世界500強卡特彼勒建增材制造工廠，3D Systems金屬3D打印機顯神威

據(jù)南極熊了解“百年老店”卡特彼勒在牽手增材制造25年后，首次創(chuàng)建一個定位于如今二級市場零件供應的獨立增材制造工廠，并為將來批量制作生產(chǎn)零件做好準備因其強大的功能和卓越的便利性，3D Systems開源的直接金屬打?。―MP）設備在卡特彼勒變得越來越受歡迎。為了控制打印成本，卡特彼勒目前使用自己生產(chǎn)的金屬粉。

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3D Systems直接金屬打印（DMP）設備ProXTM 300 Walkthrough

卡特彼勒何方神圣？
卡特彼勒是一個擁有百年歷史的世界500強企業(yè) 。自1886年Benjamin Holt（聯(lián)合創(chuàng)始人）發(fā)明了第一臺聯(lián)合收割機、1912年C.L. Best（聯(lián)合創(chuàng)始人）制造了其第一臺履帶式拖拉機起，卡特彼勒一直是建筑工程機械、礦用設備、柴油和天然氣發(fā)動機、工業(yè)用燃氣輪機以及柴電混合動力機組領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)。

縱觀卡特彼勒設備近百年來征服了多少戰(zhàn)場——30年代用于胡佛大壩和金門大橋的修建，40年代幫助美國完成超過7萬英里高速公路和印度巴克拉大壩的建設，50年代支持美國政府針對南極洲“深冰行動”，60年代支持巴基斯坦曼格拉大壩建設、巴拿馬運河的拓寬以及為阿波羅11號登月計劃提供動力，80年代用于阿根廷亞賽瑞塔大壩和土耳其阿塔圖卡大壩的建設，90年代之后又幫助中國三峽大壩的建設，和韓國新萬金海堤的建設等等——其輝煌歷史展示了卡特彼勒一直以來都致力于創(chuàng)造、建設、解決問題、創(chuàng)新、測試、提供服務以及讓整個世界變得更好。

百年老店與3D打印
2016年1月，美國田納西州戴爾斯堡的卡特彼勒變速箱總成工廠的裝配程序出現(xiàn)故障，需要幾周的時間才能解決。如果關(guān)閉裝配線，工廠將承受幾千美元的損失。更嚴重的問題是，客戶需要等待更長時間才能獲得新的變速箱。很快工廠就找到卡特彼勒3D打印團隊尋求幫助。該團隊使用3D打印制造出了一件臨時使用的塑料工具，并連夜送到工廠，恢復了裝配線的繼續(xù)運轉(zhuǎn)。
來自卡特彼勒3D打印團隊的Jim LaHood說，“3D打印能給工廠帶來無限的可能。對于沒必要用金屬材質(zhì)的小型工具和計量儀器來說，現(xiàn)在已經(jīng)不用像過去一樣使用金屬制造，而是選擇塑料材質(zhì)?！?br /> 在卡特彼勒，3D打印并不是一個新的概念。在過去25年中，公司通過3D打印快速成型制造了50,000個模型。不過，今天3D打印的使用方式已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。
3D打印使制造零部件更具有可持續(xù)性，對卡特彼勒來說也意味著節(jié)約時間和巨大的成本。比如，一直讓人頭疼的銷量較低的零部件。LaHood說，“它們需要巨大的倉儲成本、運輸成本和加工成本。”現(xiàn)在，通過3D打印，以前一年所需的這種零部件只用一個晚上就可以全部制造出來。

  

設備名稱	ProXTM 200	ProXTM 300
成型尺寸	140×140×125mm	250×250×330mm
打印層厚	10μm-100μm可調(diào) 預設30、40、50μm
典型精度	整體尺寸的±0.1-0.2% 最小值±50μm
最小成型細節(jié)	X軸100μm Y軸100μm Z軸20μm
最小壁厚	150μm
激光功率/類型	300w/光纖激光器	500w/光纖激光器
設備重量	1500kg	5000kg
打印材料	鈷鉻合金CoCr  不銹鋼 17-4PH  馬氏體模具鋼  鋁合金AlSi12

