

我们还服务于火车行业；庞巴迪是我们的客户之一。我们为该行业生产的产品之一是阀门。

我们确实有一些客户购买我们的产品并将其用于机械移动，以便他们可以在空气中、空气悬架上提升机械，以及移动它很容易。

我们的产品还用于工业领域的振动抑制和运动。一个不寻常的应用是在游乐场游乐设施中使用回旋波纹管——因此我们为广泛的行业提供服务。

是什么促使公司决定考虑增材制造？

邓禄普收到新客户的询问和兴趣，希望在他们的车辆上安装我们的空气悬架系统 (ECAS)。客户需要更短的交货时间，从概念到 SOP，因此，需要加快设计和制造过程的所有部分。

预算限制非常严格，因为我们正努力在不超支的情况下支持我们的客户计划。我们还试图为新的开发工作提供资金，以吸引更多的新客户。所以，当我被派去研究 3D 打印时，我的想法是它可以帮助我们省钱，也可能有助于产生新的业务。那是我们第一次进入 3D 打印的地方。

在提出添加剂的想法时，是一开始很难获得支持，还是整个公司从一开始就参与其中？

几年前，我们设计工程部门的工程师已经了解了 3D 打印。

我们有自己的测试设施，我们可以设计和制造悬架，然后对它们进行耐久性测试。显然，这些悬架必须持续一百万英里。它们在高频率和高速度下具有高耐力，并在那里持续大约两周，这模拟了悬架单元的使用寿命。

当我们的工程师第一次研究 3D 打印时，他们发现现有材料无法达到这种寿命。但我们还没有注销这项技术。

去年，我的主管找到我，问我是否会参加在线研讨会，看看我们是否可以使用 3D 打印以及如何使用。研讨会由 Markforged 主持，展示了他们拥有的技术和材料，更重要的是，展示了其他人如何使用它。那时我认为 3D 打印也可以为我们带来好处。

但要真正为它制定商业案例，我必须检查哪些零件需要维修，哪些需要大修，或者替换然后将电子表格与我们将花费的费用放在一起。

有些零件每年更换，有些零件损坏时更换。很明显，机载 3D 打印机并不能完全取代所有工具，因为我们有一些使用率高、温度高、影响大的工具。

但它将为我们提供替换选项。考虑到购买打印机的成本和运行它的每月成本，我计算出我们很容易在两年内看到投资回报。

我整理了一份大约100个工具零件的清单，我认为我们可以更换，需要更换，或者我们负担不起更换。基于此，我们能够证明支出是合理的。

大约三周后，我们交付了打印机，并在六个月内收回了成本。

早期部署该技术的过程是怎样的？

当 3D 打印机到达时，我们在大约一个小时内就启动并运行了。我们首先浏览了我们最重要的标准清单。

当时我们不希望它在一夜之间运行。我们想让事情变得简单，并专注于优先级列表中的简单工具。

例如，我们为宾利、奥迪和保时捷等高端车辆提供高品质的悬架产品。我们的一个主要客户购买了我们的模块并添加了他们自己的组件以创建完整的空气支柱。

因为这些是高质量的车辆部件，我们有尼龙工具在我们的过程中将它们固定到位以保护零件。这些尼龙工具会磨损、变脏，而且它们不是很吸引人，因此更换尼龙零件是我们打印的第一批物品。我们用 Markforged 的​​ Black Onyx 替换了白色尼龙。

这很受欢迎，因为我们可以在几个小时内立即拿到零件。通常情况下，如果我们需要更换零件，我们必须先找到图纸，将其发出报价，然后等待工具制造商的报价回来，这可能需要几天时间。

仅仅获得提高订单的文书工作大约需要一周到两周的时间。然后让他们制造零件，取决于它的复杂程度，可能还需要一周时间。

您看到的周转时间至少需要两周，而我们每天都在打印零件。那时我们车间的同事才真正看到了 3D 打印的好处。

第一个打印部件是非常简单的部件。然后我们开始检查零件并了解 3D 打印零件有多轻，但同时又有多坚固。这打开了我们可以替换的广泛工具。

第一周就很受欢迎；车间在几天和几小时内获得零件，而不是几周。而且因为我们是 IATS 标准，质量部门检查零件所需的时间比我们打印零件的时间长。

你说你开始的时候很简单。在拥有 3D 打印机的九个月里，您对 3D 打印的使用是否有所改进？

是的。现在我们可以制造非常复杂的零件和工具，并且我们已经开发出将两个 3D 打印零件固定在一起的方法。

我们有很多生产无障碍车的小众客户。我们与这些公司建立了合作伙伴关系，其中一部分是为了支持他们相对较小的预算。其他较小的客户正在接收我们从过时工具中使用的工具；它看起来并不吸引人，但它仍然起到了作用。

