John Deere dréit sech op 3D Dréckerei Méi effizient Motordeeler

Déi nei John Deere Traktoren, déi vun der Fabrikatiounslinn zu Mannheim, Däitschland rullen, hunn eng éischt fir d'Firma: e Metall 3D-gedréckte Motordeel.

De globalen Hiersteller vun landwirtschaftlechen an Turfausrüstung ass kee Frieme fir 3D Dréckerei, well hien et fir méi wéi 20 Joer benotzt huet fir Dausende vu Prototypen, Tools, Jigs an Armaturen iwwer seng weltwäit Fabriken ze maachen. Awer den 3D-gedréckte Edelstahlventil am Brennstoffsystem vum Trakter ass eng nei Richtung an Deel vun deem wat d'Firma seng Smart Industriestrategie nennt.

Am Joer 2020 gestart, huet den John Deere seng Visioun ugekënnegt fir nei Technologien séier an dräi Fokusberäicher z'integréieren: Produktiounssystemer, hiren Technologiestack a Liewenszyklusléisungen.

3D Dréckerei ass Deel vun dëser Visioun, an dëse Ventil ass ee vun hiren éischte Friichten. Et ass méi effizient wéi wann et traditionell hiergestallt wier. Et ass ongeféier 50% méi bëlleg a wesentlech méi kleng, manner Material benotzt. Awer dëst ass just d'Uewerfläch ze kraazt firwat den John Deere gewielt huet dësen Deel 3D ze drécken.

Déi éischt vu ville 3D gedréckte Deeler

Den neien thermesche Oflehnungsventil op de leschte Versioune vun John Deere 6R a 6M Traktoren ass net nëmmen eng innovativ Uwendung vun ëmmer méi zougänglecher Metall 3D Drécktechnologie, et ass den Héichpunkt vun ongeféier zwee Joer R&D.

Et huet ugefaang mat enger Erausfuerderung fir sécherzestellen datt John Deere Traktoren a kale Ëmfeld funktionnéieren. D'Ingenieure kruten d'Aufgab fir e Ventil z'entwéckelen, deen Brennstofftemperaturen erhalen konnt ouni d'Motorleistung ze beaflossen.

"Fir d'éischt ufänkt Dir mat deem wat Dir wëllt datt deen Deel mécht", seet den Udo Scheff, Ingenieursdirekter fir John Deere's kleng a mëttelgrouss Traktoren, "a schafft duerch d'Optimiséierung vun der computational Flëssegkeetsdynamik an simuléiert se an der virtueller Welt, da transferéiert Dir dat. an digital Designs fir e Prototyp Modell.

Den idealiséierte Prototypmodell, deen deen de Brennstoff mat der gréisster Effizienz fléisst, hat ofgerënnt, glat intern Kanäl. Eng Feature, seet de Scheff, ass nëmme méiglech mat 3D Dréckerei ze kreéieren.

"An der Flëssegkeetsdynamik, wann Dir zwee Bohrlächer hutt, déi sech kräizen, hutt Dir ëmmer scharf Ecker wann Dir Bearbeitungsinstrumenter benotzt. Mat 3D Dréckerei kënnt Dir ronn Ecker hunn, dat ass dat Element dat eis e weidere Schrëtt an der Optimiséierung vum Ventil bruecht huet.

Fir ze testen ob den Deel wéi erwaart funktionnéiert, hunn d'Ingenieuren vum John Deere mat additiv Fabrikatiounspersonal bei Däitschland geschafft GKN Additiv (Prognose 3D), en digitale Hiersteller vu Metalldeeler a Materialien, fir den Design vum Brennstoffventil fir Metall 3D Dréckerei weider ze optimiséieren. GKN huet Prototyp Ventile a Stol op den neie Metall 3D Drécker vun HP gedrécktHPQ
, déi Metal Jet S100 Léisung. Dëst Dréckerspäicher benotzt ee vun de Metal 3D Dréckerei Technologien - et ginn e puer - genannt Binder jetting, wou e Metallpulver mat engem Bindungsmëttel Schicht op Schicht zesummegefaasst gëtt, fir en Deel ze bilden, deen dann an engem Industrieofen gesintert gëtt. Duerno gëtt den Deel machinéiert a montéiert.

