     讓灌裝設備可用性高、檢修時（shí）間短
     3D 金屬（shǔ）打印改變了飲料灌裝設（shè）備的備件物流
 
       利希滕費爾斯（德國），2016 年 12 月19 日——如今，越來越多（duō）的3D 金屬打印用戶（hù）通過采用增材製造技術開辟出了更多新的應用（yòng）可能。3D 設計創造的全新產品解決方案為生產製造和物流理（lǐ）念帶來了全新的概念。來自德國的不（bú）鏽（xiù）鋼部件生產專家Jung & Co. Gerätebau 公司，因采用增（zēng）材製造技術應用於飲料灌裝生產，從而（ér）可以（yǐ）更快速度地為其提供產品備件。為此，我們專門采訪了Jung & Co. 的總經理 Thomas Lehmann先生，就 3D 金屬打印的應用領域和優勢展開了深入對話。
 
        據了解，Jung & Co.公司是加（jiā）工不鏽鋼/合金、各種鋁合金或鈦等金屬材料的生產專家。擁有材料學方麵最專業的技術知識、最先進的 CNC 機床以及最專業的顧問團隊。其業務範圍覆蓋飲料和食品（pǐn）行（háng）業、醫藥和化工（gōng）技術、設備製造（zào）、航（háng）空以及化石燃料提取行業等。該公司的核心（xīn）業務之一就是為飲料（liào）灌裝設備（bèi）製造不鏽鋼備件。
 
 
         專業知識傳承確（què）保真（zhēn）正的（de）協同（tóng）效應
 
         Jung & Co.公司主要是對不鏽鋼（gāng）、鋁和鈦（tài）等（děng）金屬材料進行（háng）加（jiā）工生產。40 多年來（lái），公（gōng）司運用自己的（de）專業知識已將這些金屬產品應用於多個行業。現在，Jung & Co.除了采用傳統的切屑（xiè）工藝進行生產之（zhī）外，又擴（kuò）展采用了最具創新概念的金屬激（jī）光熔融工藝——增（zēng）材製造法。該製造法主要是通過一（yī）台來自 Concept Laser 的 M2 cusing Multiaser 實現。
 
       Thomas Lehmann先生介紹說:“我們（men）開發了一種跨工藝的、始終麵向實（shí）際應用的（de）不鏽鋼解決方案。我們通過傳統的（de）切（qiē）削法、混合製造法或完全的增材製造法生產零件或組件。客戶可以從（cóng）我們一站式（shì）的全方（fāng）位服務中快速得到精密的最終產品。”
 
 
        例如飲（yǐn）料行業
 
       在第一次體驗增材（cái）製造法之後，Jung & Co. 就邁出了第一步——“按需備件”一（yī）詞成（chéng）為（wéi）可能。對此，Thomas Lehmann介紹說： “剛開始我們的客戶認為（wéi）：這個想法太瘋狂了！太貴了！完全不現實（shí）！因此，我們的工（gōng）作首先是要讓人信服。”因“按需（xū）備件（jiàn）”這一理念恰恰是因為不可否認的經濟因素才出現的。
 
         連續使用中的飲料（liào）灌裝設備
 
         具備高可（kě）用性和靈活性（xìng）對於飲料（liào）行業的灌裝設備來說非常重（chóng）要，因為它必須（xū）能夠灌裝各種大（dà）小的瓶或罐。灌裝（zhuāng）設（shè）備的（de）任務包括：對瓶或罐進行灌裝、封口，最後輸送到後處理（lǐ）站點。根據食品法，灌裝設備最重要的要求就（jiù）是要（yào）保證（zhèng）清（qīng）潔和衛（wèi）生。因此，不鏽鋼是這個行業優先選擇的材料。
 
