3D 打印增强维护和维修操作的 4 种方式

更快的周转时间、按需生产和维修服务的更大灵活性——这些只是 3D 打印为维护、维修和大修 (MRO) 操作提供的一些好处。

因此，该技术被用于多个行业的 MRO 也就不足为奇了，包括航空航天、铁路、石油和天然气以及汽车行业。

在今天的文章中，我们将深入探讨 3D 打印如何使 MRO 受益，同时探索该技术的实际应用示例。

1. 3D 打印有助于让资产更快地恢复使用

维护团队总是面临着快速、高效和低成本地提供服务的压力。维护的主要任务是减少计划外停机时间，从而提高整体设备效率 (OEE)。

3D 打印通过增加更换零件或维修夹具的可用性来帮助维护，减少停机时间 - 在许多情况下，成本更低，周转时间更快。

对于工业而言，更快地生产备件和工具意味着增加机器正常运行时间并减少生产中断。对于消费者来说，这意味着维修汽车或电器的等待时间更短。

例如，一家专门从事无漆凹痕修复工具的公司 Ding Tool LLC 使用 3D 打印开发新的凹痕修复能够更快、更有效地修复汽车凹痕的解决方案。

传统上，汽车的无漆凹痕修复技术依赖于一种工具，该工具本质上是一根金属棒或车身镐，可从车身面板的底部推出凹痕。

此类工具使用与凹痕的单点接触。虽然在某些情况下有效，但这种方法在某种程度上受到限制，并且可能会减慢进程。

与 3D 打印解决方案公司 B9Creations 合作，Ding Tool 开发了一种改进的 3D 打印凹痕工具，能够提供多达 19 个带有凹痕的触点，提高了修复速度。它还允许用户在修复凹痕时微调弹簧加载力的大小。

据该公司称，新工具可以将凹痕修复速度提高 20% 到 30% – 意味着客户可以在更短的时间内取回他的车。

2. 3D 打印可以延长过时或损坏资产的使用寿命

如果维护得当，资产可以运行多年。但不可避免的是，机器会过时，备件可能很难找到或订购太贵。

以铁路行业为例。列车的使用寿命通常在 35 至 45 年之间。因此，火车运营商在车辆维护和更换旧火车零件时面临着一些挑战，这些挑战很难找到。

其中一个挑战是火车每天的停机成本，这可以相当高。据估计，一个需要更换的火车部件的成本低于 100 欧元，如果该部件使火车停止服务，那么每天一项主要的美国通勤铁路服务通常会减少 18,000 欧元。

为了应对这些挑战，不仅在铁路行业，而且在资产通常服务多年的其他行业，如航空航天和石油和天然气行业，公司都在寻求新的方式来应对这些挑战。更快、更经济地生产过时的备件。

3D打印正在成为解决此类问题的技术之一。这是一种数字化制造技术，这意味着它依赖于数字化工作流程，不需要模具等额外工具来创建零件。

无需此类工具，3D 打印可以显着缩短过时备件的制造时间，在某些情况下可缩短多达 95%。该过程还经常与逆向工程相结合，特别是当零件的原始设计丢失时。

一个 3D 打印的备件使旧火车保持在轨道上

德国铁路公司 Deutsche Bahn 是 3D 打印备件如何使旧资产受益的一个例子。

在过去几年中，德国铁路已经确定了将 3D 打印用于 100 多个用例的可能性。大多数零件都与可用性相关，这意味着它们可能难以采购，从而导致长达一个月的车辆停机时间。

此类零件的一个例子是 294 类机车的轮对轴承盖。该型号于 1960 年代和 1970 年代投入使用，并且某些部件的备件（例如此盖）无法使用。

传统上，当德国铁路需要生产新零件时，它会转向铸造工艺。然而，这种方法通常涉及较高的最低采购数量，并且零件交付可能需要几个月的时间。对于一次性零件，如轮对轴承盖，这种方法效率低下且成本高。