Den thermesche Oflehnungsventil huet rigoréis Tester gemaach fir déi erfuerderlech Päifqualitéit ze garantéieren, déi gläich wéi machinéiert oder Investitiounsgossmetall ass. Feldprüfung vum Deel war och e Succès.

"Also dat ass de Punkt wou mir mussen entscheeden wéi mir dësen Deel fabrizéieren fir d'Materialeigenschaften an aner Ufuerderungen z'erhalen", seet de Scheff, deen och seng enk Frist fir dësen Deel huet misse berücksichtegen, wéi vill Tooling kascht, a wéi den Deel an der Assemblée Workflow passt.

"An dat ass wann mir decidéiert hunn, okay, wann dësen 3D-gedréckten Deel an Tester funktionnéiert an d'additiv Fabrikatioun kascht-effizient ass, da funktionnéiert et och an der Produktioun", seet de Scheff.

Prototypen ze kreéieren am selwechte Material a Methode, déi fir de finalen Produktiounsdeel benotzt ginn, gëtt Ingenieuren méi Garantie vun der Leeschtung. "Mir hunn de Metal Jet-Prozess vun HP gewielt well et vill méi séier ass wéi aner Metall 3D Dréckprozesser", füügt de Jochen Müller, dem John Deere säi globalen Digital Engineering Manager un. "Mir entdecken Méiglechkeeten fir méi effizient, zouverlässeg an nohalteg Ausrüstung ze liwweren, an HP huet eis déi perfekt Léisung dofir geliwwert."

Metal 3D Dréckerei bei Produktiounsvolumen

De Moment gi méi wéi 4,000 Ventile vu GKN an d'John Deere Traktorfabréck geschéckt fir d'Finale Montage zu engem Präis pro Deel dee manner ass wéi Schmieden oder Fräsen. Traktoren mat dësem 3D-gedréckten Deel sinn schonn am Feld, wuertwiertlech.

De Müller seet, datt en anere Virdeel vum 3D-Drock vun dësem speziellen Deel amplaz traditionell Methoden ze benotzen, ass d'Beweeglechkeet am Fabrikatiounsprozess dobäi. Well 3D Dréckerei keng Schimmel oder Tools erfuerdert, waren Deel Prototypen méi séier a méi bëlleg ze kreéieren, wat den Designprozess beschleunegt. Den Design kann zu all Moment ugepasst a verbessert ginn. Plus, wann et ëm Ersatzdeeler kënnt, ass kee stännegen Inventar néideg. Déi digital Datei vun dësem Wäert kann un all Drëtt-Partei Hiersteller mat HP Metal Jet Technologie geschéckt ginn a relativ lokal a séier produzéiert ginn.

Och wann e komplette digitalen Inventar vu Reparatur- an Ersatzdeeler fir aktuell a legacy John Deer Ausrüstung nach ëmmer e wäit Zukunftsprojet ass, gesäit d'Firma schonn déi potenziell Virdeeler.

"Mir hunn eng rieseg Ersatzdeelorganisatioun déi ganz, ganz fir 3D Dréckerei interesséiert ass", seet de Müller. Schonn denkt d'Firma iwwer wéi a wéi vill Ersatzdeeler kënnen an 3D-Dréckbar digital Dateien ëmgewandelt ginn, wat d'Lagerhaus eliminéiert. "Normalerweis hu mir Ersatzdeeler fir ongeféier 20 Joer op Lager, heiansdo souguer méi laang, an et ass ganz schwéier virauszesoen wat mat der verfügbaren Lager ze maachen a wéi Dir d'Lager opfëllen wann Dir leeft."

