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Egar模具公司使用Desktop Metal快速生产定制模具原型

日期:2021/07/16 发布者: 智诚科技ICT浏览次数:191

概述

Egar Tool and Die 总部位于加拿大安大略省剑桥市,是生产汽车冲压模具、生产冲压件和焊 接组件的领导者。 40 多年来,该公司一直为北美一级和二级汽车公司供货。


挑战 

汽车行业由庞大的供应商和供应商网络组成,生产数百万个零件,用于安装在路上的每辆车 上的数千个组件和子组件。 虽然其中一些组件是铸造、锻造或机加工的,但很大一部分是使用大型冲压机由各种类型的金 属板冲压或成型的,能够弯曲、切割、成型、压印和穿孔原材料。 为了应对汽车设计中的不断迭代和对大量零件的需求,供应商必须能够快速重新装备和改装生 产线,以最大限度地减少停机时间。 


对于许多公司来说,这就是 Egar模具公司 的用武之地。 在 Egar Tool and Die,挑战是双重的。 首先,公司必须能够快速生产出满足客户要求的 模具。 但作为一家每年生产超过 1500 万件冲压件和焊接组件的生产商,Egar 与其许多客 户一样,必须能够针对不同的工作快速重新装备。 为此,该公司正在投资最先进的制造技术,包括金属 3D 打印。 


强大的工具 

对于 Egar 工程师而言,3D 打印已被证明是克服这些挑战的强大工具 - 使他们能够快速生 产用于冲压机的臂端工具和供内部使用和客户使用的定制模具原型。


如今,Egar 的 3D 打印能力的绝大部分(高达 80%)专门用于为其大批量生产冲压机生产臂端工 具。 只需使用一个 Studio 系统,员工就可以在不到 一周的时间内设计、迭代并将组件集成到他们的生产 线中 - 将制造停机时间降至最低。


Egar 的另外 20% 的增材制造专注于原型设计和开发 模具组件,特别是使用 H13 工具钢和 4140 铬钢等 材料,这些材料通常用于冲压模具。


与臂端工具一样,3D 打印允许工程师打印和测试多个具有细微不同几何形状的原型臂端工 具模具,并快速改进设计以达到最终零件。 


除了更快的生产之外,3D 打印还允许工程师创建更复杂的零件— — 例如优化的机械臂末端 工具,传统制造无法证明其具有高性能— — 同时避免了通常伴随高度复杂设计而来的成本增加 . 


使用 Studio 系统,Egar 工程师能够生产具有复杂几何形状(如内部冷却通道)的臂端工具 和原型模具,这些几何形状无法通过铸造、机加工、铣削或其他传统方法制造。


增材技术还为轻量化部件(如压力机的传送臂)打开了大门,以优化性能并减少机器压力, 以及将多个部件合二为一(装配整合)。 


增材制造还允许使用衍生式设计工具,使工程师能够访问新的设计空间并创建具有有机启发 几何形状的零件,以创建为其应用优化的零件,但制造起来更轻且成本更低。 


除了已经在使用的 Desktop Metal? 产品之外,Egar 的工程师们还在热切地探索即将推出的 材料(尤其是铜)的可能用途,以用于电阻焊接应用。 Egar 还投资了 Desktop Metal? Fiber? 打印机,预计将在 2020 年末开始打印传感器支架等 零件,用于气体保护金属电弧焊系统. 


通过用高温 PEEK 灯丝打印安装座,它们将能够承受系 统内部的环境— — 包括热焊渣、火花和掉落的零件,有 助于减少因传感器损坏而导致的停机时间。


为什么选择Desktop Metal?? 

在投资 Studio System? 之前,Egar 曾探索使用塑料打印机来创建支架以固定钢制臂端工具 插件,以及安装冲压模具传感器。 


虽然这些努力表明 3D 打印可以满足公司的需求,但他们仍然面临问题— — 尤其是与耐用性 和成本相关的问题— — 导致 Egar 工程师寻找能够打印金属零件的系统。 

在探索了各种系统之后,Egar 工程师选择了 Studio System?,因为它具有强大的打印机设 计和熔炉功能。 虽然其他金属 3D 打印系统采用了类似的烧结解决方案,但它们的熔炉体积较小,从而导致 产量较低。 

相比之下,Desktop Metal? 熔炉具有独特的真空室设计、使用室内气体的能力以及更大的 体积,允许每次运行更大的零件和更多的零件,从而降低每个零件的打印成本。


转移臂工具

17-4 PH 不锈钢 

钣金压机快速连续执行许多操作。 在每一步之间,必 须以某种方式操纵工件,无论是移动、旋转、翻转还 是某种组合。 这是通过使用转移臂来实现的 - 一个机 械臂,带有针对每个操作的专用臂端工具。 手臂必须快速抓取工件,在压力机完成向上行程时执 行必要的运动,并在撤回之前放置零件 - 在某些情况 下不到一秒钟。 在完整的生产运行期间,手臂必须执 行数万次相同的动作。 