3D 打印似乎是一种自然的替代方案，能够更快地按需打印零件。该公司求助于服务局，该服务局使用电弧增材制造 (WAAM) 技术 3D 打印了轴承盖。 WAAM 工艺使用线材作为原材料。金属丝通过喷嘴送入并逐层焊接到最终工件中。

该部件重 13 公斤，仅用了 7 小时就完成了打印，为德国铁路公司提供了以下好处：提高零件可用性并显着降低制造成本。最终，使用 3D 打印使该公司能够更快地让火车回到正轨，并避免长时间且代价高昂的停机时间。

使用 3D 打印修复损坏的组件

另一种加快维修操作并使资产恢复使用的方法是使用 3D 打印直接维修组件。航空航天、造船和工业产品的维修团队开始使用增材制造工艺，例如直接能量沉积 (DED)，将部件再制造回其原始形式。

今年早些时候，一个由 7 家企业组成的财团英国公司和组织启动了一个名为 DigiTool 的 120 万英镑项目，旨在通过使用 AM 技术实现工具和模具的低成本维修。

借助 3D 打印，工具和模具行业的公司可以克服模具更换和维修的成本，有可能加快维护过程。这将帮助公司节省成本和材料，同时提高可持续性并减少浪费。

3. 3D 打印可实现更灵活的 MRO 库存管理

维护备件库存并不便宜：为了维护一个装满备件的仓库，价格每年可能上涨数千美元。有些零件价格昂贵，公司只需要在手头保留几个备件即可避免机器停机。

对于此类零件，3D 打印可以以数字库存的形式提供解决方案。 3D 打印需要数字文件来生产零件，因此一旦设计获得批准，就可以将其存储在本地磁盘、中央磁盘甚至云端的虚拟零件目录中。

在理想的世界中，虚拟库存将使制造商能够将数字文件发送到他们位于世界任何地方的生产设施，以进行按需生产，从而降低成本并节省大量资源。

通过这种方式，数字库存的创建提供了一种灵活的维护方法，使公司能够降低库存成本并确保在更短的时间内交付零件。

4. 3D 打印促进了更灵活的 MRO 供应链

由于各种设备的专用零件的性质，维修和维修材料的供应基地高度分散。采购此类零件通常需要很长时间，这对需要立即获得备件或工具的制造商来说是一个挑战。

3D 打印机提供按需打印维修零件的能力，并且更接近需要点，从而减少交货时间和物流成本。

这对于海上钻井平台、战场和船舶等偏远地区尤其有利，这些地区更换零件的供应有限或后勤问题可能导致延误。

对于例如，HMAS Parramatta 上的澳大利亚皇家海军水手在部署时使用 3D 打印来支持舰队。 HMAS Parramatta 开始的创新部门在该船最近的东亚部署期间展示了其能力，使用 3D 打印复制必要的项目，如声音供电的通信适配器。

美国海军还将 3D 打印技术带到船上以加快速度

去年宣布，在 28 个月的时间里，海军的乔治·HW 号航母Bush (CVN 77) 航空母舰，将使用常规部件和 3D 打印部件进行升级。船上的团队设想，如果出现故障，他们将能够在那里打印备件，而无需等待部件制造完成并运送到船上或返回港口。

MRO 中的 3D 打印：提高敏捷性和响应能力

3D打印正在成为维修团队工具箱中不可或缺的工具。该技术通过加快备件的交货时间来帮助减少机器停机时间。由于可以 3D 打印不再可用的部件，它还有助于使老化的设备保持更长时间的服务。

此外，借助 3D 打印，可以将稀有备件库存数字化，从而释放存储空间，从而降低成本。

最后，3D 打印为复杂的 MRO 供应链提供了灵活的解决方案，使按需生产更接近使用点。

有了这么多好处，我们看到 3D 打印在维护和维修中的使用只会越来越多，从而使 MRO 操作达到更高的敏捷性和响应能力的水平。