         對於飲料業的灌裝設備（bèi）來說，每小時高達 40,000 – 80,000 瓶或罐的生產速度並不是什（shí）麽罕見（jiàn）的事。這（zhè）個行業以速度“為生（shēng）”。一旦停機，經濟（jì）性就將大打折扣。查找故障、申購備件、發貨（huò）和安裝——最壞情況下這些可能需要好幾天（tiān），交易中還可能出現交貨延遲。根（gēn）據整條灌裝線的規模和灌（guàn）裝能（néng）力，每小時的（de）生產損失可達到約 4,000 歐元至約 30,000歐（ōu）元。而（ér）有時，灌裝商不得已將生產轉向其它灌裝線（xiàn）時，還必須根據容器對其生產線進行調整。這些對（duì）於生產經理（lǐ）和所有員工來說，都是極力想要避免的緊急狀況（kuàng）。
 
         對此，“我（wǒ）們總是（shì）對客戶說：其實完全可以不必如此的。采用增材製造的（de）不鏽鋼部件可以（yǐ）做到按需（xū）打印生（shēng）產，並且還可進行設計優化。”Thomas Lehmann先生接著說道：“但正（zhèng）是這個具有革命性的想法，導致了大部分客戶從一開始就表（biǎo）示懷疑。”事（shì）實上，Jung & Co. 已經讓（ràng）長期合作的飲料行業客戶迅速（sù）轉向了增材製造。
 
 
         減少組件中的部件並提高可用性
 
         很（hěn）早就和3D打印技術先驅 Concept Laser 合作，進行不鏽鋼激光熔融的 Thomas Lehmann先（xiān）生非常（cháng）清楚3D金屬（shǔ）打印的優勢：增材製造解決方案意味著在保證 CAD 設計符合工藝要求的同時，還留有很高的幾何自由度。此外，部件或整個組件都可采用（yòng）一（yī）步到位的方案出現。 如果灌裝商（shāng）需要新的罐灌裝閥，完全可以根據 CAD 數據盡快製造出該部件供客戶安裝，從而（ér）大幅縮短（duǎn）停機時間。
 
         為（wéi）飲料灌（guàn）裝機製造備（bèi）件是Jung & Co.公司的核心業務之一。如剛才所述的（de）罐灌裝（zhuāng）閥（fá），組件中很多都不是（shì）標準部件，而是客戶定製（zhì）的解決方案。采用傳（chuán）統方法製（zhì）造時，因該組件由七個采用了1.4404 不鏽鋼製成的部件組（zǔ）成，因此還需要增添必要的密封件。生產過程中，首先必須在 CNC 機（jī）床上通過銑削或車削精密切削出這（zhè）些不鏽鋼部件（jiàn），然後手動進行裝配。接著將組件放入倉庫，以便 – 為了以（yǐ）防萬一 – 能夠快速反應並讓灌裝設備重新起動。
 
         “現在，該罐灌裝閥經過了重新設計，可以在 M2 cusing Multilaser 上僅通過一道（dào）工（gōng）序即可製造（zào）完成。因此，無需再（zài）考慮因（yīn）組件接合（hé）產生的密封件和接口。裝配的取消不僅降低了成本，還帶來了時間優勢。采（cǎi）用傳（chuán）統方式製造該部件，包括采購必要的精密鑄造件在內總（zǒng）共需要約 8 - 10 周時間，而采用（yòng）增材製（zhì）造法僅需約 1 周。” Thomas Lehmann先生詳細（xì）地介紹說，“原則上，當出現突如其來的需求時，我（wǒ）們（men）就可以這樣（yàng）製（zhì）造和準（zhǔn）時交付按（àn）需備件。對（duì）於作為製造（zào）商的我們和作為用戶的客戶來（lái）說，如果需要讓檢修或停機時（shí）間盡可能短，那麽這種（zhǒng）可生產精密零件的工藝（yì）所帶來的優勢必定是（shì）非常誘（yòu）人的。”此外，不（bú）必提前采購和存放備件也降低了（le）資（zī）金投入。
 
