Caldwell Manufacturing 是一家位于纽约州北部的全球门窗五金制造商。
“我们是综合供应合作伙伴”
Caldwell Manufacturing首席执行长Eric Mertz 说。
“保持窗户或门打开的弹簧，硬件，锁，闩锁，所有使窗户或门运行的机械零件，这就是我们专注的焦点。”
公司成立于 1888 年，最初是一家硬件制造公司，1920 年代，公司多元化经营建筑相关产品。Caldwell 现在向 70 个不同国家，数千名客户出货，并在美国、英国、印度和墨西哥设有工厂。该团队负责从设计构思到最终产品的所有工作，他们开发和商业化 Caldwell的组件，同时开模、制造等。
挑战
除了制造任何门窗的五金零件，Caldwell的团队还需要制造治具、组装工具和防呆装置—这全都是内部设计，透过第三方供货商从钢材中切消出来。内部工具的设计和开发通常需要长达八周的时间，经常开发中，制作任务需要寻找外部报价或内部制造报价，而于任何设计的变更既耗时又昂贵，因此公司需要进行重大改革才能符合未来的发展。
“有时，企业最终会因官僚主义而分离，” Mertz说。
“人们离职的原因之一是因为他们感觉没有联系。他们觉得自己没有权力和资源来完成他们的工作。
在公司2010年战略规划会议上，主管们研究什么样的技术会具有破坏性的发展，最后，一致认为 3D 打印将是他们成功的关键。2014 年，Caldwell 购买了其第一台 FDM 塑料 3D 打印机。
“3D打印是一项我们观察了几年的技术” Mertz说。 “随着价格的下降，这是其中之一的因素，决定了此次购买。”最初，打印机是为了快速原型制作，但团队很快意识到打印机能够帮助他们评估形式和装配性，但不能帮助他们评估功能。Caldwell Manufacturing 所需的许多零件都是由金属制成，团队发现塑料 3D 打印机不够用在测试其零件的强度时使用。
“塑料3D打印机的加入，我们的真正解决了大部分对塑料零件外部原型设计的需求” Caldwell产品工程部经理 Rick deNormand 说。 “但我们真正需要的是认识和导入金属 3D 打印。”选择性雷射烧结 (SLM) 金属3D 打印机不适合公司的需要，因为金属粉末的使用太多限制，引进成本太高。所以团队开始寻找最佳解决方案：一种可在室内轻松使用的金属 3D 打印机。
解决方案
2017 年，Caldwell Manufacturing 开始寻找其他 3D 打印机。团队成员参加了制造业贸易展并来到 Markforged 展览位置。听解说Markforged公司致力生产一流3D打印机和目前创造的业绩纪录后，他们决定购买Metal X 系统，能够打印 17-4 PH 不锈钢，铬镍铁合金和铜。
“我们选择 Markforged 是基于公司的3D 打印的历史以及我们对它们的信心，” deNormand说。
Caldwell 还购买了一台 Mark Two 3D打印机放在 Metal X 旁边，可以打印连续碳纤维以及其他增强材料。取代团队最初引进那台3D打印机，进行研发，此后开始将其应用于内部工具制作。另一方面Metal X 系统使 Caldwell 的工程师和设计师，打印原型金属零件，取代在传统上是用锌或不锈钢铸造的零件。
“金属 3d 打印机使我们能够对那些之前我们无法做到的部分进行原型制作，” deNormand说。
以前相同的零件如果使用传统方法制作，则在 300 到 5,000 美元之间，现在成本 30 美元，生产需要三天，而不是八周。该团队现在能够测试零件，与客户分享评估报告，并收集回馈以帮助设计他们的产品。
“它将设计周期变为更多更快速的除错模式，”Mertz 说。 “它真正改变了我们设计、测试、验证方式。它改变了我们将产品投入生产方式，它改变了一切。”
“我认为它增加了参与度。 它现在是我们文化的一部分。我的意思是，很难相信 3D 打印机可以做到这一点，但我认为它做到了。”
Eric Mertz Caldwell Manufacturing执行长
使用Markforged连续性碳纤维材料制作的组装治具
Caldwell 已将 3D 打印完美地整合到一切中，从研发、用于测试的机器手臂夹爪、装配夹治具、组装工具，到为客户提供的维护零件。团队为制造现场3D打印工具，组装人员可以提供回馈和改进建议。
“如果装配人员觉得需要做出改变，我会毫不犹豫地做出改变，”制造工程师 Phillip Cole 说。 “我们迅速更改设计，将其发送到3D打印机，然后将其更换。”多亏了碳纤维 3D 打印机，过去需要 6-12 个月才能完成的工作，现在需要团队 6-12 天即完成。 Mertz 表示，整体来说，这两款 Markforged 3D 打印机的加入，消除了官僚主义并增加了自主性。 “它为他们提供了将想法分解成所需的工具”他说。 “最终，我认为它比那更大。我认为这些事情会提高我们员工的参与度。它现在是我们文化的一部分。”
使用Markforged连续性碳纤维材料制作的机器手臂爪
未来
Caldwell Manufacturing公司无疑在其行业中处于领先地位，但团队意识到还有很长的路要走。
“我认为我们只是触及了此技术，将要做什么、发展成什么，以及它将如何改变未来小批量生产的表面，” Mertz说。
公司预计在五年内，其每个制造工厂都将拥有用于小批量、低运行、定制生产零件的 3D 打印机。截至目前，他们已在其四个北美制造工厂中的两个，安装了 Markforged 机器，并且已经有使用这些打印机生产大约 18 个小批量最终用途零组件。到今年年底，该团队计划在北美的另外两个地点增加打印机。
“我们继续意识到拥有这项技术的好处，并对它的未来感到非常兴奋，” deNormand说。
“我们的 3D 打印机已成为我们研发、产线现场中使用率最高的设备。我们的新产品和装配技术更加稳健，我们能够更快地将它们推向市场。”
使用Markforged连续性碳纤维材料制作的组装治具
