用添加剂制造一流产品

每个商店老板都希望自己的公司最终能成为行业的佼佼者，但新公司往往会先尝试逐步建立自己的地位，然后才去追求兴趣。毕竟，引进最好的人员和设备，生产高质量的零部件，赢得重要的客户是显而易见的目标，如果结合起来，可以带来高盈利和长期的成功。但这些事情往往需要时间来实现。

在医疗领域，建立这样的声誉可能需要更长的时间，因为客户对精准和清洁的要求通常是最苛刻的。但有一家公司已经开业，最初服务于医疗领域，主要目标是设定最高的生产标准。其运营的一个重要部分是围绕增材制造，该公司采取的步骤，以确保顶级设施是显著的。

公司基金会

Randy Theken（发音为“拍摄”）是Theken公司LLC的创始人，包括Slice MFG。工作室。作为一名工程师开发设备在过去的25年里，Theken先生的最大挫折感是找到可靠的合同制造商，可以在盒子外面思考，及时交付，并提供一个屋檐下的所有所需服务。Slice MFG。工作室成立为解决这些问题。

片制造。该公司4万平方英尺的实验室和制造设施于2017年初完工。该公司位于历史悠久的1929年阿克伦机场候机楼旁，集设计、开发、原型、机械测试、最终生产和无菌清洗/包装于一体。

现在的目标是在生产3D印刷部件的生产中切片，包括清洁，粉末处理，安全和许多公司在此竞技场所考虑的所有其他方面的最佳过程。Slice的首席运营官Michael Rappach表示，“很多商店都有很多数控设备，然后在商店地板上拨打3D打印机，因为这就是他们认为人们想要的东西。我们正在尝试使用3D打印设置零件生产标准作为单独的操作。“

奠定基础

该公司需要很多额外的步骤来确保成功处理其3D打印过程。一种气氛控制，H1级防爆室是建造的，以追踪3D打印机 - 目前二Arcam电子束熔化机，但有很大的发展空间。Rappach先生说，像铝和钛粉这样的挥发性材料会有很大的爆炸风险。简单地把什么东西插到墙上的插座上就足以引发闪光爆炸，因此安装了特殊的插座，3D打印操作与其他加工分开。为了额外的安全，铜棒绕着房间的周长进入粉末回收室。当操作人员在机器上工作时，无论机器是开着的，还是只是在移动部件，他都被拴在接地棒上，以取出静能量。与典型的喷水灭火系统不同，天花板上安装了哈龙气体灭火系统。除了防火安全，出于对员工健康的考虑，暖通空调系统还包括特殊的过滤器，操作人员穿着防护服和口罩，以保护他们免受粉末的伤害，这些粉末的粒径在20到100微米之间，可以迅速进入大气。

为了减少零件的污染风险，切片使用当前的3D打印机使用严格的钛，尽管随着其他材料的需求，该公司准备为该工作增加额外的专用打印机。Rappach先生说，在同一台打印机内使用不同的材料将呈现与FDA的无情清洁资格挑战。在医疗工作中重要的是，有资格获得构建过程，包括机器中的粉末，枪，长丝等。更改材料需要广泛的重新验证过程;经历了几个小型测试，用化学，疲劳和拉伸测试和详细的文件，这可能只需要一个月。

一部分的诞生

拉帕奇说，他的公司是美国仅有的几家运行Arcam机器的公司之一，这种机器主要应用于航空航天和内部医疗设备公司。EBM系统用电子束取代激光或热打印头，最典型的是用来生产高密度金属部件。“在循证医学和激光之间的决定归结为部分。这两种系统都有各自的优势，需要为预定的系统设计3D打印部件，”Rappach先生说。

Slice的打印机更倾向于生产工作，而不是原型机。安装过程可能需要6到8个小时，包括大量的准备工作，如对机器进行必要的清洁和维护，对横梁进行校准，并进行预热加热循环以达到正确的温度。“循证医学机器是一种不同的思维方式，”Rappach先生说。“许多工作商店都在寻找3D打印的一次性原型，以快速和容易地制造零件。我们正在使用这种技术生产其他方式无法生产的零部件。”