 
         新的部（bù）件解決方（fāng）案和高可重複性
 
         盡管如此，在增材製造生產的過程中，組件開（kāi）發仍是一項小壯舉（jǔ）。高動態性灌裝機的負載要求是很高的，因此罐灌裝閥需要經過密集的（de）負載測試。此外，還需要（yào）進行拓（tuò）撲優化和設計調整以及精加工成本和零（líng）件應力消除調查。 Thomas Lehmann先生說：“部件（jiàn）開發是一個激動人心的過程。在開發過程中，會開辟出一條新（xīn）的（de）、有針對性的路徑。成品 3D 部件不（bú）僅看起來與傳統的不同，還會輕約 35 %。大多數情況下，重量減（jiǎn）輕可能比這一比例（lì）還要多。”
 
         根據 Jung & Co. 提（tí）供的信（xìn）息，采用增材製造法所創造的可能性是多層次的：可以引入輕量化方法或進行功能集成，例如冷卻、回火或傳感器；可以進行混合製（zhì）造，這（zhè）一（yī）方法具有非常重要的意義；高度的可重複（fù）性，一旦過程參數確定，即可確保（bǎo）質量水平（包括隨附文檔）始終如一。Thomas Lehmann先生介紹說（shuō）：“3D 金屬打（dǎ）印的（de）許多方麵都（dōu）需要在與客（kè）戶洽談（tán）時，進行（háng）準確的性能要求（qiú）分析。隻有通過（guò）對（duì）話才能獲得符合工藝要求的解決辦法，形成能夠讓部件性能比以前（qián）更強大的新解決方（fāng）案。成本方麵則最終決定了（le）零件的性能和供貨的速度。”
 
 
         Jung & Co. 對 3D 金屬打印的展望
 
         從 2015 年起（qǐ），增材製造法就對 Jung & Co. 的 CNC 製造業務進行了補充。目（mù）前，該公（gōng）司（sī）已采用 Concept Laser 帶有（yǒu） 2 x 400 W 激光源的 M2 cusing Multilaser 進行增材製（zhì）造生產。因為需求不斷增長，擴大（dà）製造（zào）規模已勢（shì）在必行。“我們對 3D 打印金屬部件的需求預計將保持穩步的增（zēng）長。因（yīn）此，能夠讓我們的員工，尤其是實（shí）習生們熟悉這項新技術，是一件讓我非常高（gāo）興的事（shì）情。”Thomas Lehmann表示：“作為（wéi）一（yī）家中型企業，獲取的專業知識在客戶洽談中始終都是重（chóng）要的（de）論據（jù）。”
 
         此外，Jung & Co. 還計劃（huá）在今年采購一台移動式（shì）激光掃描儀，借此將在為客戶快速供應備（bèi）件（jiàn）方麵（miàn）踏上一條全新的（de）道路。Jung & Co.通過激光測量可（kě）以現場對客戶設（shè）備中需要替換的相關部件進行數字描繪。特別是（shì）在（zài）緊急（jí）情況下（xià），客（kè）戶將相關的 3D 文件在線發送給 Jung & Co. 後，就可（kě）立即在激光熔融設備上開始生（shēng）產（chǎn）。“為了實現過程鏈的完全數字化，激光掃描儀是符（fú）合邏輯的下一步。”Thomas Lehmann表示：“增材製造已為飲料行業灌裝設備備件（jiàn）開啟了一（yī）係列（liè）的美好前景。”

        采訪 Jung & Co. 總經理（lǐ） Thomas Lehmann先生

        編輯：Lehmann 先生，按（àn）需生產備件的（de）想法是（shì）如何產生的？

        Thomas Lehmann：實際上，這一直是 Jung & Co. 的夢想。當我們需要（yào）向客戶提供例如罐灌裝閥等產品時，采用傳（chuán）統切削工（gōng）藝（yì），勢必需要一定的供貨時間。包括采購必要的精密（mì）鑄造件的（de）時間在內，前後需要（yào）約 12 – 15 周時間。當時的問題是，如何才能做（zuò）得更快（kuài）。 在我們開始（shǐ）采用（yòng）增（zēng）材製造法之後，我（wǒ）們對（duì）產品的視角發生了改變。這一製造方（fāng）法讓生產其他的幾何形狀成為可能，解決方案也可以（yǐ）更快、組件（jiàn）可以更少。此前由七個組件構成的罐灌（guàn）裝閥，現在可以在一道工序中製造完成，而（ér）且還削減掉了用於（yú）裝配連接的（de）接口和密封件，重量（liàng）也減輕了約 35 %。現在，製造經過優化的增材部件僅一周時間就（jiù）夠了（le）

