Når det drejer sig om en hurtig og konkurrencepræget branche, er det ofte først at se og så tro. Det gælder også inden for 3D-print. For at levere det håndgribelige bevis har Formlabs Manufacturing and Services Bureau (MSB) 3D-printet hundredtusindvis af prøvedele og endda dele til slutbrug til Formlabs 3D-printere. Ved at printe så store mængder har Formlabs bevist produktionskapaciteten i sit eget økosystem. Nu går de et skridt videre ved at øge forarbejdningskapaciteten med det nye Formlabs Automation Ecosystem. Du kan læse mere om Formlabs Automation Ecosystem i denne blog.
Formlabs’ økosystem til automatisering
Formlabs MSB har bevist, at 3D-print til masseproduktion ikke bare er muligt, men at det med Automation Ecosystem kan strømlines og gøres omkostningseffektivt. Hardwareprinterudvidelsen Form Auto, softwarefunktionerne Fleet Control og High Volume Resin System arbejder sammen om at opskalere produktionen uden at mangedoble lønomkostningerne eller pladskravene.
Prøver og produktionsdele til slutbrug
Formlabs MSB er et produktionsanlæg i Toledo, Ohio, som huser 140 Form 3 SLA 3D-printere og mere end 30 Fuse SLS 3D-printere. “Vi printer prøvedele, som kunderne anmoder om som en del af deres evaluering af et nyt printerkøb, men vi printer også dele, der bruges til at producere Formlabs-enheder, såsom Form Wash L, Form Cure L, Form 3L og Fuse-serien,” siger Pauwels.
Ingeniørerne hos Formlabs bruger deres egne SLA- og SLS-printere til både prototyper og næste generations maskinproduktion. Nogle dele blev oprindeligt 3D-printet som en nødløsning under pandemiens afbrydelse af forsyningskæden, andre fordi 3D-print i nogle tilfælde er et billigere alternativ til sprøjtestøbning. Ved at udnytte kraften i en så omfattende flåde af SLA- og SLS-printere kan Formlabs producere store mængder dele til slutbrug og få maskinerne hurtigere på markedet.
For hvert af Formlabs’ materialer (der er mere end 40) er der et standardprintet prøveemne, som alle kan anmode om, uanset om de allerede har en Formlabs-printer eller ej. Prøvedelene er vejledende for den tilsigtede brug af hvert materiale, fra medicinske boreguider i Surgical Guide Resin til funktionelle tandhjul printet i Durable Resin. Du er velkommen til at spørge om mulighederne.
Udfordringen: stor volumen, mange kontaktpunkter
Med 140 SLA-printere og mere end 40 SLA-materialer kræver det tæt opsyn og konstant overvågning at styre printanlægget. Anlægget opretholder en streng tidsplan, der optimerer print- og efterbehandlingstider og sikrer, at de passer så meget som muligt ind i medarbejdernes arbejdsdag. Andrew Crane, et medlem af Formlabs Operations Excellence-team, har arbejdet på at optimere tidsplanen og flowet i printfarmen. “Vi har fire teams, et med to grupper til Form 3+-printere med forskellige printkøer, Form 3L-printere, Fuse 1+ 30W-printere og et procesteam…. Vores printkø kan nogle gange nå op på 500 prints ad gangen,” siger Crane.
Før Automation Ecosystem skulle printere normalt have flere kontaktpunkter om dagen – priming af en printer ved at lægge en byggeplatform på og sikre, at den korrekte patron og tank var på plads, og fjernelse af byggeplatformen for at overføre dele til Form Wash, når printet var klar. Selvom hver opgave tager mindre end et minut, bruges det meste af en dag i et produktionsanlæg med 140 SLA-printere kun på disse arbejdskrævende, men ikke særlig komplekse opgaver.
Gør arbejdet for fem printere
Med Form Auto og Automation Ecosystem reduceres disse korte, men gentagne opgaver betydeligt. Form Auto bruger Build Platform 2’s quick release-teknologi til at fjerne dele. Herefter placeres platformen igen, og printeren er klar til et nyt job, hvilket eliminerer to af de berøringspunkter, som tidligere skulle udføres af en medarbejder. “Det er, som om én printer udfører fem printeres arbejde,” siger Pauwels. Arbejdet med at skrabe dele fra en byggeplatform og vaske hver batch en for en er elimineret med Build Platform 2 og Form Auto.
“Når vi kommer om morgenen, er der nu kun én stor spand med dele fra flere jobs, der skal køres gennem Form Wash L. Vi er mere produktive med visse opgaver, fordi printerne kan afslutte deres opgaver uden for arbejdstiden og genstartes,” siger Chris Pauwels, manager Formlabs Ohio MSB.
Formlabs MSB-medarbejdere har mere frihed til at udføre komplekse opgaver, da de bruger meget mindre tid på at fjerne dele, primere printeren og vaske en batch. Når emnerne er færdige natten over, eller når der ikke er nogen medarbejdere til stede, kan nye print starte automatisk. I Formlabs MSB med Form Auto behøver printningen ikke at stoppe, når lyset slukkes om aftenen og i weekenden.