现在，对于这些客户，我们可以 3D 打印非常复杂的工件夹持零件，这些零件可以紧密贴合他们的零件并比以前更好地保护他们的零件。这也意味着我们可以更快地将零件送到他们手中，损坏它的风险更小，因为它现在是一种合适的工程工具。

我们也在尝试不同的连接技术。例如，因为我们所有的产品都是在内部成型的，所以我们的产品在进入成型过程之前需要进行膨胀。

我们在车间有一台膨胀机，成本约为 14,000 英镑内部开发。我们称它为“火箭”，因为它长约两米，高约两米。它指向操作员的一个角度，因此操作员可以很容易地从它装载和卸载产品。但实际工作区只有半米左右长。但正是那台机器的所有驱动使产品扩展。

对于工作区域，我们现在 3D 打印了一个半米长的管子，它打印在我们连接在一起的六个不同部分。

我们已经完成了在这个半米管中而不是在更大的机器上扩展产品的第一次试验。但是这个原型夹具只有 600 英镑，只是成本的一​​小部分。

因为我们现在是一家新汽车制造商的供应商，所以我们可能需要大约六台这样的机器。如果这样做，我们可以节省很多钱。

公司经常告诉我们的一件事是，他们需要在内部拥有 AM 专业知识才能成功采用该技术。这是您遇到的问题吗？

我们的团队有五个人，我们的部门负责运行和维护 3D 打印机。我们部门的每个人都很快掌握了这项技术，我们正在尝试不同的东西。

其他部门正在慢慢适应这项技术。例如，我们为我们的质量部门打印了一些仪表。质量部门需要检查某些零件是否在公差范围内。由于它们不是非常关键，我们为它们 3D 打印了一些仪表。因此，我们的质量部门采用了一些这种 3D 打印工具。

我们还为我们的设计团队制作了一些原型零件。原型零件通常非常昂贵，因为您必须用实心钢或实心铝加工它们。

在车辆的空气悬架上，您通常有防护罩，可以防止石头撞击悬架并破坏安全气囊。该绑腿使用塑料套环支撑在支柱上。既然是原型，就不能成型，因为没有人会为原型设计模具。它可以用实体机加工而成，但设计非常复杂，可能需要专门的 CNC 机床。

因此，我们已经 3D 打印了一些原型项圈，由于是 3D 打印，我们可以实现所需的张力，因为它需要随着车辆扭曲和移动。这是相当成功的。

但是，当您考虑每年可能生产 50,000 辆汽车时，也就是其中的 100,000 辆，这还不是我们的可能性，因为我们只有一台打印机。我们目前不是一家 3D 制造公司。

所以现在设计团队仍在考虑对这些部件进行成型并获得塑料成型机。 3D 打印已经很好地用于开发，但它仍然是一个缓慢的过程。

邓禄普对未来技术的愿景是什么？您是否看到您对 3D 打印的使用扩展到其他应用程序？

目前，我们专注于工具，因为我们需要在未来 12 到 18 个月内完全重新创建新的工具系列。我们正在用 3D 打印进行设计。

我们拥有所有当前的设计，它们对我们当前的产品线运行良好。使用 3D 打印，您需要进行轻微的转换才能使零件在某些区域更坚固，我们现在可以添加碳纤维。所以这是我们现在的重点。

但是，因为我们从 1960 年代开始设计悬架零件，我们仍然有客户购买它们。因此，火车行业购买了我们旧设计的调平阀。这些是车身中的一个元素，它使用基本的杠杆系统将空气从火车的一个部分移动到另一个部分，以便它在转弯处倾斜。它被 Virgin Trains 和 Bombardier 等客户使用。

这部分是在 1960 年代和 70 年代初设计的。原来的铝铸件已经磨损，所以我们正在考虑尝试翻新该铸件，这非常昂贵。但是，也可以选择 3D 打印身体，然后使用该系统。这是一种可能。我们当然需要更多的打印机。

我们正在考虑的另一件事是我们是否可以回收我们的一些产品，因为模具已经变得如此陈旧。

邓禄普明年会怎样？

对我们来说，这将是非常忙碌的一年，因为我们即将推出一个新的电动汽车平台。我们还必须支持我们在 ECAS 系统方面不断增长的业务，以帮助其他 OEM 获得 IATF 16949 认证。此外，我们将专注于重要的售后市场，这对我们来说是一个长期的商业模式。

我们公司将专注于 OEM 大批量生产、更小的售后市场生产以及我们工业防振组件系列的进一步开发。

关于 3D 打印，我们的 3D 打印机工作过度——它并没有停止运行。所以我们也在考虑购买一台新的、更大的打印机。这意味着我们将有两台打印机在运行，这将为我们提供更大的吞吐量。

要了解有关 Dunlop Systems 的更多信息，请访问： https://www.dunlopsystems.com/