鄭州智聯(lián)機械：用3D打印便捷零部件更新迭代，Rayshape光固化

鄭州智聯(lián)機械設(shè)備有限公司（以下簡稱“智聯(lián)”）成立于2013年，是一家專門開發(fā)生產(chǎn)工業(yè)智能化設(shè)備及生產(chǎn)線的高科技企業(yè)。經(jīng)過幾年的高速發(fā)展，逐步成為國內(nèi)衛(wèi)生用品及化妝品設(shè)備行業(yè)的佼佼者，客戶遍布亞洲、歐洲、美洲、非洲等四大洲�，F(xiàn)在，Rayshape的3D打印正幫助智聯(lián)，進一步創(chuàng)新適合工廠信息化管理的智能型自動化設(shè)備及生產(chǎn)線。

△智聯(lián)前臺

采購3D打印機的初衷
工業(yè)智能化技術(shù)使智聯(lián)可以為客戶提供可靠的、易于操作的、靈活變通的、面向未來的高性能設(shè)備及生產(chǎn)線解決方案。這些衛(wèi)生用品及化妝品行業(yè)自動化設(shè)備的開發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗的積累，使得智聯(lián)致力于打造適合工廠信息化管理的智能型自動化設(shè)備及生產(chǎn)線。維達、諾斯貝爾、寶麗潔、倍加潔、國光等許多企業(yè)都依賴智聯(lián)的智能控制技術(shù)及自動化解決方案。

△智聯(lián)的部分客戶及其產(chǎn)品

智聯(lián)總部負責自動化、智能化設(shè)備產(chǎn)品及整廠解決方案，機器人開發(fā)與應用；旗下分公司進行集成系統(tǒng)，工業(yè)軟件，信息化SCADA系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的開發(fā)。在衛(wèi)生用品及化妝品行業(yè)，從原料采購到加工，再到成品銷售的所有產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，對設(shè)備的技術(shù)要求，可謂是最核心的環(huán)節(jié)。

△智聯(lián)濕巾生產(chǎn)線

作為重中之重的一環(huán)，智聯(lián)始終以創(chuàng)新的思維理念，走在前列。然而，在創(chuàng)新機型方面，智聯(lián)發(fā)現(xiàn)了一些傳統(tǒng)工藝無法解決的問題：

• 產(chǎn)線設(shè)備需要根據(jù)客戶需求定制，個性化程度較高
• 部分零部件其用傳統(tǒng)數(shù)控工藝加工周期長（零件單次打樣周期通常要5~10天）、成本高
• 而為了更好的開發(fā)新型設(shè)備及生產(chǎn)線，智聯(lián)遂采購了3D 打印機，以更好的解決設(shè)備及生產(chǎn)線迭代的問題，在行業(yè)內(nèi)可謂率先垂范。
  

技術(shù)創(chuàng)新帶來的問題
疫情期間，市場對消毒濕巾等衛(wèi)生品的需求量激增，這也帶動了智聯(lián)濕巾智能化設(shè)備及生產(chǎn)線的銷售。而在智聯(lián)最新研制的濕巾智能型自動化設(shè)備及生產(chǎn)線中，非常重要的一部分是濕巾切割環(huán)節(jié)。


分切機構(gòu)需兼顧韌性和剛性
在這一環(huán)節(jié)中，機械雙刀因為運力的偏轉(zhuǎn)，會在裁切濕巾的時候出現(xiàn)偏差，為了延長昂貴的機械雙刀的使用壽命，就需要有強度小于機械雙刀的韌性材料零部件做切割輔助。

△輔助切割示意圖

常規(guī)3D打印技術(shù)無法滿足要求
智聯(lián)經(jīng)歷多次嘗試，均未能解決問題，直到遇到了Rayshape的產(chǎn)品。

為此，智聯(lián)結(jié)合Rayshape Tough韌性光敏樹脂材料，使用Rayshape Shape 1 3D打印機，制作了一批L型旋轉(zhuǎn)托桿。

△三款光敏樹脂材料的對比

Rayshape產(chǎn)品的突出優(yōu)勢
智聯(lián)將這批L型旋轉(zhuǎn)托桿，等距離安裝在切割滾輪之上。Rayshape的光敏樹脂，完美的達成了智聯(lián)的需求。

