在不斷變化的消費者需求、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和降低成本需求的推動下，食品包裝行業(yè)正在經(jīng)歷快速轉(zhuǎn)型。包裝機械制造商必須迅速適應(yīng)這些變化，確保他們的機器能夠在不犧牲性能或增加成本的情況下滿足新的要求。定制快速成型制造（AM）解決方案正在成為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的有力工具，它具有傳統(tǒng)制造方法無法比擬的靈活性、成本效益和速度。

消費者行為的創(chuàng)新和快速變化正在推動食品和飲料公司調(diào)整其包裝生產(chǎn)線，以滿足新的需求--無論是向大宗采購的轉(zhuǎn)變、對可持續(xù)包裝的偏好，還是對快速產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的需求。反過來，包裝機械制造商必須開發(fā)出不僅用途廣泛，而且能夠快速調(diào)整的機器，以適應(yīng)這些趨勢。

法拉盛公司面臨著在快速生產(chǎn)線上移動沉重、形狀不規(guī)則的洗發(fā)水瓶的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的現(xiàn)成包裝解決方案無法滿足其機器人所需的有效載荷限制，從而導(dǎo)致循環(huán)速度變慢，生產(chǎn)效率降低。通過采用定制的 AM 解決方案，法拉盛開發(fā)出了輕質(zhì)、高性能的末端工具 (EOAT)，滿足了其生產(chǎn)線的要求，使其能夠保持較高的速度并提高整體效率。

快速成型制造（通常稱為 3D 打印）是通過逐層添加材料來創(chuàng)建物體的過程。在包裝行業(yè)，每件產(chǎn)品都可能需要獨特的處理和包裝解決方案，因此為生產(chǎn)線快速、經(jīng)濟地生產(chǎn)定制部件的能力就顯得彌足珍貴。

法拉盛公司利用 AM 技術(shù)為真空抓取器 EOAT 制作了一個定制的快速更換安裝板。傳統(tǒng)的制造方法需要成本高、耗時長的銑削工藝，導(dǎo)致零件較重，影響機器人的性能。利用 AM 技術(shù)，他們生產(chǎn)出了輕質(zhì)、堅固的零件，不僅滿足了當(dāng)前的需求，而且便于將來進(jìn)行修改。

傳統(tǒng)制造通常需要較長的交付周期、較高的成本以及有限的設(shè)計靈活性。相比之下，AM 可以快速生產(chǎn)出經(jīng)濟實惠的高性能部件，這些部件可以根據(jù)從開發(fā)、生產(chǎn)到維護(hù)的具體應(yīng)用進(jìn)行定制。

三得利產(chǎn)品有限公司（Suntory Products Limited）采用 Markforged 三維打印機為其包裝工藝生產(chǎn)精密、高強度的部件。首次引進(jìn)這些打印機的 Haruna 工廠大大減少了外包定制零件所需的時間和成本。工程師們能夠在內(nèi)部設(shè)計和生產(chǎn)夾具和蓋板，確保每個部件都符合他們的精確規(guī)格，并能按需生產(chǎn)。

食品制造行業(yè)目前普遍存在 SKU 快速增加和包裝頻繁更新的問題，制定解決方案可能是制造團隊面臨的一項令人沮喪的挑戰(zhàn)。如果上個月使用的設(shè)備與下個月推出的版本包裝不兼容，團隊如何才能從每條生產(chǎn)線中擠出更多的性能和靈活性？如何實現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)換，以滿足混合包裝和需求驅(qū)動的供應(yīng)鏈靈活性？

生產(chǎn)就緒的快速成型（AM）末端工具（EOAT）提供了一種解決方案，它使團隊能夠整合和定制末端執(zhí)行器解決方案，同時還能降低成本和縮短交付周期。例如，利用 Markforged 的工業(yè) 3D 打印機，制造團隊可以在需要時按需制造出堅固的零件，從而避免了傳統(tǒng)定制零件加工通常帶來的漫長開發(fā)周期和高昂成本。

AM 的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是能夠使用輕質(zhì)材料修改設(shè)計，同時通過連續(xù)纖維加固保持類似金屬的強度。這允許進(jìn)一步定制，包括將真空系統(tǒng)、傳感器安裝和電纜布線等附加功能直接集成到零件設(shè)計中。通過集成這些元素，可以最大限度地降低與工作環(huán)境中其他部件發(fā)生纏繞或碰撞的風(fēng)險，從而最終減少潛在的停機時間。

此外，這些部件的輕質(zhì)特性使其與小型機器人兼容，使制造團隊能夠使用協(xié)作機器人在生產(chǎn)線上的任何位置部署自動化模塊。Markforged 的 Digital Forge? 所提供的靈活性使團隊能夠在工廠車間生產(chǎn)所需的定制零件，從而保持生產(chǎn)線順利運行。

這方面的一個實際例子是用于將單元容器運送到零售包裝箱的最后包裝步驟中的吸力夾具的設(shè)計過程。抓手之間的距離通常取決于最新的產(chǎn)品和包裝箱形狀，而利用 AM 技術(shù)，制造團隊可以根據(jù)最新要求即時調(diào)整長度，同時最大限度地減輕重量。在內(nèi)部制造零件可以避免因等待供應(yīng)商運送定制零件而造成的延誤。使用微型碳纖維填充尼龍 Onyx 可以加快部件生產(chǎn)速度，降低總成本，減輕重量，從而減輕包裝機器人的負(fù)荷。

