ความท้าทาย

PTI Tech เป็นผู้ผลิตตามสัญญาระดับโลกสำหรับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำ ซึ่งเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมโพลีเมอร์และการฉีดขึ้นรูปโลหะ (MIM) ในกระบวนการต่อมา ผงโลหะจะถูกผสมกับสารยึดเกาะแล้วฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง ชิ้นส่วน “สีเขียว” จะต้องผ่านกระบวนการ debinding และ sintering ซึ่งทำให้ได้ชิ้นส่วนโลหะคุณภาพสูงและมีความหนาแน่นสูง

PTI Tech เชี่ยวชาญในการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและมีความแม่นยำสูงสำหรับอุตสาหกรรมที่มีความสำคัญต่อภารกิจ รวมถึงการบินและอวกาศ, การป้องกัน, อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการใช้งานทางอุตสาหกรรมระดับไฮเอนด์ PTI ดำเนินการออกแบบชิ้นส่วนของลูกค้าผ่านกระบวนการออกแบบสำหรับการผลิต (DFM) เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถผลิตได้อย่างคุ้มค่าโดยใช้การฉีดขึ้นรูปพลาสติกหรือโลหะ

ผู้ผลิตลิฟต์รายใหญ่รายหนึ่งใช้ฝาครอบกระดุมและตัวกระดุมที่ทำจากสแตนเลสพร้อมส่วนประกอบที่ขึ้นรูปด้วยพลาสติก การทำความสะอาดด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อที่มีความเข้มข้นสูงส่งผลให้เกลียวพลาสติกแตกและเสื่อมสภาพ ผู้ผลิตมีความจำเป็นเร่งด่วนในการออกแบบตัวปุ่มและฝาครอบใหม่ให้เป็นส่วนประกอบโลหะทั้งหมดที่มีความทนทานมากขึ้นโดยใช้ 316L Stainless Steel

จำเป็นต้องนำชิ้นส่วนเหล่านี้ออกสู่ตลาดอย่างรวดเร็ว เพื่อให้สามารถนำไปดัดแปลงเป็นลิฟต์ที่มีอยู่ในภาคสนามได้ การออกแบบตัวปุ่มมีแถบยึดแบบยืดหยุ่นคู่หนึ่งซึ่งจำเป็นต้องบางพอที่จะงอด้วยมือได้ แต่ยังคงรูปร่างไว้โดยไม่แตกร้าว

PTI Tech ต้องการเทคโนโลยีการผลิตที่สามารถผลิตชุดชิ้นส่วนตัวแทนการผลิตที่ลูกค้าสามารถใช้เพื่อการทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบ ชิ้นส่วนเหล่านี้จำเป็นต้องมีความคล้ายคลึงในการประมวลผลและคุณลักษณะทางกายภาพกับชิ้นส่วนที่ผลิต MIM เพื่อให้ PTI Tech สามารถสรุปการออกแบบได้ก่อนที่จะสร้างเครื่องมือการผลิต

“การหดตัวและความหนาแน่นสุดท้ายที่เราได้รับจากชิ้นส่วนที่อัดด้วยสารยึดเกาะนั้นคล้ายคลึงกับชิ้นส่วนที่ฉีดขึ้นรูปด้วยโลหะมาก“
— Gaetano Mariella Chief Technology Officer

การแก้ไขปัญหา

การฉีดสารยึดเกาะโลหะและการฉีดขึ้นรูปโลหะมีความคล้ายคลึงกันหลายประการ กล่าวคือ ทั้งสองกระบวนการเป็นกระบวนการเผาผงโลหะที่ผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเชิงกลคล้ายคลึงกัน ตามรายงานที่จัดทำโดย PTI Tech อีกทั้งยังแสดงพฤติกรรมการหดตัวที่คล้ายคลึงกันระหว่างการเผาผนึก

PTI Tech เลือกเครื่องพ่นสารประสานของ Markforged เพื่อสร้างต้นแบบการประกอบปุ่มลิฟต์ต่อเนื่องอย่างรวดเร็วเพื่อให้ลูกค้าทดสอบ Neal Goldenberg ประธานของ PTI Tech กล่าวว่า บริษัทผลิตชิ้นส่วนที่มีเปอร์เซ็นต์การหดตัวใกล้เคียงกันระหว่างการเผาผนึก, ความหนาแน่น และการตกแต่งพื้นผิวให้เป็นชิ้นส่วนที่ผลิตโดยใช้การฉีดขึ้นรูปโลหะ ชิ้นส่วนนี้ตรงตามข้อกำหนดโดยเน้นความเท่าเทียมกันอย่างมีนัยสำคัญกับส่วน MIM สุดท้าย แถบที่ยืดหยุ่นและคุณสมบัติผนังบางหลายคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดของ PTI ในด้านความทนทาน ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่แตกหักระหว่างการติดตั้งภาคสนาม

