本文最初发布于 Materialise.com 。
意大利工程公司QualiCal看到了石灰生产创新的机会，并被问到-3D打印能否帮助消除生产停工的唯一最大原因？ 有可能，也有。 与我们合作，QualiCal开发了一种竖井液位指示器，该指示器有可能增加收入，最高可达140万欧元。
石灰是现代生活中最重要的材料之一。 据估计，从建筑到化妆品的各种应用中，欧盟公民平均每天通过包含或使用陈年物质制造的产品消耗约150克石灰。 石灰生产既是一项大生意，又具有很高的竞争力，因此必须提高利润率，提高产品质量并降低运营效率。
加上在全行业范围内利用数字化优势并实现工业4.0雄心的动力-意大利工程公司QualiCal将这些挑战视为创新的机会。 他们问了一个问题-3D打印能否帮助消除生产停机的唯一最大原因？ 有可能，也有。 QualiCal与Materialise合作开发了METRO，这是一种3D打印的轴液位指示器，可为用户节省大量资金，并有可能增加收入，最高可达140万欧元。
“设计”停机时间
QualiCal在石灰生产领域进行了20年的创新-通过数字化，其拥护过程和能力得到了增强。 对不断发展的技术和技术的承诺促使企业探索改善关键生产领域（石灰石水平指示）的方法。
在石灰生产过程中，准确测量窑内石灰石的水平至关重要，因为它决定了优化最终产品质量所需的操作措施。 传统上，轴高度指示器（SLI）担当此角色：由电动马达和液压系统驱动的滚筒放下对重，以保持与物料床的物理连续接触，以反馈恒定且准确的石灰石液位测量值。
尽管已被普遍采用，但解决方案仍远非理想。 SLI复杂的机械设计（许多运动部件）通常会导致“摩擦故障”或数据不正确。 该装置还容易因尘土飞扬的窑炉环境而堵塞粉末。 这些问题使SLI累计成为计划外工厂停机的主要原因，平均每年给工厂造成的生产损失超过20,000欧元。 那么如果可以“设计出”停机时间呢？
QualiCal的技术总监Francesco Cella表示：“竖井液位指示器是石灰生产过程的心脏-对我们来说清楚的是，心脏的跳动可以更快，更强。 引入了新的无刷电机，连续转矩控制并简化了机械零件-无需额外的液压系统-我们开发了第一个METRO原型。 在HeidelbergCement合成窑中对该装置进行现场测试后，我们知道这个概念是正确的。
“但是我们也知道，我们仍然被传统所束缚。 我们的下一步是研究如何通过先进的制造技术来提高性能，尤其是只有3D打印才能实现的结构和材料如何将METRO提升到一个新的水平。 Alessio和他在Materialise的团队接受了这一挑战。 在短短一个月之内，他们就重新构思了麦德龙，优化了其几何形状和成分，从而创建了一个更小，更轻便的解决方案。”
通过使用蜂窝结构和功能性塑料（纤维/铝增强尼龙），该团队能够将仪器尺寸减小一半（鼓直径从500mm到250mm），在整个装置中分配强度以提高抵抗力和耐用性。 使用传统铣削技术无法创建的前后螺钉通道，消除了与内部环境连接的任何需要，从而提供了出色的耐处理空气压力的能力。
意大利Materialize意大利客户经理Alessio Esposti解释说：“当QualiCal带着金属原型来到我们这里时，我们知道3D打印设计技术可以帮助优化和减少单个零件，从而进一步减少物理故障和操作故障的发生，并迅速采取行动。紧跟设计理念，以求发展。
“所选的高性能塑料可以在极高的窑炉温度下运行，并且还避免了会影响钢结构SLI的氧化问题。 改进的几何形状还建立在QualiCal所确定的效率上，可减少灰尘进入和压力积累的机会。 因此，3D打印的METRO实际上是免维护的。”
意大利Materialise客户经理Alessio Esposti
共同创造成本效益
“免维护”是现实证明的主张。 在活跃窑炉中进行为期六个月的试点部署期间，麦德龙的新外观无需维护，经检查，没有迹象表明在不久的将来需要任何东西。 齿轮箱不再需要润滑。 零件不再因摩擦而磨损。 机械磨损不再引起过热。 所有这些都与生产旧的，传统制造的钢制SLI仪器的单位成本相同。 减少机械零件和优化设计还提高了传感器的精度，符合QualiCal的承诺，即根据工业物联网（IIoT）原理，增强数字反馈以改善生产。
正如QualiCal的首席执行官Carlo Cella解释的那样，游戏的成本效率非常可观。 “ 3D打印通常被视为创新但昂贵的选择。 事实并非如此。 由于生产成本与传统的轴位指示器相同，因此减少了计划外的停机时间和维护所产生的节省正是真正的节省。”
“我们的计算表明，该解决方案每年可以为石灰生产商节省约120欧元/吨/天-根据设备的使用寿命推断，我们认为，这种简单的变化可以为这些企业增加约1,400,000欧元的收入。 除此之外，能够在现场打印甚至调整备件的未来好处是，无需依赖库存或长期供货，而这些好处的确可以叠加。”
QualiCal首席执行官Carlo Cella
“我们作为现代工业企业的目标是使工业互联网栩栩如生。 有了麦德龙，我当然将先进制造视为工业革命的下一章。”