包裝行業(yè)的一大痛點是定制部件外包成本高、周期長。此外，管理多個供應(yīng)商和處理零件不兼容問題也會導(dǎo)致效率低下和運營成本增加。

法拉盛公司在需要既輕便又耐用的定制 EOAT 部件時遇到了這個問題。通過使用 AM 技術(shù)，他們能夠在內(nèi)部生產(chǎn)這些部件，將交貨時間從幾周縮短到幾小時，并大大降低了成本。這種方法還使他們能夠在多臺機器上保持穩(wěn)定的質(zhì)量，確保任何替換零件都與原始規(guī)格完全一致。

提高機器性能，降低成本

快速成型制造可實現(xiàn)快速原型設(shè)計和定制零件生產(chǎn)，從而在降低成本的同時顯著提高機器性能。通過消除對昂貴的模具和外包的需求，公司可以優(yōu)化其機器設(shè)計并降低總體生產(chǎn)成本。

在法拉盛公司的案例中，使用 Markforged 的工業(yè)三維打印機，他們只需傳統(tǒng)方法的一小部分成本就能生產(chǎn)出高性能的 EOAT 零件?？焖俚托薷脑O(shè)計的能力也意味著他們可以處理更多的項目，而不需要緊張的資源，最終更快地為客戶提供更好的結(jié)果。

縮短上市時間

自動成型技術(shù)的主要優(yōu)勢之一是能夠縮短開發(fā)周期，使機器制造商能夠更快地將新產(chǎn)品推向市場。AM 的靈活性還意味著團隊可以同時處理更多項目，而不會影響質(zhì)量或交付時間。

三得利產(chǎn)品有限公司在其 Haruna 工廠親身體驗了這一點。通過使用 AM 生產(chǎn)夾具和其他定制組件，他們能夠減少產(chǎn)品切換和維護(hù)所需的時間，從而使生產(chǎn)線能夠順利高效地運行。

以更低的成本、更快的速度提供備件和升級服務(wù)

按需生產(chǎn)零件是 AM 的最大優(yōu)勢之一，尤其是在交付備件和升級方面。利用 AM 技術(shù)，機器制造商可以降低成本，縮短交貨時間，確?？蛻裟軌蚩焖?、經(jīng)濟地獲得所需零件。

在三得利產(chǎn)品有限公司（Suntory Products Limited），通過使用 Markforged 三維打印機，Haruna 工廠僅用了 8000 多個小時就生產(chǎn)了近 900 個零件，大大減少了停機時間和維護(hù)成本。在內(nèi)部創(chuàng)建定制夾具和蓋板的能力還意味著他們可以輕松適應(yīng)新的生產(chǎn)要求，而無需等待外部供應(yīng)商運送零件。

定制快速成型制造解決方案尤其適用于需要精密、高性能部件的包裝機械應(yīng)用領(lǐng)域。一些常見的應(yīng)用包括

末端工具/夾具： 定制 EOAT（如 Farason 公司開發(fā)的 EOAT）可根據(jù)特定產(chǎn)品量身定制，確保最佳性能并減少停機時間。法拉盛利用快速成型技術(shù)開發(fā)了一種帶有定制軸環(huán)的機械抓手，用于機器人包裝自動化。

電纜/軟管管理： 法拉盛公司還利用增材制造技術(shù)為機械臂定制了軟管夾，確保軟管在復(fù)雜的多軸運動中仍能牢牢固定。

支架和托架： AM 可以生產(chǎn)定制的支架和托架，這些支架和托架可以很容易地集成到現(xiàn)有機械中，從而提高整體性能，減少昂貴的改裝費用。

轉(zhuǎn)換部件： 可快速生產(chǎn)定制的 AM 部件，以加快轉(zhuǎn)換速度，減少停機時間，提高整體效率。

定制收集/運輸解決方案： 法拉盛公司利用 Markforged 三維打印機為一家著名的休閑食品公司定制小包裝容器，解決了傳統(tǒng)方法無法解決的難題。通過使用快速成型制造技術(shù)，他們在公司內(nèi)部設(shè)計并生產(chǎn)出了經(jīng)濟實惠、重量輕且功能強大的容器，從而贏得了競標(biāo)并優(yōu)化了解決方案的部署。這一應(yīng)用凸顯了三維打印技術(shù)在包裝行業(yè)提供經(jīng)濟高效的定制解決方案的能力。

定制增材制造為包裝機械制造商提供了一個提高效率、降低成本和加快上市時間的強大工具。通過采用增材制造解決方案，公司可以應(yīng)對不斷發(fā)展的行業(yè)挑戰(zhàn)，確保其機器保持競爭力，能夠滿足當(dāng)今消費者的需求。憑借快速、經(jīng)濟地生產(chǎn)高性能部件的能力，AM 必將成為包裝行業(yè)未來不可或缺的一部分。