หากไม่มีการฉีดสารยึดเกาะโลหะ PTI Tech จะต้องสร้างชุดเครื่องมือขึ้นรูปก่อนการผลิตเพื่อทดสอบความหนาของแท็บและตัวแปรการออกแบบชิ้นส่วนอื่น ๆ การดำเนินการนี้อาจใช้เวลานานถึง 16 สัปดาห์ โดยต้องมีการสร้างเครื่องมือใหม่สำหรับการวนซ้ำแต่ละครั้ง Goldenberg เน้นย้ำ ด้วยการพ่นสารประสานโลหะ PTI Tech จึงสามารถดำเนินการกระบวนการ DFM ได้อย่างละเอียดและยังคงส่งมอบชิ้นส่วนก่อนการผลิตจำนวน 275-300 รอบให้กับลูกค้าเพื่อทำการทดสอบโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือใด ๆ ในเวลาเพียงสี่สัปดาห์

ทีมวิศวกรของลูกค้าสามารถทำการทดสอบการทำงานและการทดสอบเชิงทำลายได้ พวกเขายังสามารถวิเคราะห์ประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างของชิ้นส่วนต้นแบบและปรับแต่งความสวยงามและขนาดได้โดยไม่ต้องลงทุนในเครื่องมือแบบตายตัว เมื่อการออกแบบเสร็จสิ้น ลูกค้าก็สามารถสั่งซื้อเครื่องมือ MIM ได้อย่างมั่นใจมากขึ้น

ด้วยการขจัดขั้นตอนเหล่านี้ ทีม PTI Tech คาดการณ์ว่าการใช้เครื่องพ่นสารประสานเพื่อสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้จริง ช่วยประหยัดต้นทุนได้กว่าตัวเลขหกหลัก และใช้เวลาหลายเดือนในกรอบเวลาการพัฒนา กระบวนการพัฒนาที่รวดเร็วนี้ตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตในการส่งมอบชิ้นส่วนดัดแปลงเหล่านี้สู่ภาคสนามอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังตอกย้ำชื่อเสียงของ PTI Tech ในการส่งมอบความพึงพอใจให้กับลูกค้าด้วยชิ้นส่วนคุณภาพสูงในระยะเวลาอันสั้น นอกจากนี้ยังช่วยให้ลูกค้ามั่นใจมากขึ้นถึงความสามารถของ PTI ในการส่งมอบชิ้นส่วนการผลิตให้ทันกำหนดเวลาเร่งด่วน

แนวโน้มในอนาคต

งานหลายชิ้นของ PTI Tech ถือเป็นเรื่องท้าทายในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องใช้ความคิดอย่างลึกซึ้งและการแก้ปัญหาอย่างกว้างขวาง ความสามารถในการสร้างต้นแบบที่เป็นตัวแทนของ MIM ได้อย่างรวดเร็วช่วยให้ทีมสามารถทดสอบแนวคิดและวนซ้ำแนวทางการแก้ปัญหาได้เร็วกว่าการตัดเฉือนชิ้นส่วนหรือสร้างเครื่องมือแม่พิมพ์ MIM ก่อนการผลิต

กระบวนการนี้ยังช่วยให้ทีม PTI Tech มีความมั่นใจมากขึ้นในการออกแบบแม่พิมพ์ก่อนที่จะตัดเหล็กใด ๆ เพื่อประดิษฐ์เครื่องมือในการผลิตโลหะ พร้อมทั้งลดความเสี่ยงไปด้วย

เนื่องจากการพ่นสารประสานโลหะสามารถช่วยให้ลูกค้าของ PTI Tech ได้รับชิ้นส่วนที่พร้อมสำหรับการผลิตได้อย่างรวดเร็ว PTI Tech เชื่อว่าในไม่ช้านี้จะถูกใช้แทนการตัดเฉือนเพื่อสร้างชิ้นส่วนต้นแบบสำหรับลูกค้าหลายราย Binder jetting ยังสามารถนำมาใช้สำหรับการดำเนินการผลิตสะพานแบบจำกัด เพื่อให้ลูกค้าสามารถเริ่มการประกอบในขณะที่กำลังสร้างเครื่องมือการผลิตได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตชิ้นส่วนการใช้งานขั้นสุดท้ายที่มีปริมาณน้อยลง ซึ่งต้นทุนของเครื่องมือสำหรับการฉีดขึ้นรูปโลหะอาจเป็นเรื่องต้องห้ามด้านต้นทุน เมื่อพิจารณาถึงการประหยัดเวลาและต้นทุนจากโครงการปุ่มลิฟต์ จึงไม่มีคำถามใด ๆ ในใจของ PTI ว่าการพ่นสารประสานแสดงถึงความได้เปรียบทางการแข่งขันที่สำคัญสำหรับ PTI Tech และลูกค้า

“การพ่นสาร Binder ช่วยให้เราสามารถลดเวลาในการพัฒนาและทดสอบแนวคิดต่าง ๆ พร้อมกัน ออกแบบชิ้นส่วนให้เสร็จสิ้น และตรงไปที่เครื่องมือการผลิต“
— Neal Goldenberg President