Cumberland Additive 擴(kuò)大增材制造業(yè)務(wù)，推動EBM和LPBF技術(shù)開發(fā)

2024年3月18日，南極熊獲悉，3D 打印制造商Cumberland Additive 最近收購了 Stratasys Direct 的金屬增材制造業(yè)務(wù)，此舉使該公司的金屬增材制造機(jī)器數(shù)量增加了一倍，并為該公司在其家鄉(xiāng)德克薩斯州奧斯汀地區(qū)提供了額外的生產(chǎn)設(shè)施。然而，這個(gè)新設(shè)施中心并不是Cumberland 的第二個(gè)站點(diǎn)，而是第三個(gè)。在收購之前，Cumberland 在遠(yuǎn)離德克薩斯州總部的賓夕法尼亞州匹茲堡 Neighborhood 91 工業(yè)園開設(shè)了一個(gè)廠區(qū)，專注于增材制造。

△CumberlandAdditive 在其匹茲堡工廠擁有兩臺金屬增材制造機(jī)器和工藝。Nikon SLM Solutions 激光粉末床熔合機(jī)與 Neighborhood 91使用的 SLM 機(jī)器的功能非常匹配。JEOL 電子束熔煉機(jī)由在該工廠工作的 JEOL 應(yīng)用工程師 Jonathan Buckley 負(fù)責(zé)監(jiān)督。

現(xiàn)在，在匹茲堡站點(diǎn)啟用兩年后，致力于建立該設(shè)施的Cumberland 地區(qū)總監(jiān)馬克·斯特拉茨海姆 (Mark Straszheim) 對遠(yuǎn)程設(shè)施帶來的價(jià)值以及如何最好地利用其能力有了各種體會。該網(wǎng)站為與機(jī)器供應(yīng)商JEOL建立合作伙伴關(guān)系奠定了有效的基礎(chǔ)，這對于該公司和美國市場來說都是全新的。雖然公司已成功采用在分布式制造站點(diǎn)之間以數(shù)字方式轉(zhuǎn)移增材制造工作的一種選擇，但 Straszheim 表示，員工的“數(shù)字透明度”帶來了更大的價(jià)值。

開設(shè)匹茲堡站點(diǎn)并加入 Neighborhood 91

Cumberland的領(lǐng)導(dǎo)層從一開始就對 Neighborhood 91 概念感興趣。成為賓夕法尼亞園區(qū)的租戶意味著建立一個(gè)地理位置更靠近東北部客戶的站點(diǎn)，同時(shí)還可以從與在該地點(diǎn)工作的其他增材制造公司的員工共享知識中受益。

Straszheim 表示，“我們問自己：我們是否將其打造為焦點(diǎn)工廠？或者我們是在一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)，在另一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)嗎？”

該公司找到的答案是建立一個(gè)類似于 Pflugerville 的工廠，其角色既包括 3D 打印，也包括后處理，包括生產(chǎn)和原型制作，但又具有獨(dú)特的風(fēng)格，以適應(yīng)匹茲堡所在地的特殊可能性。

例如，在新址安裝的兩臺粉末床熔融金屬增材制造機(jī)器中，其中一臺是來自現(xiàn)在的尼康SLM Solutions的SLM 500，與第一個(gè)Neighborhood 91用戶——機(jī)車零部件生產(chǎn)商Wabtec使用的同一供應(yīng)商的設(shè)備非常相似。Cumberland 機(jī)器具有與 Wabtec 的 SLM 模型相同的 XY 行程；只是Z 不同。

Wabtec 和 Cumberland 不是競爭對手。因此，兩個(gè)鄰居擁有幾乎相同的增材機(jī)器的好處對雙方來說都是顯而易見的。匹茲堡制造工程師凱爾·庫博維克 (Kyle Kubovcik) 表示：“我們每個(gè)人都可以更好地獲得替換零件，而且我們的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)共同在這臺機(jī)器上積累了更多的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識�！碑�(dāng) Wabtec 的加工中心超負(fù)荷使用時(shí)，Cumberland 還為 Wabtec 加工了一些零件。在一個(gè)雖小但意義重大的案例中，Wabtec手頭有Cumberland用于維修機(jī)器的鏡頭清潔器。這一刻的合作就像一個(gè)鄰居向另一個(gè)鄰居借了一個(gè)電動工具或一杯糖。