Nieft 3D Dréckerei Ersatzdeeler op Ufro, gesäit de Müller eng Zukunft vir, wou den John Deere verschleeften oder futtis Deeler analyséiere kann an 3D personaliséiert Deeler drécken, déi fir individuell Benotzungsfäll verstäerkt ginn.

3D Dréckerei bewisen Duerch Prototyping

John Deere, wéi vill Fabrikatiouns- an Autosfirmen, hunn 3D Dréckerei an hirem Ingenieurslabo ugefaang mat Polymer Design Prototypen vun Deeler a Gefierkonzepter.

D'Firma huet séier geléiert datt physesch Modeller ze hunn fir ze handhaben, ze passen an ze vergläichen mat existent Deeler sinn onschätzbar an der Designphase. "D'Leit aus der Versammlungslinn kënnen iwwerpréiwen ob Äre Konzeptdeel aus enger Fabrikatiounsperspektiv machbar ass", bemierkt Scheff.

Dës Prototype si méi effizient an a wesentlech méi séier wéi d'Maschinn oder d'Schnëtt aus Holz, wat eng vun den Techniken war, déi benotzt goufen ier den John Deere 3D Dréckerei am Joer 2000 ugefaang huet.

"Eis intern 3D Dréckfäegkeeten erlaben eis Designer hir Iddien einfach ze testen an hir Konzepter op eng ganz fréi Stuf am Entwécklungsprozess z'iwwerpréiwen", füügt Müller derbäi. "Et ass eng 'fail early' Aart vu Gedanken. Mir wëllen all Konzepter als physesch Modeller op de Buedem bréngen an divers Gruppen zesummen hunn fir mam richtege Konzept erauszekommen. Also 3D Dréckerei an additiv Fabrikatioun, am Allgemengen, erlaabt eis dat ze maachen.

Den thermesche Oflehnungsventil ass just deen éischte vu ville 3D-gedréckte Traktordeeler déi kommen.

3D Dréckerei Factory Jigs & Tools

3D Dréckeren ginn an bal all John Deere Fabréck weltwäit fonnt, déi Armaturen a Fabrécksinstrumenter 24/7 erauskréien. De Scheff seet datt et ëmmer nach traditionell Fabrikatioun stattfënnt well 3D Dréckerei net alles ersetzen kann, awer wann et ëm Deeler mat eenzegaartege Konturen oder speziellen Tooling kënnt, ass 3D Dréckerei d'Method vun der Wiel.

Fabréck Ariichtungen si bal ëmmer eenzegaarteg zu enger Fabréck Linn an deier ze Maschinn a klenge Quantitéite. Fir 3D Dréckerei dës Deeler z'erliichteren, huet de John Deere e globalt Netzwierk vun 3D Dréckeren mat verschiddene Dréckertechnologien op verschiddene Plazen etabléiert a méi grouss Fabriken déngen d'Bedierfnesser vun de méi klenge Fabriken.

An all John Deere Fabréck proposéiert d'Fabrikatiounstechnik Departement, déi als Aufgab ass déi effizientste Fabrikatiounsprozesser ze fannen, nei Tools a bestëmmt ob se am Beschten mat additiv oder traditionellen Technologien gemaach ginn. Dann entwéckelt dem Müller säin digitalen Ingenieursgrupp déi digital Modeller, déi zréck an d'Fabréck geschéckt ginn fir 3D-Drécken oder op e lokalen 3D-Druckservice auszeginn.

Vu Prototypen bis zum Schlusskomponenten, Tools, an Ersatzdeeler, 3D Dréckerei ass ee vun de wichtegste Verméigen vum John Deere a senger Sich no enger méi digitaler an agiler Organisatioun ze sinn, seet de Müller. Et erméiglecht d'Ingenieuren Konzepter vun Iddi bis kierperlechen Deel méi séier duerch rapid Prototyping Deeler z'entwéckelen, an elo, mat sengem leschte Projet, méi effizient Motordeeler méi séier a méi bëlleg op de Maart ze bréngen.