Formlabs MSB-medarbejdere ankommer om morgenen og kan derefter omarbejde store partier af dele fra flere byggevolumener, der er lavet i løbet af natten.
Hvordan Fleet Control muliggør komplet operationel ekspertise
Fleet Control er en funktionspakke i Dashboard, der optimerer, hvordan print sættes i kø, tildeles og planlægges i et produktionsmiljø med flere printere. Hos Formlabs MSB er der 140 SLA-printere og 40 resiner, så enhver mulighed for at organisere og optimere driften bør gribes hurtigt.
“Fleet Control har reduceret ledernes input til printoperationen betydeligt. Vi kan nemt placere brugerdefinerede jobs i printkøen, og vores teknikere skal ikke bekymre sig så meget om, hvorvidt de får det rigtige job på den rigtige printer,” siger Crane.
Inden for gruppen af 140 SLA-printere hos Formlabs MSB er der mindre printergrupper, som bestemmes af materialetype. Disse grupper er fleksible og kan ændres, f.eks. når et nyt materiale introduceres, og efterspørgslen skifter til at lave nye prøver. Fleet Control giver brugerne mulighed for at sende udskrifter til printergrupper i stedet for at vælge en bestemt enhed og også administrere en kø inden for en gruppe. Det viser også en oversigt over, hvordan hele produktionsenheden klarer sig, så teknikerne kan opdage eventuelle uregelmæssigheder, før der opstår problemer.
“Fleet Control har gjort det utroligt nemt at styre produktionen i vores printfarm. Med et par touchscreens kan vores teknikere hurtigt identificere og løse problemer,” siger Crane.
Kombinationen af Fleet Controls organisation og overvågning med Form Autos produktionskraft har ført til en betydelig stigning i produktiviteten for Formlabs MSB. “Fleet Control kombineret med Form Auto har ført til en betydelig stigning i produktionen af dele. Men måske endnu vigtigere er det, at det har vist sig at øge vores udbytte af de samme dele sammenlignet med Form Auto og konventionelle metoder, fordi delene berøres fysisk sjældnere,” siger Crane.
Print i store mængder kræver nye resin-løsninger
Teamet hos Formlabs MSB har printet prøvedele i årevis og ved præcis, hvor mange batches af hver del der kan laves med en resinpatron, og hvornår der skal indsættes en ny. Disse omstillingsopgaver udføres hurtigt og nemt, men ligesom fjernelse af dele, ganget med 140 printere, kan de optage en betydelig del af medarbejdernes tid. “En stor del af printeroperatørens arbejde består i at udskifte resinpatroner. Hvis man printer 440 dele om dagen, er man nødt til at udskifte dem ofte,” siger Pauwels.
Ud over arbejdstiden begynder antallet af tomme patroner at stige ved denne udskrivningsvolumen, hvilket øger opbevaringskravene og kræver bortskaffelsesstrategier.
“Vi udviklede High Volume Resin System til problemfrit at levere fem liter resin gennem et automatiseret pumpesystem, så printere, der er udstyret med Form Auto, kan behandle flere printbatches uden nogen form for medarbejderinteraktion. Da High Volume Resin System har fem gange større resin-kapacitet, er der fem gange mindre interaktion med resin-beholderne. Det svarer til fem gange færre resinpåfyldninger og fem gange mindre risiko for spild,” siger Pauwels.
Automation Ecosystem muliggør masseproduktion
3D-print har været brugt til skræddersyede produkter i årevis, og med den stigende anvendelse af 3D-printet hurtigværktøj bliver det i stigende grad brugt som et trin i masseproduktionsprocesser. Indtil nu har der ikke været nogen teknologiplatform, der kunne kombinere 3D-printningens kundetilpasning med masseproduktionens høje gennemløb. Automation Ecosystem bygger bro over denne kløft, gør tilpasning mere overkommelig ved at reducere lønomkostningerne og gør masseproduktion mere effektiv ved at fjerne tidspresset i den gennemsnitlige arbejdsdag.
Til dato har Formlabs MSB produceret hundredtusindvis af dele, hvilket demonstrerer Form 3-seriens printeres produktionskapacitet og Formlabs’ materialers konsistens. Efterhånden som efterspørgslen på 3D-printere og dele til Formlabs’ kunder voksede, voksede den også internt hos Formlabs. Automation Ecosystem er et svar på behovet for effektivt skaleret produktion, og der er ikke noget bedre sted end vores eget anlæg til at bevise det.
“Automation Ecosystem har hjulpet MSB med at reducere arbejdskraften pr. del med mere end 50% takket være øget gennemstrømning uden ekstra arbejdskraft,” siger Andrew Crane, Operational Excellence team.
Evnen til at printe konsekvent i denne skala hjælper med at strømline Formlabs’ drift og forsyningskæde, men det skaber også en kontinuerlig feedback-loop. Ved at bruge vores egne produkter til produktion kan vi lære af dem, videreudvikle processen og gentage den. Det giver os også mulighed for at optimere vores forretningsmodel og den teknologi, som den er baseret på.
Leave a Reply