*以上4種材料可提供標準化參數(shù) 更多材料客戶可自行設定參數(shù)使用
*卡特彼勒增材制造工廠擁有2臺ProX 200和1臺ProX 300

為什么卡特彼勒要成立增材制造工廠和專職團隊？
在增材制造（3D打?。┘夹g(shù)多次急救卡特彼勒于水火后，秉承對3D打印技術(shù)的信任，相信很快這項技術(shù)的成本能大大降低、速度能大幅提高，卡特彼勒在提高自身零件設計效率和制造能力的道路上往前垮了一大步——去年下半年卡特彼勒在位于美國伊利諾伊斯州的總部附近開設了一個增材制造工廠，這個地方我們姑且稱之為“工廠”，其實它比一般概念中的工廠要小而安靜得多——它擁有包含F(xiàn)DM, SLA, SLS和樹脂噴射打印在內(nèi)各項技術(shù)的設備，此外還有3臺來自美國3D Systems的直接金屬打印設備,1臺ProX 300（見下圖），2臺ProX 200。
“其實，自90年代早期開始，卡特彼勒的不同部門就一直在使用不同工藝的3D打印設備，”卡特彼勒先進技術(shù)總監(jiān)Deb Conklin說道?！艾F(xiàn)在成立一個獨立的增材制造工廠是為了將這個習慣或說潮流推進到下一步：集中增材制造專業(yè)人士和設備資源，為全公司所有能受益于此技術(shù)的各部門服務。這也就是為什么這個新地點更適合被稱為工廠而非實驗室的原因，” 她繼續(xù)說。“這里不僅生產(chǎn)原型件，還生產(chǎn)二級市場維護部件和（最終）生產(chǎn)零件。增材制造代表了生產(chǎn)零件的新工藝，也代表了設計零件的新方式?！?br />

即使目前增材制造還不能成為卡特彼勒主要的生產(chǎn)技術(shù)，它依然在各方面讓這家公司受益匪淺。上圖為3D Systems金屬打印機ProX 300。

這個燃油濾清器底座一般用在挖土機引擎上，圖上這個零件則是用美國3D Systems公司的直接金屬打?。―MP）設備制作而成，充分顯示了增材制造在快速制作停產(chǎn)零件方面的優(yōu)勢。

因其強大的功能和卓越的便利性，3D Systems的直接金屬打?。―MP）設備在卡特彼勒變得越來越受歡迎。為了控制打印成本，卡特彼勒目前使用自己生產(chǎn)的金屬粉。正是因為ProX設備參數(shù)開源，支撐少，表面細節(jié)完好，以及卡特彼勒公司對細節(jié)特征要求高，所以這兩款設備成為了卡特彼勒公司的理想選擇。

卡特彼勒再成立3D打印和創(chuàng)新加速器園區(qū)
2016年3月31日，卡特彼勒宣布3D打印和創(chuàng)新加速器園區(qū)正式揭幕，旨在助力未來發(fā)展，推進更廣泛的合作、創(chuàng)新和加速， 完善了卡特彼勒技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)?？ㄌ乇死斩麻L兼首席執(zhí)行官道格拉斯·歐博赫曼（Doug Oberhelman）說，“卡特彼勒3D打印技術(shù)的未來令人振奮，從鑄造件到零部件，乃至其它可能實現(xiàn)的更大應用。此次揭幕的創(chuàng)新加速器將帶來多項創(chuàng)新，推動我們實現(xiàn)更大更快的發(fā)展。我已經(jīng)迫不及待想看到它為卡特彼勒和我們的客戶帶來的成果?！?br />
卡特彼勒的歷史展示了其一直以來都致力于創(chuàng)造，自 Benjamin Holt 和 C. L. Best兩位創(chuàng)始人開始，卡特彼勒人一直演繹著輝煌的人生篇章。3D Systems很榮幸與巨人一起，站在創(chuàng)造的風口浪尖。

關(guān)于3D Systems
3D Systems是3D 打印行業(yè)中的領(lǐng)先者，提供“從設計到制造”全套解決方案，包括3D打印機、打印材料和云計算按需定制部件；其強大的數(shù)字化流程真正把創(chuàng)意帶入生活，可選材料包括塑料、金屬、陶瓷和食品等，獲得專業(yè)人士和消費者的一致好評。3DS領(lǐng)先的醫(yī)療解決方案包括全套仿真、培訓、互動式個人化的手術(shù)和患者特定解決方案以及牙科類設備上的應用等。3DS個性化的三維設計和檢測產(chǎn)品提供最前沿的采集和觸摸技術(shù)，成熟的集成式解決方案替代并補充傳統(tǒng)方法，數(shù)據(jù)輸入直接打印實物件減小設計新產(chǎn)品的時間和成本。這些解決方案都可用來加快設計、創(chuàng)造、溝 通、原型或產(chǎn)生實物件，助力客戶“制造未來”。