后市場變革進行時,普惠與ST工程開發金屬零件的3D打印工業化工藝
一架飛機的服役時間長達數十年,在這種情況下,備品備件的保有是耗資巨大的負擔,尤其是對于有些已經不在生產的飛機機型來說,由于飛機還在服役,仍然要制造和維持數目龐大的備品備件是一件嚴重浪費資源的事情。減少材料浪費,減少廢舊零件,降低物流帶來的碳足跡,3D打印為人類與地球的可持續發展帶來了新的空間。在這方面,航空航天制造商普惠(Pratt&Whitney)近日公布了與ST工程合作開發3D打印航空發動機零部件的工業化工藝。
來源:普惠
雙方開發的3D打印工業化工藝將首先用于商用發動機維護、修理和大修(MRO)領域。該過程利用了ST工程公司的生產級3D打印能力和金屬3D打印領域的豐富知識。
來源:普惠
這項突破性的創新是普惠公司更廣泛的技術路線圖的一部分,該技術路線圖將先進的技術集成到普惠公司的整個運營過程中,將人工智能,機器人技術和自動化技術作為普惠公司數字化轉型的一部分。普惠公司和ST工程公司將繼續研究如何將增材制造應用于其他航空零部件和發動機零件制造中,并開發用于混合動力維修和其他商業售后市場的增材制造工業化工藝。參與方對數據進行了幾輪嚴格的審查和討論,以支持3D打印金屬零件在維修中的授權使用。雙方探討了ST工程公司符合現有航空法規的認證工藝以及對3D打印機的要求和局限性,ST工程公司提供完整的交鑰匙制造解決方案的能力,其中包括生產級3D打印和后處理(例如熱處理等),以確保質量和過程系統均通過普惠公司對售后市場要求的認證。
關于3D打印零部件對供應鏈的意義,我們可以通過一個直觀的例子感受一二。拿穆格與微軟, ST工程和新西蘭航空公司的一個模擬合作舉例。新西蘭航空公司從新西蘭奧克蘭駕駛波音777飛往洛杉磯,機艙部件發現受到損壞,這時候空中機組人員通知奧克蘭的維修部門。這時候新西蘭航空公司可以采購這個受損零部件原來的數字模型,由洛杉磯的3D打印機打印出來,然后直接送到機場,飛機降落后,維修團隊可以進行維修而不會損失任何正常運行時間或收入。
這樣的場景 – 與工廠車間內的機器零件的維修替換是一樣的邏輯 – 不僅大大減少了獲得新零件所需的時間,而且幾乎消除了與供應鏈相關的非價值創造成本,例如包裝、運輸、倉儲、庫存管理和海關。節約庫存和倉儲成本是追求零部件通過增材制造來實現的重要推動力,大約25%的零件成本在倉儲環節中。
另外一個典型的案例,惠普與路虎和維斯塔斯(風力渦輪機制造商)等工業客戶合作,探討如何通過惠普的3D打印技術來推進這些工業用戶售后市場的能力。作為試點計劃的一部分,惠普通過3D打印技術為其傳統打印機的用戶打印備件。在一個案例中,惠普用戶的辦公室打印機HP DesignJet 510打印機即將停產。為了確保打印機的使用壽命更長,惠普正在使用惠普的3D打印來為用戶提供零部件。
隨著試點計劃的成功,惠普正在通過其3D打印技術對更多備件進行制造工作。從而以更可持續的方式提供備件,使其更具成本效益,同時最大限度地減少倉儲和運輸,并提高客戶滿意度。此外,3D打印所生產的零部件在設計方面還可以獲得改進,例如惠普打印機的零部件經過重新設計,可將30個零件的裝配減少到僅6個零件。除了金屬和塑料備品備件的直接3D打印,通過3D打印砂模+鑄造的方式也呈上升趨勢。但在某些情況下,公司可能希望通過逆向工程來制造不再可用的零件。在這方面蘇爾壽做出了表率,蘇爾壽是全球領先的泵生產商之一,專為工程、配置和標準泵送解決方案提供各種產品,以及必要的輔助設備。作為泵送解決方案業務的一部分,蘇爾壽不僅嘗試通過3D打印為旋轉設備制造備件。還通過逆向工程使維修商能夠根據原始組件制造新零件。
總之,3D打印正在深度影響供應鏈與商業模式,并將創造出指數級增長的商業機會。與之對應,制造業生態系統正在迅速變化,原因在于3D打印技術不斷增長的能力。為了在這個生態系統中茁壯成長并獲得制造業附加值創造能力,企業可以考慮從通過3D打印進行原型設計和備品備件制造起步,并嘗試擴展到生產的可行性,逐漸制定出可以實現的戰略計劃。
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