如何将 3D 打印集成到大企业中？

作为 3D 打印 越来越多地被用作快速原型之外的工具，企业将渴望学习如何有效地整合它。然而，一家公司可能不想或无法立即进入成熟的终端部件增材制造 (AM)。

卡特彼勒 AM 的诞生

Caterpillar 的 3D 打印历史在某些方面反映了 DelVecchio 自己在公司的历史。 “1991 年，我们获得了第一台立体光刻机，”DelVecchio 解释说。 “它在我们的快速原型实验室中。我们创建了这个已经存在多年的快速原型实验室。我们的大多数工程师看到了我们的快速原型实验室并使用了它。这不是很多人可以通过其他方式获得的技术。所以，我们确实适应了，我们做了可视化，我们做了一些漂亮的模型。它就在我身边，而且已经超过 25 年了。

然而，随着时间的推移，卡特彼勒寻求在整个业务中更广泛地扩展 AM 的使用，特别是随着技术的成熟。 DelVecchio 在 AMUG 上对观众说：“快速原型制作和可视化没有任何问题，但我们认为实际上至关重要的是使用添加剂从创新的角度进入下一个层次。”

然而，她的问题是“当你拥有所有这些员工——大约 100,000 名员工遍布各地时，你到底是如何做到这一点的？”

游牧打印机、增材制造峰会和设计竞赛

由于 Caterpillar 在全球的足迹如此之大，DelVecchio 解释说，答案是从小处着手——该公司在开始制造巨大、昂贵的机器时学会了实施这一战略，这些机器旨在在经过数小时的紧张工作后可靠地保持稳定。场地。这意味着在产品广泛实施之前启动测试试点计划并与产品的早期采用者合作。

这导致了“游牧打印机计划”，正如 DelVecchio 所说。卡特彼勒一位有远见的高管指示 DelVecchio 的团队在不考虑投资回报的情况下购买 AM 系统，导致购买了六台工业机器，包括 uPrints、Fortus 250s、一台 Objet 打印机和一台 HD Max。

这些打印机被运送到美国各地的卡特彼勒制造工厂，当地工程师被允许以他们想要的任何方式试验该技术。尽管 DelVecchio 说该计划取得了一些成功，但她也有工程师打电话问她：“嘿，Stacey，您希望我们用您的打印机打印什么？”

为了更正式地教育 Caterpillar 员工和工程师有关该技术的知识，该公司举办了一次 AM 峰会，由会议和演讲组成，旨在让团队更认真地思考该技术。 DelVecchio 表示，随着今年“增材设计”研讨会的推出，这将演变成一种更直接的增材制造方法，其中已经了解该技术需求的卡特彼勒团队成员将开始实际为增材制造设计，以便解决具体问题。

为了进一步让员工保持这种心态，卡特彼勒举办了一场设计竞赛，要求工程师超越 3D 打印的夹具和固定装置，而是专注于可以通过 AM 改进的终端部件。获胜的设计是一个球形止回阀，它将一个组件的多个组件组合成一个单一的金属 3D 打印部件。这一举措今年将扩大到四到五个不同的比赛。

AM 工厂

自 25 年前成立以来，快速原型实验室也在不断发展。去年，卡特彼勒正式为其增材制造工厂剪彩。该站点位于伊利诺伊州莫斯维尔的卡特彼勒全球研发中心。该装置为增材制造创新团队提供了接触研发团队的机会和灵感，同时也向公众和定期参观工厂的高管展示了增材制造工厂。

该工厂拥有 10 台工业 3D 打印机，包括一台 Carbon M1 3D 打印机和一台 MicroFoundry。前六个月，Caterpillar 的3D 打印技术 向员工免费开放，直到免费 3D 打印服务的新颖性导致需求不必要的增加。这导致了纯材料模型。

“然后我们确实采用了纯材料模型，我个人认为如果你在旅程的早期，这对你有好处，”DelVecchio 说。 “它使人们在游戏中拥有一点皮肤。材料成本只是几美分，但不是完全负担的成本。”该工厂现在收取“完全负担成本”，其中包括后处理人工、工厂支付的租金和机器成本。

卡特彼勒 AM 的未来

到目前为止，AM 已经开始对 Caterpillar 产生影响，DelVecchio 预计这种影响还会增加。通过其 Solar Turbines 子公司，Caterpillar 正在制造其第一端部件，即具有独特几何形状的燃料旋流器。该公司还对表面工具和原型进行了 3D 打印。凭借 M1，卡特彼勒能够为其售后市场业务 3D 打印弹性索环，DelVecchio 表示，这不仅对整个公司至关重要，而且还将在其未来的增材制造战略中发挥重要作用。

在一个项目中，Caterpillar 3D 打印了 36 个不同的履带链节，然后才进入最终生产阶段，从而节省了 160,000 美元的时间和劳动力。

“[我们拥有的售后市场业务] 是我们商业模式不可或缺的一部分，”DelVecchio 说。 “我们将在设备停产 25 年后为其提供支持，我们的一些零件已经生产了很长时间。我们支持 50 年前设计的东西并不罕见。”

为了有效地解决业务的这一方面和其他方面的问题，该公司正在考虑通过 3D 扫描将其部分库存数字化，并最终创建一个虚拟库存。然而，在这方面仍有工作要做。

卡特彼勒还在寻求合作伙伴关系，以进一步进入 AM 领域。这包括它最近与 FIT AG 的合作伙伴关系，这将使两家企业在为期三年的合同中共同合作，以 3D 打印铝和钛零件。除了 FIT AG，Caterpillar 还在寻找可能推动其 AM 创新的供应商、大学和其他组织。

DelVecchio 认为，卡特彼勒对 AM 的投资将使公司更加灵活，即使是最大的机器也能实现创新。然而，在跳转到最终零件之前，该公司走了很长一段路才能到达那里。对于其他考虑更广泛实施该技术的大型企业来说，可能要从大处着眼，从小处着手，快速行动。

致谢：更多关于 CATERPILLAR 的 3D 打印。