        編輯：飲料行業（yè）的客戶反應如何？
 
        Thomas Lehmann：和其他行（háng）業一樣：剛開始他們都很保守和冷淡。 接下來馬上就會問究（jiū）竟會不會更便宜。實際上，增材製造法更多地（dì）是縮短了停機時間，並讓設備在檢（jiǎn）修後可以快速（sù）投（tóu）入（rù）運行。在這方麵以及在功能或質量方麵，3D 解決方案都具有經（jīng）濟優勢。然而，我們（men）必須先對（duì）增材製造法（fǎ）進行解釋，有時候這很艱難。因（yīn）為增材製造法遵循地是完全不同的規律（lǜ），我們得淡化許（xǔ）多從傳統（tǒng）切削中獲（huò）得的認知。
 

        編輯：您是怎樣找到（dào）第一位證明人的呢？
 
        Thomas Lehmann：在各項業務中總有客（kè）戶與（yǔ）我們保持著密集的對話，我們可以很好地互相傾聽。最（zuì）終，我們為這個項目爭取到了幾（jǐ）個試點客戶。這些客戶對該生（shēng）產（chǎn）工藝都感到驚訝，竟然（rán）能夠（gòu）如此快地實際交付罐灌裝機組件，並且還能保證以往的精度和密封（fēng）性。在計算出高性能灌裝（zhuāng）設備（bèi）停機一小時所需付出的代價之後（hòu），客戶就能很（hěn）快明白 3D 金屬打印解決方案的成本比傳統解決方案明顯（xiǎn）更低。這（zhè）既經（jīng）濟又輕鬆。此外，客戶（hù）還獲得了質量和功能可靠、符合（hé）工藝（yì）要求（qiú）的設計解決方案。
 
        編輯：您（nín）為何選擇了 Concept Laser 作為設備和機器製造商？
 
        Thomas Lehmann：我們的動機來自於許多不同的層麵。在選（xuǎn）擇合作夥伴時，我們采用了完（wán）全（quán）開放的方式。在與另一位德國供應商進行的試（shì）驗中我們發現，激光軌（guǐ）跡很容易重疊，這對我們來說是無法接受的。使用 Concept Laser 的 M2 cusing Multilaser 設（shè）備就不會出現（xiàn）這個問題。除了因為我們還需要加工鈦之外（wài），Concept Laser 的安全理念以及進（jìn）一步提高了機器操（cāo）作舒適性的處理室與操作室空間分（fèn）離對我們（men）來說也至關重要。不僅是技術和安全，總包也（yě）打動了我（wǒ）們。基本上，我（wǒ）們兩家企業都屬於“匠人”。就這點而言，Concept Laser 和我們（men）的企（qǐ）業理念（niàn）非常契合：完美的解決方案，以價值為導向，基（jī）於夥伴關係的相互配合，高度（dù）可信的結論和確保長期合作的強大軟因素讓我們最（zuì）終選擇了Concept Laser。

        圖1：時間就是金錢：現代化高性能灌裝（zhuāng）設備的檢修必須非常快速地完成。根據整（zhěng）條灌裝線的規模和灌裝（zhuāng）能力，每小時的生（shēng）產損失（shī）可達到約（yuē） 4,000.- € 至約 30,000.- €。

        圖2：采用傳統方式製造的罐灌裝閥由七個部件、密（mì）封件和（hé）螺栓組成，需要進行裝配。采用傳統方式製造該部件時（shí），包括采購必要（yào）的精密鑄造件在內需要約 8-10 周時間。