Cumberland Additive 擴大增材制造業(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，這個新設(shè)施中心并不是Cumberland 的第二個站點，而是第三個。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器和工藝。Nikon SLM Solutions 激光粉末床熔合機與 Neighborhood 91使用的 SLM 機器的功能非常匹配。JEOL 電子束熔煉機由在該工廠工作的 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”帶來了更大的價值。

開設(shè)匹茲堡站點并加入 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地理位置更靠近東北部客戶的站點，同時還可以從與在該地點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工廠？或者我們是在一個地點進行生產(chǎn)，在另一個地點進行研發(fā)嗎？”

該公司找到的答案是建立一個類似于 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器中，其中一臺是來自現(xiàn)在的尼康SLM Solutions的SLM 500，與第一個Neighborhood 91用戶——機車零部件生產(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，兩個鄰居擁有幾乎相同的增材機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：“我們每個人都可以更好地獲得替換零件，而且我們的兩個團隊共同在這臺機器上積累了更多的經(jīng)驗和專業(yè)知識�！碑�(dāng) Wabtec 的加工中心超負(fù)荷使用時，Cumberland 還為 Wabtec 加工了一些零件。在一個雖小但意義重大的案例中，Wabtec手頭有Cumberland用于維修機器的鏡頭清潔器。這一刻的合作就像一個鄰居向另一個鄰居借了一個電動工具或一杯糖。

與此同時，Cumberland Neighborhood 91廠區(qū)的另一臺粉末床機器是 JEOL 的 JAM-5200 電子束熔化 (EBM) 系統(tǒng)。Cumberland 是該公司機器的早期美國用戶，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團隊的兼職成員。他幫助 Cumberland 進行 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，同時他還將該地點用作其他潛在 EBM 用戶的演示站點。Neighborhood 91 廠區(qū)靠近匹茲堡國際機場（該機場是該地點的業(yè)主之一），使其成為舉辦這種關(guān)系的理想地點。

△Straszheim表示，加工也是一項重要的現(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)編程和運行這臺機器的匹茲堡加工專家實際上將大部分時間花在為德克薩斯州的機床編寫程序上。

這兩臺機器加起來僅占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 機器）。同樣，位于 Neighborhood 91 站點的Haas Automation的五軸加工中心只是整個組織內(nèi) 25 臺 CNC 機床之一。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行這臺機器，同時將一半以上的時間用于德克薩斯州 CNC 機器的編程工作。

數(shù)字透明度賦能多站點制造

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)送零件文件以進行生產(chǎn)。在增材制造領(lǐng)域，專家人員配置與機器數(shù)量的比例實際上比任何生產(chǎn)過程都要小。將這兩點放在一起，它們的意思是，位于任何地方的增材制造人員（除了親自維護機器的人員）都需要能夠為也在任何地方發(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現(xiàn)這一目標(biāo)的方法。Straszheim 表示，多站點公司必須盡可能像一個大型站點一樣運作，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，機械加工是增材制造的一部分，這就是羅斯花費大量時間為德克薩斯機床編程的原因。

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�！�

這種敏銳度的價值體現(xiàn)了斯特拉茨海姆所看到的更大轉(zhuǎn)變。這一點在增材制造領(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�！