为了执行这么多次循环,传输臂工具必须既耐用又轻 便。 压力机运动的失火或延迟会导致冲击,臂端工具必须 以最小的损坏存活下来。 同时,减轻重量可以减少驱 动压力机的伺服系统、电机和其他部件的磨损,并使 压力机移动得更快— — 因为臂可以更快地移动— — 从 而提高了生产率。 


空气歧管

17-4 PH 不锈钢


某些臂端工具需要气动或液压执行器来打开和关闭夹 具。 气动系统可能会使用多个气管、调节器和其他组件拼 凑在一起,所有这些都会增加手臂的重量,并且体积 庞大,会干扰压力机的操作。 利用增材制造打印复杂内部通道的能力,Egar 能够将 复杂的多部件气动系统整合到单个空气歧管中。

除了可观的成本节约之外,Studio System? 还允许 Egar 工程师缩小该歧管的尺寸 - CNC 零件需要大得 多,这可能会干扰其他机械。 从钢打印这部分还提供 承受所用高压所需的强度。


H13/4140 模具部分

H13 工具刚 4140 铬钢


这部分是Egar生产线中使用的冲压模具。 该零件将 在为特定生产运行冲压零件时经历数千次循环,因此 它必须足够坚固以承受反复应力。 出于这个原因,Egar 工程师选择使用 H13 工具钢和 4140 铬钢打印这些模具。 H13 模具后来经过全面热 处理,4140 零件经过火焰硬化以增加其硬度,使其 能够经受冲压过程。 

3D 打印的使用使 Egar 工程师能够为他们的生产线 快速创建模具,并在几天内重新组装和改装,而不 是几周或更长时间。


[零件示例] 正时皮带轮

17-4 PH不锈钢

该同步皮带轮连接到伺服电机,是 Egar Tool and Die 制造环境的关键部分 该零件的设计基于由铝挤压件、两个拧紧端板和一个 夹圈构成的组件。 挤压件在挤压后还需要大量机加 工。 通过重新设计零件,Egar 工程师能够将整个组件整合 为一件。 这也显着减轻了零件的重量,使伺服电机运 行得更快,从而改善了制造环境。


评估 

Studio System? 在 Egar Tool and Die 方面取得了重大成功 - 有了它,Egar 工程师能够快 速创建从冲压模具到针对其不同应用精确定制的工具的所有产品。 Studio System? 可用的各种材料使该公司能够用坚韧的材料(包括 H13 工具钢和 4140 铬 钢)生产冲压模具,这些材料能够满足制造的需求。 与此同时,对于臂端工具,工程师用 17-4 PH 不锈钢打印零件,生产出的零件比现有工具更 轻、更耐用,现有工具由塑料零件和钢嵌件组成。


这些新零件使机器运行速度更快,制造效率更高, 使 Egar 能够快速生产冲压零件,同时减少制造车 间的停机时间。


“我对金属和塑料增材制造的未来感到非常兴 奋。 这两个领域已经并将继续取得巨大进 步。 在我看来,Desktop Metal? 处于这些进步的 最前沿,我很期待看到他们接下来会推出什么 样的打印机或技术。” 

— Colin Kools 增材制造总监 Egar模具有限公司


关于Desktop Metal 公司 

Desktop Metal, Inc. 正在通过端到端金属 3D 打印解决方案加速制造转型。 该公司由先进制造、冶金 和机器人领域的领导者于 2015 年创立,致力于解决速度、成本和质量方面尚未解决的挑战,使金属 3D 打印成为全球工程师和制造商必不可少的工具。 2017 年,公司被世界经济论坛评选为全球 30 家 最有前途的技术先驱之一,并于近期入选《麻省理工科技评论》的 50 家最聪明公司名单。 如需更多 信息,请访问 www.desktopmetal.com。 


关于Egar 模具有限公司 

Egar Tool and Die 于 1978 年首次开业,是世界一流的汽车制造商 冲压模具、生产冲压件和焊接组件。 Egar Tool and Die 一直为北美一级汽车行业提供复杂的级进和转 移模具。所有工具均由熟练的设计团队使用最新的 CAD/CAM 建模软件和仿真工具在内部设计。设计 完成后,模具在我们配备大型床身数控机床和高容量桥式起重机的工具室中制造。生产后,它们会在 我们专门的冲压车间进行全面测试。为了更好地满足我们的一级客户群的要求,Egar Tool and Die 已将 其业务扩展到包括大批量生产冲压和焊接组件。凭借容量从 400 吨到 1200 吨的大型床式压力机,我们 每年为全球各种供应商生产超过 1500 万件冲压件。 Egar Tool and Die 投资了现代金属成型技术,包括 连杆压力机和伺服传输。