Le parti stampate in 3D di Bowman mettono in scena la fase di industrializzazione
Bowman International è una piccola e media impresa (PMI) con sede nel Regno Unito che fa qualcosa di apparentemente invisibile, ma cruciale nel settore manifatturiero e, beh, in tutta la società industrializzata. Rende cuscinetti.
I cuscinetti riducono l’attrito tra le parti mobili e consentono un maggiore controllo su tali parti. Ad esempio, il mozzo di una ruota di automobile presenta un cuscinetto che riduce l’attrito tra l’asse che gira la ruota e il mozzo della ruota in modo che le ruote possano girare il più agevolmente e rapidamente possibile. Questi elementi meccanici sono così onnipresenti che, se stai leggendo questo articolo, sicuramente li userai o li passerai più volte durante il giorno, sia che girino nel tuo disco rigido o nel braccio di un escavatore in una costruzione luogo.
Data l’importanza di queste parti, la recente incursione di Bowman nella produzione additiva (AM) simboleggia uno sviluppo significativo nel settore dell’industria generale. La società ha recentemente avviato la stampa 3D di componenti chiave per un insieme specifico di cuscinetti che ha portato alla formazione di un’intera divisione di servizi additivi che si concentra non solo sulla stampa 3D delle parti di Bowman, ma di quelle dei suoi clienti.
Secondo Jacob Turner, responsabile della produzione additiva per Bowman International, tra il 2015 e il 2016, la società era in procinto di ridisegnare un componente, chiamato gabbia, utilizzando una lega metallica ad alta tecnologia. Per fare ciò, un sistema di sinterizzazione laser selettiva EOS (SLS) veniva utilizzato per la stampa 3D di parti prototipo. In quel processo di prototipazione, Bowman si rese conto che la gabbia poteva effettivamente essere realizzata direttamente dal nylon SLS, il che avrebbe consentito un design più complesso per prestazioni migliori.
Turner ha spiegato che l’obiettivo del progetto era ridisegnare la parte in modo tale che più rulli potessero essere inseriti nella gabbia, il che avrebbe comportato un maggior numero di punti di contatto per distribuire un carico supportato dai cuscinetti. Potendo sostenere un carico più pesante, l’assemblaggio avrebbe una vita più lunga, il che significa sostituire o riparare la parte meno spesso, il che, a sua volta, significa meno tempi di fermo per qualunque apparecchiatura stia utilizzando i cuscinetti durante il suo funzionamento.
Sostituendo la parte standard con un design ottimizzato stampato in 3D, i cuscinetti potrebbero sostenere un aumento del carico dal 20 al 30 percento, migliorando la durata della parte da due a tre volte.
“Improvvisamente, siamo in grado di prendere un cuscinetto standard e, semplicemente cambiando un componente e sostituendolo per parti in nylon stampate in 3D, siamo in grado di prolungare potenzialmente la durata di quel cuscinetto di due o tre volte”, Turner disse.
Quell’aumento iniziale delle prestazioni è stato solo l’inizio. A partire dalla singola gabbia, il team di Turner ha iniziato a ridisegnare altri componenti in metallo lavorato o fuso per vedere che tipo di miglioramenti potrebbero essere apportati.
“In questo modo, progettando il componente stampato in 3D, improvvisamente siamo in grado di sbloccare più prestazioni”, ha detto Turner. “Ancora una volta, potremmo aumentare la lunghezza dei rulli, che di nuovo ha aumentato le nostre capacità di carico e le prestazioni dei cuscinetti”.
Laddove i concorrenti di Bowman hanno due prodotti diversi per coprire due diversi livelli di carico, Bowman è stato in grado di creare un unico prodotto per coprire entrambi. Ciò a sua volta riduce i costi e l’inventario per far fronte a questi due diversi requisiti di carico. Inoltre, il nuovo design ha permesso ai cuscinetti di gestire diversi tipi di carichi: assiale (un carico parallelo all’asse longitudinale) e radiale (carico perpendicolare all’asse longitudinale).
Di conseguenza, i cuscinetti sono ora in grado di sopportare 10 volte il sideload che è stato storicamente disponibile sul mercato. Allo stesso tempo, hanno un prezzo competitivo con parti tradizionali a causa di questo aumento delle prestazioni. Alla fine, il nuovo design di Bowman ha una valutazione del carico superiore del 50-70 percento, può durare da cinque a sette volte più a lungo in un ambiente tipico, può gestire un carico assiale 10 volte e ad un costo in concorrenza con il mercato.
In produzione le gabbie del treno a rulli stampate in 3D di Bowman.
Questo livello di prestazioni è stato così stimolante per l’azienda che ha dedicato una nuova divisione esclusivamente alla stampa 3D. Bowman Additive Manufacturing produce queste gabbie per rollertrain utilizzando la tecnologia Multi Jet Fusion (MJF) di HP, ma fornisce anche servizi ai clienti. Questo include tutto, dalla progettazione e ingegneria fino alla produzione. Oltre a produrre cuscinetti, tenute e altre parti correlate su misura in serie da 20 a 20.000 unità per i clienti, la divisione lavora con i produttori su componenti che non sono direttamente correlati ai cuscinetti.
Parti stampate in 3D da Bowman Additive Manufacturing.
“In genere stiamo lavorando con produttori del Regno Unito praticamente di tutto”, ha detto Turner. “Entriamo e li aiutiamo a progettare additivi, sia che li aiutino a consolidare le parti e ridurre l’assemblaggio o solo parti a basso volume dove non vale la pena usare lo stampaggio ad iniezione. Abbiamo aziende che stanno realizzando parti molto complesse che progettano ad alte specifiche ma a basso volume, ad esempio droni specializzati o parti per l’esercito. “
Poiché Bowman ha il suo background nella produzione di massa, nonché esperienza in AM, Turner ritiene che la sua divisione offra qualcosa che non tutte le aziende dello spazio di stampa 3D fanno: una comprensione delle esigenze e degli standard dei produttori tradizionali. A causa del fatto che molte persone in AM inizialmente provenivano da un background di prototipazione, la tracciabilità, i controlli di processo e altri concetti potrebbero non essere nelle loro timonerie.
Questo background combinato con il fascino della stampa 3D di Bowman per le gabbie per cuscinetti potrebbe posizionare l’azienda in modo ottimale mentre il settore industriale generale inizia ad adottare AM. I vantaggi delle gabbie stampate in 3D sono così evidenti che Bowman stima che gran parte del settore si sta spostando sull’uso dei prodotti Bowman direttamente o considerando le loro riprogettazioni stampabili. Quando ciò si verifica e poiché il più ampio mercato industriale guarda alla stampa 3D per parti oltre alle gabbie per cuscinetti, Bowman sarà pronta per il business.
