3d打印设备证明足够坚固无尘瓷砖清除

销售团队在亚利桑那家庭地板经常遇到承包商和房主，他们怀疑该公司的技术能否在清除地板时不留下灰尘。使这种说法成为可能的工具之一是DustRam这是公司创始人杰克·金(Jack King)开发的一种削屑锤配件，可以在拆地砖的同时进行真空清理。要证明怀疑者是错的，往往需要看到设备的实际运行(以及它留下的结果)。

然而，当该公司的一名工程师建议3D打印一个DustRam原型，然后实际使用该原型进行现场测试时，金本人持怀疑态度。“我完全预料到它会碎成碎片，”他说，理由是拆除地板的苛刻工作条件，以及最初的DustRam是由金属制成的。但令他惊讶的是，3d打印的原型机持续了远不止几个小时。这种尼龙装置在去除瓷砖手术中使用了整整六个月，直到鼻子上的开口磨损太多，不得不丢弃。亲眼目睹3D打印的成功，让金对3D打印产生了不同的看法，并改变了公司产品的设计和生产方式。

无尘拆除设计

King大约九年前开始研发无尘瓷砖清除设备，当时新住宅建设市场受到冲击，亚利桑那家庭地板公司(Arizona Home Floors)将精力重新集中在改造上。他发现，市场上现有的产品不足以去除无尘瓷砖，增加了时间和复杂性，并对翻新造成潜在的健康危害。为了寻找一种更清洁、更快的解决方案，他开始开发自己的产品，从真空的高压管线和歧管开始。如今，Arizona Home Floors将其产品销售给其他承包商，但仍在自己的装修服务业务中使用它们。

DustRam就是其中之一。该装置安装在博世(Bosch)削屑锤的凿子周围，并连接到一个重型真空系统。真空与锤同时运行，立即在一个更清洁的工作环境和更快的地板清除灰尘。DustRam和吸尘器是整套设备的一部分，该设备还包括砂轮和护罩，以及碎片清除和处理设备。除瓷砖和石材外，该系统还可用于清除木地板、陶瓷瓷砖等家居建筑材料。

最初的DustRam由机加工铝和S7工具钢制成。制造工艺包括数控加工、TIG焊、热处理、电火花加工;因为所有这些步骤都必须外包，所以生产一套10或15个dustram需要4或5个月的时间。成品重12磅，零售价超过8000美元。它在捕捉灰尘方面非常有效，而且坚固耐用，足以帮助拆除时撬起瓷砖，但也很重，很难长时间使用。

为了减轻重量，该公司决定开发一种塑料版本的DustRam。考虑到设计和制造模具的费用，DustRam的首席工程师迈克尔·哈德利(Michael Hadley)建议先用3D打印一个原型。该公司求助于Eric Miller，凤凰分析与设计技术公司(PADT)的共同所有者，帮助完成这项任务，之前已经从PADT采购了一些3d打印的Ultem真空部件。

最初的DustRam原型在50小时内3D打印成一整块尼龙，重量不到3磅。成本、时间和劳动力的节省是显著的，但金预测它在现场甚至不会持续一天。在原型机经受了不止一天，而是几个月的大量使用后，金看到了一个机会，可以在不购买任何模具的情况下扩展DustRam产品线。

作出调整

King对3D打印尼龙DustRam的耐用性印象深刻，从PADT购买了Stratasys Fortus 450mc，并开始开发一个版本的产品，3D打印在与原型相同的柔性尼龙上。该产品的最初设计已经被证明非常适合3D打印，除了一个特点:鼻子。

在DustRam的金属版本中，机头由S7工具钢加工而成，用于拆除时帮助撬起旧地板。由于尼龙的柔韧特性，3d打印版本无法以这种方式使用，但鼻子仍然比设备的其他部分更容易磨损。

为了解释这种磨损，鼻子连接的方式需要改变。在金属版本中，工具钢机头固定在DustRam的铝机身上，不打算拆卸。在印刷版本中，它是附加两个螺丝;该公司现在出售3d打印鼻子替代品，价格约为300美元，当一个鼻子用坏了，用户可以很容易地自己安装。(金说，鼻子的一般寿命是6个月到一年。)

这种新设计的制造时间约为55小时，包括3D打印、浸泡在氢氧化钠中去除支架、安装黄铜插入件和组装。这比金属DustRam长达数月的周转要快得多，并且避免了该版本所需的额外加工、焊接和热处理步骤。

但3d打印的DustRam并不能取代金属版DustRam;相反，它是一种成本较低的选择，零售价约为原产品的三分之一。没有准备好购买金属Dustram的承包商可以在3d打印版本上进行较小的投资。其较轻的重量也使3d打印版本更容易在垂直表面或长时间使用，减少了操作人员的疲劳。

持续生产，持续改进

该公司目前在Fortus 450mc上自行打印少量的DustRam。金说，购买一个模具来制作这种设备将花费大约10万美元，而且成型产品在组装之前需要进行传统的加工。

当它不打印DustRam零件时，Fortus 450mc也用于其他产品的短期生产运行，包括至少10个不同的零件进入专门的真空系统。还有一个配件，防止博世(Bosch)锤子拖过沙子和砂砾，还有一个尼龙打印组件，专门用于拆除木地板和堆叠的石头。

3D打印机可以打印尼龙和ASA两种材料，每隔几周在两种材料之间旋转一次。该公司正在考虑购买第二辆Fortus 450mc，以维持生产。添加第二台3D打印机将提供一次打印更多种类零件的灵活性，或更快地完成更大的订单。King对3d打印产品的质量和公司满足生产需求的能力非常有信心，所以他短期内无意购买注射模具。

从PADT的角度来看，“这是一个经典的例子，有人来寻找一个原型，并发现你可以用3D打印真正做什么，”米勒说。“我们已经完全消除了对这些零部件制造供应链的需求。”

“我现在是自己的制造商了，”金同意道。有了3D打印机和PADT的协助，他已经能够在不成为制造专家的情况下，将制造内部化，也不受传统制造的限制。

但这不仅仅是制造产品的能力。这是关于生产的能力更好的产品。

作为一名发明家，“我一直在寻找新的更好的方法来做某事，”金说。多亏了3D打印技术，他说:“在两个小时内，我的工程师就可以大幅改变设计。我可以在接下来的几天里把它长出来，试一试，看看是否有效。我们可以在这个过程中做出微小的改变。”

金和他的团队知道该做些什么改变。作为一家既销售又使用自己设计的产品的公司，亚利桑那家庭地板现在的定位是不断改进解决方案，以解决它每天面临的问题。