△黃色箭頭處所示為3D打印的L型旋轉(zhuǎn)托桿

Tough樹脂，兼具韌性與剛度
根據(jù)切割濕巾的長度需求，以及機械雙刀的運動路徑，使得L型旋轉(zhuǎn)托桿能夠在切割的時候達到最佳配合。尤其是在設(shè)備及生產(chǎn)線調(diào)試階段，由于誤差累計，容易切割到L型旋轉(zhuǎn)托桿上。

而用Rayshape的Tough樹脂制作的零件，其以韌性回彈做出相應的誤差配合，以達到減少零部件損耗的目的。

△切割回彈示意圖

操作便捷易上手
機器及軟件操作便捷易上手，無需培訓或經(jīng)過一些簡單培訓，設(shè)計人員就能很快的制作出符合需求的原型部件。Rayshape的便利因此得到了使用人員的認證反饋。

△智聯(lián)設(shè)計的L型旋轉(zhuǎn)托桿

Rayshape產(chǎn)品的投資回報分析
使用Rayshape 3D打印技術(shù)后，智聯(lián)可以在設(shè)計中獲得很大的適配度，且靈活性及便利度要比傳統(tǒng)制造的方法要高出許多。

單個設(shè)備項目的成本與效率優(yōu)勢明顯
例如，在設(shè)計過程中，因為結(jié)構(gòu)的微調(diào)，需要反復打樣測試。

而用Rayshape 3D打印，可以隨時根據(jù)設(shè)計好的成品來調(diào)試，利于修改設(shè)計、迭代零部件，從而減少了反復開模所耗費的成本及時間。

△效益對比

而根據(jù)設(shè)計，在智聯(lián)的一套濕巾生產(chǎn)線上都會適配一個滾輪，一個滾輪上安裝30個左右的L型旋轉(zhuǎn)托桿，再加上由于誤差累計而導致的零部件損耗，對比數(shù)控加工工藝，Rayshape 3D打印為智聯(lián)的一套濕巾生產(chǎn)線節(jié)約了至少90%的成本，提升了至少80%的效率。

值得一提的是，智聯(lián)的濕巾生產(chǎn)線是根據(jù)客戶的訂單需求，進行研發(fā)制作的，這就讓靈活定制的L型旋轉(zhuǎn)托桿，得按需生產(chǎn)。而Rayshape 3D打印，就能充分滿足這種小批量非標準件的制作。在機器交付的時間安排上，完全可以忽略數(shù)十個零件及替換件的制作時間，從而有效的開展規(guī)劃。

投資回報周期
就此估算，這種L型的零件智聯(lián)一年需要生產(chǎn)180個左右。加上材料費以及這臺Rayshape設(shè)備的采購費用，智聯(lián)預計4~5個月可以收回成本。而單就材料成本而言，一年下來可以節(jié)省約6萬元。

除此以外，由于Rayshape 3D打印采用的是DLP技術(shù)，打印時整層瞬間曝光固化，也比傳統(tǒng)SLA技術(shù)的點曝光要快上許多，大幅的節(jié)省時間提高效率，也成為智聯(lián)選擇使用Rayshape 3D打印機的加分項。

△智聯(lián)采購的 Shape 1（左）和 ShapeCure（右）實拍

近年來，智聯(lián)在衛(wèi)生用品行業(yè)相繼完成了嬰兒濕巾自動化生產(chǎn)線和機器人組合，實現(xiàn)了包裝、檢測、裝箱、碼垛等無縫銜接自動化作業(yè)模式。生產(chǎn)中采用即時數(shù)據(jù)采集、在線監(jiān)控分析等信息技術(shù)，以及效率、質(zhì)量、批次、儀表、網(wǎng)頁報表等信息可視化（SCADA）工廠應用技術(shù)，確保生產(chǎn)現(xiàn)場安全化和產(chǎn)品品質(zhì)安全化。而Rayshape 3D打印技術(shù)的運用，更讓智聯(lián)在智能化方面如虎添翼，從細節(jié)之處，助力智聯(lián)拓展更多客戶。