CASESTUDY กรณีศึกษา

อุตสาหกรรมการผลิตการเรียน

เครื่องพิมพ์โลหะ 3D วัสดุที่รองรับ MetalX เคส Inconel

บริษัท Nieka Systems

2021.08.04 อัปเดต

การสร้างแบบจำลองเบ้าหลอมโดยใช้ Inconel 625

งาน

Nieka Systems ผลิตอุปกรณ์ทดสอบตัวอย่างสำหรับลูกค้าเหมืองแร่และผู้ผลิตปูนซีเมนต์ เพื่อทำการวิเคราะห์ในกระบวนการและการประกันคุณภาพ อุปกรณ์ของ Nieka หลอมตัวอย่างแร่และซีเมนต์ และใช้สำหรับการวิเคราะห์ส่วนประกอบและการตรวจสอบตัวอย่าง
ตัวอย่างวัสดุถูกหลอมในถ้วยทดลองแพลทินัม และตัวอย่างที่หลอมละลายจะถูกเทลงในแม่พิมพ์แพลทินัม อุณหภูมิหลอมเหลวสูงถึง 1,000 องศา หลังจากนั้นตัวอย่างจะถูกเทลงในแม่พิมพ์และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ส่วนประกอบภายในของอุปกรณ์ของ Nieka จึงต้องการวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและรอบอุณหภูมิที่รวดเร็ว
Inconel เป็นซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลักซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึงประมาณ 1,000°C ทำให้เป็นวัสดุที่ดีสำหรับคลิปหนีบที่ยึดถ้วยใส่ตัวอย่างและแม่พิมพ์บนหัวเตาแก๊ส
ในขั้นต้น Nieka กำลังพิจารณาการตัดเฉือน CNC เพื่อทำคลิปใส่ตัวอย่าง Inconel แต่พบว่าค่าใช้จ่ายสูงกว่างบประมาณมากและชั่วโมงการทำงานก็สูง ดังนั้นเราจึงตัดสินใจจ้างผู้รับจ้างผลิตคลิปทดลองของ Inconel โดยใช้ “วิธี DMLS” ซึ่งเป็นวิธีการเผาผนึกด้วยเลเซอร์ โดยใช้บริการสร้างแบบจำลองของเครื่องพิมพ์ 3D
ค่าใช้จ่ายในการจ้างเอาท์ซอร์ซโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D โลหะ DMLS นั้นน่าสนใจมากในตอนแรก แต่ความต้องการและเวลารอคอยสินค้าที่เพิ่มขึ้นค่อย ๆ แปรผันและคาดการณ์ได้ยาก เนื่องจากเราได้จัดส่งอุปกรณ์ไปยัง 20 ประเทศทั่วโลกแล้ว เราจึงกังวลว่าเราจะสามารถตอบสนองความต้องการผลิตภัณฑ์ของเราได้หรือไม่

Inconel เป็นซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึงประมาณ 1,000°C

วิธีการแก้

Louis Croisetière Ph.D. ผู้ก่อตั้ง Nieka ประสบความสำเร็จจากคลิปหนีบ DMLS Inconel กล่าวว่าการผลิตจำเป็นต้องอยู่ในบริษัทเพื่อลดต้นทุนการจ้างเอาท์ซอร์ซและระยะเวลารอคอยสินค้า ฉันตัดสินใจ เราต้องการโซลูชันที่จะลดต้นทุนการจ้างเอาท์ซอร์ซ, ลดเวลารอคอยสินค้า, ปลอดภัย, ใช้งานง่าย และอยู่ในงบประมาณ หลังจากตรวจสอบตลาดการพิมพ์ 3D อย่างละเอียดถี่ถ้วนแล้ว Louis และทีมของเขาตัดสินใจปรับใช้ Metal X ของ Markforged

ด้านซ้ายเป็นคลิปหนีบถ้วยใส่ตัวอย่างที่สร้างโดย MetalX และด้านขวาเป็นคลิปหนีบถ้วยใส่ตัวอย่างที่สร้างโดย DMLS

“Markforged มีประสบการณ์ทางธุรกิจมายาวนานกับระบบที่พร้อมใช้งานในภาคสนาม” Louis กล่าว โดยให้คุณค่ากับประสิทธิภาพของเครื่องพิมพ์ 3D ของ Markforged ขอแนะนำ MetalX และเครื่องพิมพ์ 3D แบบคอมโพสิต 2 เครื่อง
Nieka สามารถออกแบบคลิปหนีบตัวอย่างที่ออกแบบไว้ก่อนหน้านี้ใหม่ และใช้ Inconel 625 ร่วมกับ MetalX เพื่อการสร้างแบบจำลองที่ง่ายดาย คลิปนี้สร้างโมเดลด้วย MetalX ผ่านการทดสอบภายในบริษัท และปัจจุบันใช้ในอุปกรณ์ Nieka ทั่วโลก

นับตั้งแต่พบว่าเครื่องพิมพ์ Markforged 3D สามารถติดตั้งและใช้งานได้ Louis และทีมของเขากำลังคิดหาวิธีออกแบบคลิป ต้นแบบด้วยเครื่องพิมพ์คอมโพสิต 3D และใช้ Inconel กับ MetalX ด้วยวิธีนี้ เครื่องพิมพ์ Markforged 3D จะถูกใช้งานทั่วทั้งบริษัท “ไม่มีข้อจำกัดในการออกแบบเหมือนกับการใช้วิธีการแบบเดิม ๆ” Louis กล่าว “ชิ้นส่วนเดียวกันมีราคาถูกกว่าวิธีการทั่วไปถึง 10 เท่า และตอนนี้ก็สามารถสร้างแบบจำลองได้ภายใน 4 วัน”

แนวโน้มในอนาคต

Nieka ได้เร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์และลดระยะเวลาออกสู่ตลาดด้วยการเปิดตัวเครื่องพิมพ์ 3D ของ Markforged ภายในบริษัท ไม่เพียงแต่เร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ Metal X เท่านั้น Nieka ยังใช้เครื่องพิมพ์ 3D แบบคอมโพสิตเพื่อสร้างจิ๊กและส่วนประกอบต่าง ๆ Metal X มีไว้สำหรับใช้กับถ้วยใส่ตัวอย่างและคลิปเท่านั้น แต่ตอนนี้ใช้สำหรับชิ้นส่วนการผลิตอื่น ๆ ด้วย “เรากำลังออกแบบบนพื้นฐานของชิ้นส่วนการพิมพ์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในวิธีการทำงานของเรา” Louis กล่าว