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打造适应当地需求的微型工厂

制造业洞察 2019-10-24 Kip Hanson Shawn Poynter

山特维克可乐满增材制造刀具助力当地汽车制造商向实现其可持续发展目标迈进。

​电动汽车并不是什么新鲜事物。从日产到特斯拉,再到宝马,世界各地的汽车制造商竞相涉足电动汽车领域,参与角逐。目前,全球无燃料汽车的保有量已达逾500万辆;未来,这一需求将与日俱增。

自动驾驶汽车也不是什么新鲜事物。尽管尚未得到广泛认可,但每个人都知道自动驾驶汽车的时代即将来临。自动驾驶汽车正逐步成为移动出行领域的一个公认事实。

与前两者相比,自动驾驶电动汽车才是真正的新鲜事物;首先,由一个巨大的3D打印机打印出汽车的各个部件;然后,由一小队工人在一个“微型工厂”(还没有家附近的大型商场大) 里将其组装起来。此外,这些极具未来感的汽车可根据客户 (个人或公司) 的具体需求进行定制。

这是Olli,一种穿梭巴士。它不仅有望改变我们当前的交通面貌,还将彻底改变世界各地的汽车制造商的设计、生产和营销方式。如果您有参加在芝加哥举办的2018年国际制造技术展览会 (IMTS),可能已经乘坐过该穿梭巴士了。当这辆无人驾驶穿梭巴士载着您和其他IMTS参观者在楼宇之间穿梭时,您可以解放您疲惫的双脚,在Olli舒适的空调车厢中休息放松。

这款车的制造商是Local Motors公司,其总部位于亚利桑那州,该公司素以大胆探索、勇于创新著称。在2014年IMTS展会上,这家汽车制造商在会展中心现场制造了全球首辆3D打印汽车Strati。而在展会的最后一天,Local Motors公司创始人Jay Rogers和制造技术协会主席Douglas Woods就开着这辆车出去兜风了。

自2007年成立以来,Local Motors相继推出首辆共创型量产汽车Rally Fighter、“实验性众包作战支援车”XC2V、电动漂移三轮车Verrado,以及“全部可定制”的共创型跑车LM3D Swim。其中最令人心动的也许是号称“终极配送工具”的Domino 's DXP (全称“Delivery Expert”(配送专家))——至少对那些经过一整天的漫长辛劳,晚餐想吃披萨的人来说此言不虚。以上成果有赖于各方的通力合作,同时也是打破传统制造业模式的智慧结晶。

显而易见,勇于创新、善于合作是这家初创公司的基本原则。因此,当Local Motors的高级制造工程师Tim Novikov向另一家行业先驱山特维克可乐满寻求帮助,希望其能帮助他们解决在Olli的3D打印底盘上加工一些棘手特征遇到的问题时,没有人因此而感到意外。

有趣的是,山特维克可乐满的销售工程师Matt Brazelton推荐的解决方案也是采用增材制造技术打造而成。CoroMill®390轻型铣刀是全球首款采用增材制造技术打造的可转位铣刀;事实证明,该解决方案非常成功。将该超轻铣刀安装在配备Coromant Capto®快换主轴接口的山特维克可乐满Silent Tool镗杆上,两者搭配使用可将Olli的加工时间缩短95%,这着实令人惊叹。

然而,与其说这是一个机械加工案例,不如说它是我们对未来的展望,对更清洁、更可持续的未来、投资于我们所在社区以及实现全新制造范式的展望,而这一切都始于微型工厂理念。

Local Motors研发项目主管Billy Hughes说,​“我在田纳西州东部长大,我们这里流行一种社区文化,田纳西州诺克斯维尔 (Knoxville) 的微型工厂也融入到了这一文化中。我们尽量使用从当地采购的部件,比如电池和铝制子结构。许多员工都和我一样:来自附近地区,对这里了如指掌。这就是‘local’一词在‘Local Motors’中所承载的意义,即成为当地社区的一份子,为这里的居民提供帮助。”

Hughes解释道,微型工厂不像传统工厂那样占用大片土地,而是通过改造空置的建筑来帮助振兴当地社区。其常常可将一家亏损企业转变成一个充满活力且有远见的商业伙伴及提供高薪技术工作的雇主。同时,微型工厂比大型工厂要灵活得多,大型工厂需耗时数年才能开发出一款典型汽车或卡车,而且至少一个月才能制造完成,而Local Motors几周内就可以完成一辆定制汽车。

Hughes将这种灵活性极大地归功于直接数字制造 (DDM) 技术,其包括3D打印技术,但远不止于此。例如,Local Motors设计和工程团队正在利用最新CAD仿真技术和其他软件工具,正如Hughes所说,他们一直在寻找更好的“捕鼠器”。他们历经数年开发出专利碳纤维增强材料,使得Olli既安全可靠又具有稳健的结构;他们还从生产车间及已交付的车辆处收集数据并进行分析,然后利用这些数据不断改进过程和产品。

Hughes说,​“我们与开发团队进行了多次具有创造性的头脑风暴会议,并根据科学和现有数据做出决策。例如,我们用几台小型打印机打造一辆概念车,然后讨论如何对其进行改进。例如,电池组放在哪里更好?换一种线束是不是更易于生产?我们一贯追求设计的简洁性,这也是我们生产的汽车只有四五十个部件 (而非数千个) 的一大原因。

如前所述,Local Motors使用的硬件同样走在时代前沿。用于生产Olli的长达12米的3D打印机配备一个铣削头,这使得该公司得以用最少的工序生产一个完整底盘,极大地降低了刀具成本。该方法还可提供极大的设计自由度。在最近一项应用中,Local Motors工程师设计并制造了一辆一次性自动驾驶水罐车,其与工地上看到的大型水罐车没有什么不同,但生产时间只需三周且成本仅为竞争对手制造工艺的一小部分。

如此高的灵活性,意味着Local Motors几乎可以在全世界任何地方建造这样的微型工厂,并以此服务于当地社区并满足周边地区特定人群的需求。无需再为大型制造设施提供支持,也无需再承受因镇上最大企业将其业务转移到海外而导致的毁灭性裁员。取而代之的是,微型工厂与当地居民和政府合作解决各种问题。

Hughes表示,​“生产规模是关键所在。我们希望与当地社区建立联系并根据当地情况进行生产,而不是将在此生产的大量产品运往他处。这就是建造高度灵活的微型工厂的全部意义,即满足一小部分人的需求。此外,其还关乎未来人才的培养。全球制造商都在为开发新技术及培养能够适应快速发展的数字时代的人才而努力。其他制造商还在讨论如何实现这一目标之时,我们已达成所愿。这就是我们的理念的绝妙之处。”

大约10年前,Local Motors在亚利桑那州凤凰城开设了第一家微型工厂,并将其扩展到诺克斯维尔,Hughes和他的团队就在这里工作。最近,Local Motors在马里兰州开设了一家示范和学习工厂。与此同时,该汽车制造商还将目光投向太平洋西北部、南加州、中欧、澳大利亚,以及任何欢迎全电动自动驾驶车辆及本地制造交通解决方案的城市。

Hughes表示,该穿梭巴士既可用于公共交通,也可用于城市购物中心、大学校园或游乐场;然而,毫无疑问的是,Olli可为实现更清洁、更环保、更可持续的未来提供无限机会。“能够创造就业机会、建造微型工厂,尤其是打造未来汽车,并有山特维克可乐满这样的大公司为我们提供支持、与我们同行,我们感到无比振奋。”

 

 

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