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自行車零件超低風(fēng)阻 3D打印成崔克利器

崔克(Trek)成立于1976年,它的目標(biāo)很簡單:制造世界上最好的自行車。公司已榮獲多個(gè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新方面的大獎(jiǎng)。Mike Zeigle 是崔克的原型開發(fā)組經(jīng)理,這個(gè)開發(fā)組由九個(gè)可處理大量工具的專業(yè)機(jī)構(gòu)組成。它包括帶有五個(gè)數(shù)控機(jī)床加工中心的機(jī)械車間、全金屬制造/焊接車間,還包括他們多年外包SLA工作的服務(wù)機(jī)構(gòu)。

崔克引進(jìn)了3D打印技術(shù)來增強(qiáng)自行車的設(shè)計(jì)工作


在崔克的所有產(chǎn)品開發(fā)周期階段中,原型制作發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)師、機(jī)械工程師、圖形藝術(shù)家和營銷人員都在使用原型,所以 Zeigle 手下的程序員、機(jī)械師和焊工一直非常忙碌。在大多數(shù)情況下,他們?yōu)樽孕熊嚵慵谱髟停桥紶査麄円矠榧庸?shí)物模型和相關(guān)配件(如鞋子和頭盔)制作原型。

崔克過去從服務(wù)商那里購買原型制作服務(wù) 花費(fèi)不菲


當(dāng)崔克每年的服務(wù)機(jī)構(gòu)成本費(fèi)用高達(dá)275,000美元時(shí),崔克的工程和設(shè)計(jì)經(jīng)理認(rèn)為是時(shí)候考慮購買快速成型系統(tǒng)了,并要求Zeigle 拿出一些選擇方案。最初,他只調(diào)查了SLA、SD和FDM工具。他很快縮小范圍鎖定SLA,但是仍對(duì)機(jī)器成本、空間和維護(hù)需求存在疑慮。然后一名同事推薦了Objet Connex500 3D打印系統(tǒng),這是一臺(tái)干凈且適合辦公室使用的機(jī)器,生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量和光潔度上足以媲美SLA。

Objet Connex與Zeigle所考慮的其他技術(shù)不同,它提供在單一構(gòu)建中用多種模型材料打印零件和配件的獨(dú)特功能,這些材料具有不同的機(jī)械或物理屬性。在Objet Connex上生產(chǎn)的零件具有光滑耐用的外表以及出色的精細(xì)細(xì)節(jié)。系統(tǒng)可打印活動(dòng)鉸鏈、柔軟觸感的零件和其他技術(shù)無法制作原型的模型。通過 Objet Connex 卓越的生產(chǎn)力、高品質(zhì)的輸出和獨(dú)特的多材料打印能力,用戶可以精確模仿各種各樣的最終產(chǎn)品的觀感和功能。

崔克選擇Stratasys Objet500 Connex 看中它的多材料打印能力


據(jù)Zeigle所說,事實(shí)上Objet Connex可以噴射數(shù)字化材料(即將兩種材料混合在一起以增加硬度)是一大賣點(diǎn),因?yàn)镺bjet Connex 具有將兩種材料合二為一的能力。“Objet Connex 是唯一一個(gè)通過我們?cè)u(píng)估的快速成型機(jī)器,它讓我們能夠在一次構(gòu)建中使用多種材料和硬度,”Zeigle 說?!澳荒苡肧LA或其他品牌做到這一點(diǎn),而它真正抓住了我們的心。Objet Connex 改變了我對(duì)于3D打印的看法?!?

Zeigle 及其團(tuán)隊(duì)也對(duì)Objet Connex 所生產(chǎn)的高品質(zhì)零件印象深刻?!癘bjet Connex 的零件質(zhì)量和光潔度與從我們服務(wù)機(jī)構(gòu)獲得的SLA零件一樣好,”他說,“并且短短數(shù)小時(shí)我們就可以獲得一個(gè)零件,遠(yuǎn)勝外包時(shí)所花費(fèi)的幾天時(shí)間和大量文書工作?!?/span>

Objet Connex 實(shí)現(xiàn)了新速度概念自行車的突破性設(shè)計(jì)


