采用 3D 金属打印技术按需为饮料行业提供备件

南极熊想请读者思考一下：金属3D打印与汽水瓶子的生产，会有什么关系吗？后者实在太传统太成熟了。

如今，越来越多的3D 金属打印用户通过采用增材制造技术开辟出了更多新的应用可能。3D 设计创造的全新产品解决方案为生产制造和物流理念带来了全新的概念。据南极熊了解，来自德国的不锈钢部件生产专家Jung & Co. Gerätebau 公司，因采用增材制造技术应用于饮料灌装生产，从而可以更快速度地为其提供产品备件。

据了解，Jung& Co.公司是加工不锈钢/合金、各种铝合金或钛等金属材料的生产专家。拥有材料学方面最专业的技术知识、最先进的 CNC 机床以及最专业的顾问团队。其业务范围覆盖饮料和食品行业、医药和化工技术、设备制造、航空以及化石燃料提取行业等。该公司的核心业务之一就是为饮料灌装设备制造不锈钢备件。

连续使用中的饮料灌装设备

具备高可用性和灵活性对于饮料行业的灌装设备来说非常重要，因为它必须能够灌装各种大小的瓶或罐。灌装设备的任务包括：对瓶或罐进行灌装、封口，最后输送到后处理站点。根据食品法，灌装设备最重要的要求就是要保证清洁和卫生。因此，不锈钢是这个行业优先选择的材料。

对于饮料业的灌装设备来说，每小时高达 40,000 – 80,000 瓶或罐的生产速度并不是什么罕见的事。这个行业以速度“为生”。一旦停机，经济性就将大打折扣。查找故障、申购备件、发货和安装——最坏情况下这些可能需要好几天，交易中还可能出现交货延迟。根据整条灌装线的规模和灌装能力，每小时的生产损失可达到约 4,000 欧元至约 30,000欧元。而有时，灌装商不得已将生产转向其它灌装线时，还必须根据容器对其生产线进行调整。这些对于生产经理和所有员工来说，都是极力想要避免的紧急状况。

减少组件中的部件并提高可用性

公司很早就和 3D打印技术先驱 Concept Laser 合作，进行不锈钢激光熔融的 Thomas Lehmann先生非常清楚3D金属打印的优势：增材制造解决方案意味着在保证 CAD 设计符合工艺要求的同时，还留有很高的几何自由度。此外，部件或整个组件都可采用一步到位的方案出现。 如果灌装商需要新的罐灌装阀，完全可以根据 CAD 数据尽快制造出该部件供客户安装，从而大幅缩短停机时间。

并且为饮料灌装机制造备件是Jung& Co.公司的核心业务之一。如刚才所述的罐灌装阀，组件中很多都不是标准部件，而是客户定制的解决方案。采用传统方法制造时，因该组件由七个采用了1.4404 不锈钢制成的部件组成，因此还需要增添必要的密封件。生产过程中，首先必须在 CNC 机床上通过铣削或车削精密切削出这些不锈钢部件，然后手动进行装配。接着将组件放入仓库，以便 – 为了以防万一 – 能够快速反应并让灌装设备重新起动。

新的部件解决方案和高可重复性

尽管如此，在增材制造生产的过程中，组件开发仍是一项小壮举。高动态性灌装机的负载要求是很高的，因此罐灌装阀需要经过密集的负载测试。此外，还需要进行拓扑优化和设计调整以及精加工成本和零件应力消除调查。 Thomas Lehmann先生说：“部件开发是一个激动人心的过程。在开发过程中，会开辟出一条新的、有针对性的路径。成品 3D 部件不仅看起来与传统的不同，还会轻约 35 %。大多数情况下，重量减轻可能比这一比例还要多。”

根据Jung & Co. 提供的信息，采用增材制造法所创造的可能性是多层次的：可以引入轻量化方法或进行功能集成，例如冷却、回火或传感器；可以进行混合制造，这一方法具有非常重要的意义；高度的可重复性，一旦过程参数确定，即可确保质量水平（包括随附文档）始终如一。Thomas Lehmann先生介绍说：“3D 金属打印的许多方面都需要在与客户洽谈时，进行准确的性能要求分析。只有通过对话才能获得符合工艺要求的解决办法，形成能够让部件性能比以前更强大的新解决方案。成本方面则最终决定了零件的性能和供货的速度。”

Jung & Co. 对 3D 金属打印的展望

据南极熊了解到，从2015 年起，增材制造法就对Jung & Co. 的CNC 制造业务进行了补充。目前，该公司已采用 Concept Laser 带有 2 x 400 W 激光源的 M2 cusing Multilaser 进行增材制造生产。因为需求不断增长，扩大制造规模已势在必行。“我们对 3D 打印金属部件的需求预计将保持稳步的增长。因此，能够让我们的员工，尤其是实习生们熟悉这项新技术，是一件让我非常高兴的事情。”Thomas Lehmann表示：“作为一家中型企业，获取的专业知识在客户洽谈中始终都是重要的论据。”增材制造已为饮料行业灌装设备备件开启了一系列的美好前景。

南极熊看来，3d打印融入制造业是不可阻挡的趋势，3d打印技术的出现很好的解决额人们的个性化需求，而且也为现有的制造体系注入了新鲜的血液，又让制造业活出了“第二春”。