拓乐选择碳纤维材料打印高强度零件,加速创新

3D打印

热爱运动的人都知道拓乐。拓乐致力于让人们能够“带上最珍贵的东西”,是全球领先的解决方案供应商,其产品包括车顶架和载物架、旅行箱和背包以及儿童用品等。

探险精神驱动产品设计

拓乐集团在美国的总部和制造工厂均位于康涅狄格州西摩,产品设计和创新是推动公司不断发展的关键动力。在创新精神的驱动下,拓乐很早就开始3D打印视觉模型,用于辅助概念验证。但是除了概念验证方面的优势,这些模型缺少设计验证所需的功能性,于是拓乐决定升级打印材料和产出能力,以期打印功能性原型

拓乐的工程师和设计师们致力于让人们“享受当下生活”,他们在了解到打印机的性能后非常满意。

“我们的Fortus 360mc™打印机满负荷工作,每天工作16到20小时。不仅如此,我们在康涅狄格州的产品开发团队不断壮大,甚至开始帮助公司在其他地区的制造和设计部门。”

  —Rob Humphries

  拓乐产品开发部门的原型工程师

stratasys

  但是,拓乐仍然面临着一个阻碍:

要想测试原型的功能性能,原型需达到纤维强化或玻璃强化注塑模具零件的刚度和强度。

从概念验证到功能测试

拓乐在购买Stratasys Fortus 450mc™打印机时了解到Stratasys的新材料FDM Nylon 12CF™早期可见性计划。

“我们在使用Nylon 12CF时得到了非常棒的技术支持。Stratasys非常热情,提供了很多建议和方法,帮助我们更换材料,机器运行良好。”

—Rob Humphries

拓乐产品开发部门的原型工程师

拓乐很快发现,碳纤维加强热塑性塑料能够满足生产环境的严苛要求。

“使用Nylon12CF以后,我们很快就加购了打印机。它不仅具有更强的3D打印能力,而且,突然之间,我们可以用原型零件进行功能测试了。这是新机器和新材料带来的重要实际好处。”

—Rob Humphries

拓乐产品开发部门的原型工程师

拓乐对新产品原型的需求不断增加。“我们制造了旋转零件,比如带有相互匹配的咬合齿的夹钳,除了Nylon12CF,其他材料根本承受不住压力,会断掉,不然就会完全弯折。”Humphries说。

Fortus 450mc打印机

拓乐的功能测试向来以严苛著名,而Nylon 12CF的另一个优势就是能够承受这一测试。“我们的测试非常残酷。” Humphries说。“如果不了解Nylon12CF的性能,根本无法相信这种强度的零件能够通过3D打印制成。”工程师们在了解碳纤维材料的强度和刚度后,纷纷要求使用Fortus 450mc打印机。“大家看到碳纤维零件通过了我们的严苛测试,工程师们开始说‘啊,我也想用这个材料打印我的零件。’”

材料强度节省时间和成本,推动创新

看到Nylon12CF的出色表现,拓乐开始为康涅狄格州的制造工厂打印装配夹具和制造辅件等。“Nylon12CF为我们带来了颠覆性的变化。我们能快速获得经济实惠的Nylon12CF,这是任何材料都比不上的卓越性能。有了它,我们才能更精确地制造生产零件模型,更快地完成测试和投入市场。”

碳纤维打印

打印零件能够承受静态测试和运行测试,不仅如此,“每次使用碳纤维打印零件,都会比原来的制造方法节省两个周的时间。”Humphries说。“这绝对有助于拓乐发挥更多创造力。”工程师每周打印三到四次迭代,每天晚能够打印出来一个新版本,第二天再继续改进。

“如果每次迭代都要等两个周,设计师的项目进程会受很大响。”Humphries说。“我们的迭代速度给设计带来了更好的想法。”拓乐购买Fortus 450mc打印机不到一年,使用Fortus360mc进行3D打印已有三年,已经打印了400到500个设计。

“我们今年已经节省了超过45,000美元,节省的时间更是难以计数。”

—Rob Humphries

拓乐产品开发部门的原型工程师

为了进一步节约成本,拓乐的设计师最近寻求将大型生产夹具的打印工作外包出去。Humphries说:“外包打印的成本在每立方英寸18美元左右,而材料成本只有每立方英寸4美元多一点而已。按照这个报价成本计算,两台Fortus打印机节省下来的成本已经比得上这两台打印机的价格了。”

Humphries已经开始研究拓乐商业流程的下一步,并且预测3D打印将发挥重要作用。鉴于Nylon12CF的成功以及为我们节省的时间和成本,“我在考虑再购买一台3D打印机了。”Humphries说。

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