三菱重工在重工業領域靈活應用3D印表機
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三菱重工在重工業領域靈活應用3D印表機

2015 年 4 月 12 日


【日經BP社報導】三菱重工業從2000年就開始在燃氣渦輪的開發和製造中使用3D印表機。最初是把3D-CAD數據發送給造型企業來進行造型,但因為成本高、費時長,需要盡量削減造型的對象數量。後來,3D印表機的重要性在公司內部獲得證實,降低成本、縮短交貨期的需求也隨之增加。2007年,三菱重工引進了美國Stratasys公司的「Dimension SST 1200」。

設計者要製作的模型是開發品,因此需要很高的保密性。引進3D列印裝置之後,所有工作都可以在公司內部完成,資訊安全性得到保證。3D印表機在公司內部的使用迅速擴大,還產生了希望高精度製作薄型部件的需求,因此三菱重工又引進了美國3D Systems公司的「ZPrinter 650」。

另外,性能實驗等用途要求以較高的精度一體製作燃氣渦輪部件等大型造型物。於是,三菱重工又引進了Stratasys公司的「Fortus 900mc」。

900mc_engineer_with_tray

使用中的Fortus 900mc,圖片來源:Stratasys官網

開發前置時間縮短,開發成本降低 

在燃氣渦輪開發過程中使用3D印表機的好處是,可以及時準確地確認設計形狀。以前,不太熟悉3D-CAD數據的生產一線只能在藍圖出來之後才能確認設計形狀,而使用3D印表機之後,製作出3D-CAD數據的第二天就能拿到模型來確認形狀。渦輪葉片等複雜內部構造也能輕鬆確認形狀,可以早日驗證可製造性。

而且,由於3D印表機可以輕鬆更改比例尺,因此可在桌面上討論直徑為數米、重量為數十噸汽缸的加工性,與設計部門協商加工上存在的問題,並早日解決這些問題。3D印表機的使用可以讓設計與製造部門協同合作,不僅能夠縮短燃氣渦輪的開發週期,還能從開發階段就開始進行產品品質管理。

為生產一線提供3D印表機製作的工具 

將3D印表機用於工具的製作,可以根據3D-CAD數據及時向生產一線低成本提供準確的工具。只要選定用途,現在的3D印表機能夠充分滿足製作工具的需求。

三菱重工用3D印表機製作了渦輪定子葉片的焊接劃線用工具、機器人教學工具、測量點定位工具等,在生產一線廣泛使用了這樣的工具。而且,中國及泰國等海外基地也在使用3D印表機製作的工具。在生產基地需要時及時提供工具,有助於在全球範圍內保證產品的品質。

提高培訓品質 

向新入職員工介紹燃氣渦輪構造以及對海外合作夥伴進行渦輪維護培訓時,三菱重工也使用了3D印表機製作的模型。使用縮小比例的模型,可以讓燃氣渦輪的複雜構造變得容易理解,新設計部件的形狀及構造也因為有了3D印表機造型物而變得通俗易懂,培訓品質由此獲得提高。

3D印表機過去給人的感覺是很難應用於重工業領域。希望本文能夠為在重工業領域使用3D印表機提供一些參考。(特約撰稿人:原口英剛,三菱重工技術統括本部高砂研究所製造技術研究室首席研究員)

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