與此同時(shí)，Cumberland Neighborhood 91廠區(qū)的另一臺粉末床機(jī)器是 JEOL 的 JAM-5200 電子束熔化 (EBM) 系統(tǒng)。Cumberland 是該公司機(jī)器的早期美國用戶，也是支持該公司引入美國 JEOL 應(yīng)用工程師 Jonathan Buckley 的合作伙伴，在這里工作的主要是 Cumberland團(tuán)隊(duì)的兼職成員。他幫助 Cumberland 進(jìn)行 EBM 零件生產(chǎn)，并將現(xiàn)有的 EBM 工作轉(zhuǎn)換為感興趣的客戶的新平臺，同時(shí)他還將該地點(diǎn)用作其他潛在 EBM 用戶的演示站點(diǎn)。Neighborhood 91 廠區(qū)靠近匹茲堡國際機(jī)場（該機(jī)場是該地點(diǎn)的業(yè)主之一），使其成為舉辦這種關(guān)系的理想地點(diǎn)。

△Straszheim表示，加工也是一項(xiàng)重要的現(xiàn)場能力。這里可以看到現(xiàn)場的五軸加工中心。由于Cumberland組織的數(shù)字透明度，負(fù)責(zé)編程和運(yùn)行這臺機(jī)器的匹茲堡加工專家實(shí)際上將大部分時(shí)間花在為德克薩斯州的機(jī)床編寫程序上。

這兩臺機(jī)器加起來僅占Cumberland 增材制造總體產(chǎn)能的一小部分。最近收購后，該公司總共擁有 35 套粉末床熔融系統(tǒng)，其中 31 套為金屬系統(tǒng)（其他為聚合物 SLS 機(jī)器）。同樣，位于 Neighborhood 91 站點(diǎn)的Haas Automation的五軸加工中心只是整個(gè)組織內(nèi) 25 臺 CNC 機(jī)床之一。但重要的是，匹茲堡的人員和人才比例要大得多。Kubovcik 是該公司從事類似增材制造工程工作的六名員工之一。他的大部分時(shí)間都集中在德克薩斯州的工作上。對于匹茲堡 CNC 程序員 Victor Ross 來說，情況更是如此——他是公司三名 CNC 程序員之一。他為 Neighborhood 91 加工中心編寫程序并運(yùn)行這臺機(jī)器，同時(shí)將一半以上的時(shí)間用于德克薩斯州 CNC 機(jī)器的編程工作。

數(shù)字透明度賦能多站點(diǎn)制造

這就是斯特拉茨海姆所說的數(shù)字透明度的含義，至少是他的看法。工程或編程員工位于哪里，如果有的話，應(yīng)該沒有多大關(guān)系。這種員工透明度是分布式制造模型的必要條件，但可能沒有得到充分重視。此外，只要有正確類型的3D 打印機(jī)和安全基礎(chǔ)設(shè)施，就可以以數(shù)字方式發(fā)送零件文件以進(jìn)行生產(chǎn)。在增材制造領(lǐng)域，專家人員配置與機(jī)器數(shù)量的比例實(shí)際上比任何生產(chǎn)過程都要小。將這兩點(diǎn)放在一起，它們的意思是，位于任何地方的增材制造人員（除了親自維護(hù)機(jī)器的人員）都需要能夠?yàn)橐苍谌魏蔚胤桨l(fā)生的生產(chǎn)提供服務(wù)。安全的系統(tǒng)、開放的通信和最小化地理位置之間的文化隔離感是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。Straszheim 表示，多站點(diǎn)公司必須盡可能像一個(gè)大型站點(diǎn)一樣運(yùn)作，其訪問和責(zé)任不受辦公桌所在位置的影響。

這不僅適用于 3D 打印，也適用于CNC 加工。在金屬零件生產(chǎn)中，機(jī)械加工是增材制造的一部分，這就是羅斯花費(fèi)大量時(shí)間為德克薩斯機(jī)床編程的原因。

他指出，這樣做并非沒有挑戰(zhàn)：“遠(yuǎn)距離編程的困難在于我無法將部件握在手中。我想象的接近策略可能行不通。一般來說，這樣的誤解很快就會被發(fā)現(xiàn)并得到解決。盡管如此，它還是說明了這個(gè)角色需要不同素質(zhì)的程序員，擁有一定的額外能力來空間想象抽象形式�！�

這種敏銳度的價(jià)值體現(xiàn)了斯特拉茨海姆所看到的更大轉(zhuǎn)變。這一點(diǎn)在增材制造領(lǐng)域很明顯，但他相信，在所有領(lǐng)域，利用技術(shù)的自由度，以更少和更分散的人員來完成更多工作，這一點(diǎn)都很明顯。他說：“當(dāng)今制造業(yè)的挑戰(zhàn)，以及小企業(yè)的挑戰(zhàn)，是尋找能夠利用廣泛的能力和才能蓬勃發(fā)展的員工�！