在建造过程中，一层粉末被散布在腔内。整个房间处于真空状态，充满了氦。对粉末进行预热使其半凝固。最终产品是已经在打印过程中热处理和退火的粉末砖(与激光3D打印部件不同，后者在完成后会有残余应力，然后再进行热处理)。然后，该部分就为下一步做好了准备。

添加剂的二次操作

一旦粉末砖出来的机器，它进入下一个房间运行的粉末回收系统(PRS)。在这个爆破柜里，砖块被爆破以从3D打印模型中取出零件。从建造中收集粉末，并对粉末的样品进行化学成分测试。3D模型中的一些随机碎片也要进行测试，以确保打印机不会燃烧更多的任何一种元素，这可能会导致成品中的化学成分相对于粉末中的正确成分更低。

所有从建筑中脱落的粉末都被放入重新混合的容器中进行重新认证。Slice目前并没有重复使用这些粉末，但他们的目标是更好地了解有多少材料和化学成分被烧掉了，以及如何在重新混合时准确地弥补这些损失。

切片是建立一个良好的混合车削和铣床以及3D打印机。瑞士机器通常是一个医疗商店的关键部件，这个要求在公司由三个Tornos Technologies美国公司GT 26 CNC瑞士车削中心，连同Tornos EvoDeco 32高产。虽然这些机器与3D打印部件的生产无关，但它们确实用于制造相应的部件，如螺丝，以及用于其他应用的无关部件。“我们做复杂的加工，铣削，3D打印，”Rappach先生说。“这些工作总是需要一个螺钉或仪器，需要与这些组件一起使用，而Tornos机器提供了我们所需的工作能力。”

然而，与该公司的3D打印部件直接相关的是几个阵容Willemin-Macodel，Inc。508 MT加工中心，具有车削能力。医疗3D打印零件需要重要的加工，这些机器提供了这个完整的角色。除了与3D打印特别相关的工程表面，所有其他表面都需要在打印机之外以某种方式完成、抛光或触摸。

目前，切片的主要3D印刷部件之一是用于髋关节置换的髋臼杯。在其他商店，这部分经常伪造，然后在锻造后加工。然后，成品部分将胶合或等离子体喷涂在其上。因为该涂层对下面的基材不同质，所以它最终可能从植入体内的微观分层并磨损。通过3D打印该部分，可以产生的表面纹理消除了对额外涂层的需求，并且更好地促进杯子下方和周围的骨骼生长以获得更好的粘附。

每台Willemin机器上都安装了一个机器人来自动装卸零件。其中一个包括一个带12个旋转托盘的旋转系统，每个托盘可以处理24个髋臼杯组件(总共288个)。机器人抓取一个组件，在激光系统上进行初始测量。该检查是寻找3D打印零件的初始圆度和与主轴的同心度。其次，它跟踪零件的尺寸，然后继电器到CNC调用正确的程序进行加工。这一功能允许不同的部件尺寸和配置在任何给定的时间加载到传送带上。

这些工厂每天可以生产大约100杯咖啡，包括关灯换班。但3D打印目前是这一过程的瓶颈，每三天只能打印100个杯子。随着这些部件的生产需求或外部客户需求的增加，公司将增加打印机数量。

利用技术

产品制造后，经过严格的质量处理，确保产品完美无缺。每个部分都用特定的标识信息标记，以序列化它来自构建中的哪个点。这种跟踪对于进一步的质量步骤至关重要。每个部分都经过元素组成的无损检测。另一台机器用于粉末的破坏性测试，将粉末加热到其熔点，并对气体中的元素百分比进行分析。该公司还拥有几台MTS机器，用于对每个3D打印构建的样品进行拉伸和疲劳测试。

一旦这些部件经过验证，它们将通过气闸进入10000级洁净室，该洁净室有湿度控制，并持续监测空气质量、湿度、颗粒和碎片。在这里，零件经过消毒、清洗和包装，随时可以运送给客户。

一个光明的前景

切片继续尝试通过在其附加操作中实现最先进的流程和最高标准来努力将自己与其他工作商店相结合。最近开门向外面的客户开放，雇用了两个销售人员，拉夫奇先生急于看看市场将领导的地方。他看到即将到来的航空航天，汽车和半导体应用的机会。该公司计划在2018年第一季度增加至少两个打印机，并会毫不犹豫地增长其运营进一步以满足要求。

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