“成了!成了!”前不久,伴隨著浙江中煙工業有限責任公司杭州卷煙廠范禮峰技能大師工作室成員們的幾聲歡呼,ZB423設備順利切割出一段標準平整的卡紙。這是該工作室創新應用3D打印技術,成功攻克ZB423設備卡紙、條盒紙輸送異常難題的成果。
今年年初,杭州卷煙廠聯合上海煙草機械有限責任公司承擔了行業首臺全伺服包裝樣機ZB423設備的調試工作。起初,設備運行時卡紙輸送會出現位置偏移、脫離輸送路徑的情況。
范禮峰(右一)與上海煙機調試人員正在研究卡紙輸送異常問題。白一清攝
“你們看,卡紙每每走到這個位置就會變形錯位,說明它在這里承受了過大阻力。”范禮峰技能大師工作室團隊在調試現場拆下卡頓位置的卡紙折疊器,“問題的核心在于,原有輸送機構無法流暢輸送卡紙,可能要考慮對關鍵部件進行結構優化。”
雖然找到了核心問題,但是工作室成員們發現,如果按常規流程,零部件改進需經歷“設計優化-外協加工-現場裝配-效果驗證”的過程,時間長達2~3周,一旦上機效果不理想,反復試錯下來,不僅造成時間和經濟成本的浪費,更制約了設備安調進度。
“我們可以試試3D打印技術,重新改進這部分的結構設計。”范禮峰建議道。工作室團隊馬上行動,通過測量數據,1:1繪制了卡紙折疊器的原有結構模型,通過兩種方式降低卡紙變形系數:一是用流線型圓弧設計,取代原有折角路徑;二是用PLA材料替換原有不銹鋼材料,以柔克剛,減小卡紙折疊器給輸送中的卡紙施加的阻力,使卡紙輸送更加流暢。
團隊成員繪制的卡紙折疊器。
在成功解決卡紙輸送問題后,團隊又將目光投向了條盒紙的輸送優化。工作室團隊發現,雖然卡紙和條盒紙的材質特性不同,但兩者在輸送過程中都面臨著相似的形變問題。
在觀察條盒紙輸送位置偏移時,范禮峰敏銳地發現,加長的條盒紙設計一經原有結構的輸送,便會產生形變,導致條盒紙包裹不到位,這是由于原有輸送壓輪直徑25mm使得輸送距離過長造成的。
為了探索最優輸送距離,工作室團隊通過縮小輸送壓輪直徑,減小條盒紙輸送距離,緊鑼密鼓地對輸送壓輪進行精細測量和三維建模,在一個下午完成了從25mm到18mm再到14mm的兩次迭代優化,最終確定14mm為最佳尺寸。
經上機試驗,團隊成功實現了加長條盒紙的精準定位與穩定傳輸,且單個零部件的試制成本在2元以內。
在此次精益改善實踐中,3D打印技術根據數字模型打印實體零件,這種“即時設計、即時制造”的創新模式,顯著優化了設備部件的開發流程。傳統制造需經歷漫長周期,而3D打印技術實現了“設計-制造-驗證”一體化快速迭代,使開發周期縮短了90%,大幅降低了制作成本。
3D打印過程。
“從理論設計到實物驗證的‘加速度’,讓我們切實感受到新技術對傳統生產力提升的乘數效應。”驗證現場,設備調試人員望著工作室團隊說道。
“省下的都是利潤,搶來的都是先機。3D打印技術具有適應性強、周期短、成本低等優點,我們還要一起探索,持續提升增材制造能力,將降本增效體現在每一次的具體行動上。”范禮峰笑著回答。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察