Zeigle的團(tuán)隊(duì)將其Objet Connex打印機(jī)用于幾乎所有崔克自行車產(chǎn)品。最近,該打印機(jī)在公司推出新速度概念9系列自行車方面扮演了關(guān)鍵角色,該自行車是一款用于環(huán)法自行車賽和夏威夷鐵人三項(xiàng)賽的計(jì)時(shí)賽自行車。它獨(dú)特的框架設(shè)計(jì)具有流線型橫截面,可降低風(fēng)的阻力并提高速度。幾乎每個(gè)新設(shè)計(jì)的部件都可以在Objet Connex上打印原型,然后從崔克位于威斯康星州的總部運(yùn)往加利福尼亞州工廠進(jìn)行風(fēng)洞測試——樣本框架將在這里接受 30MPH 或以上風(fēng)速的測試。

“設(shè)計(jì)師對(duì)于流線型橫截面設(shè)計(jì)有特別的想法,希望了解它對(duì)減少風(fēng)阻的影響,”Zeigle 解釋說?!耙虼?,我們?cè)贠bjet Connex上打印出多個(gè)部件,將它們嵌入主自行車框架上,然后進(jìn)行風(fēng)洞測試。”該團(tuán)隊(duì)甚至?xí)贠bjet Connex上生產(chǎn)水瓶和便當(dāng)盒等耐用配件,以使測試條件更為真實(shí)。


崔克現(xiàn)在將原型制作效率提升到4倍 從而更快地將更好的自行車推向市場

“我們能夠快速打印多次迭代,這一事實(shí)使得設(shè)計(jì)師可以進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn),而仍能在最后期限前完成所有工作,”Zeigle 解釋說。最終結(jié)果代表了在自行車設(shè)計(jì)領(lǐng)域真正的突破,這一名為“Kamtail Virtual Foil”的設(shè)計(jì)吸引了各大媒體的注意。

在擁有 Objet Connex 之前,崔克團(tuán)隊(duì)在其機(jī)械車間通過數(shù)控機(jī)床過程用鋁或高密度泡沫制作原型部件,然后將其與外包給服務(wù)機(jī)構(gòu)的SLA部件相互混合。Zeigle 說:“兩者所耗費(fèi)的時(shí)間完全不一樣,獲取數(shù)控機(jī)床部件可能需要一周或數(shù)周而獲取SLA部件需要幾天。相比之下,在內(nèi)部Objet 3D打印機(jī)上制作零件的交付期通常短于一天。”Lupe Ollarzabal是操作崔克的Objet Connex打印機(jī)的工程師,他認(rèn)為內(nèi)部采用Objet Connex將對(duì)崔克的生產(chǎn)率產(chǎn)生重大影響?!癘bjet Connex能夠幫助我們將新產(chǎn)品快速推向市場,或者及時(shí)向市場推出更好的產(chǎn)品——在許多情況下,兩者都適用,”O(jiān)llarzabal說。Zeigle 形容對(duì)于需要立刻獲得原型部件的設(shè)計(jì)師而言,Ollarzabal 就是“及時(shí)雨”。“總之,我們和我們的客戶取得了雙贏。如果時(shí)間過于緊迫,它真的能夠幫我們大忙。”

崔克的設(shè)計(jì)師對(duì)于使用Objet Connex十分欣喜,他們無需等待數(shù)日或數(shù)周才能獲取原型,現(xiàn)在短短30分鐘就可以拿到部件。他們還可以更頻繁地進(jìn)行原型制作。“我們創(chuàng)建的75%的原型是我們從未遇到過的,”Zeigle說。““當(dāng)我們進(jìn)行外包或者必須依賴內(nèi)部銑床操作時(shí),很多原型的制作將會(huì)非常昂貴且耗時(shí)?!盳eigle注意到Objet Connex也有助于明顯減少加工錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤會(huì)將產(chǎn)品上市時(shí)間延后數(shù)周或數(shù)月。

Zeigle說:“現(xiàn)在崔克的Objet Connex打印機(jī)幾乎從不停歇?!薄捌鸪?,我們只讓一個(gè)兼職人員操作Objet 3D打印機(jī),”他回憶道。“六個(gè)月內(nèi),隨著設(shè)計(jì)師制作的原型增多,它逐漸成為一項(xiàng)專職工作。如果我們變得更為忙碌,我們就會(huì)想是否需要增加班次或者再購買一臺(tái)Objet Connex,也許兩者都需要。目前我們的機(jī)器需要整天運(yùn)轉(zhuǎn),有時(shí)甚至周末也在工作。”


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