瑪瑞斯 ：如何將增材制造融合到傳統(tǒng)制造中

來(lái)源： Materialise 瑪瑞斯

在制造業(yè)，我們正處于一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。熟悉增材制造的公司知道他們可以通過(guò)3D打印產(chǎn)生影響。這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)了切實(shí)的好處，比如生產(chǎn)靈活性、設(shè)計(jì)自由度、定制化和快速上市時(shí)間。增材制造的價(jià)值已不再存疑；那場(chǎng)辯論已成過(guò)去�，F(xiàn)在，公司們正在疑惑的是：“我們?nèi)绾螌⒃霾闹圃炫c傳統(tǒng)生產(chǎn)工作流程結(jié)合起來(lái)，并克服與之相關(guān)的一些常見(jiàn)問(wèn)題？”

增材制造并不是一項(xiàng)新技術(shù)。它已然是一項(xiàng)比較可靠的技術(shù)，并且存在了幾十年。然而，盡管增材制造的好處不可否認(rèn)，但由于各種障礙和挑戰(zhàn)，公司仍然難以在采用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中達(dá)成最終目標(biāo)。

我們對(duì)美國(guó)、德國(guó)和日本的327家大型制造公司進(jìn)行了一項(xiàng)獨(dú)立調(diào)查，以更好地了解這種對(duì)3D打印的心態(tài)轉(zhuǎn)變，以及到底是什么阻礙了公司的步伐。在該調(diào)查中，五分之四的受訪(fǎng)者發(fā)現(xiàn)，諸如質(zhì)量問(wèn)題和生產(chǎn)效率不足等挑戰(zhàn)仍然存在于他們的運(yùn)營(yíng)中。

但這些挑戰(zhàn)是否是基于現(xiàn)實(shí)？還是基于3D打印的常見(jiàn)誤區(qū)，例如：
1、公司必須在增材制造和傳統(tǒng)制造之間進(jìn)行選擇，它只對(duì)復(fù)雜零件或工藝有用。
2、有效地將增材制造集成到您的生產(chǎn)工作流程中比堅(jiān)持傳統(tǒng)方法更需要技術(shù)。
3. 不可能確保3D打印零件的一致質(zhì)量，并在數(shù)字化、分布式制造工作流程中保持?jǐn)?shù)據(jù)安全。

是時(shí)候一勞永逸地解決這些問(wèn)題了。

增材制造和傳統(tǒng)制造技術(shù)是互補(bǔ)的
一些公司對(duì)于將增材制造整合到他們的業(yè)務(wù)中持謹(jǐn)慎態(tài)度，原因有很多：缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)、擔(dān)心增加設(shè)備成本、認(rèn)為復(fù)雜度高、材料使用和對(duì)改變的普遍抵觸心理等。然而，在大多數(shù)情況下，將增材制造和傳統(tǒng)制造結(jié)合起來(lái)生產(chǎn)不僅能增加效率、降低成本，而且只需具備一定的相關(guān)知識(shí)就能輕松實(shí)現(xiàn)。

增材制造在簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和工藝方面比傳統(tǒng)制造更加具有優(yōu)勢(shì)。Materialise Mindware的創(chuàng)新經(jīng)理Mathieu Cornelis表示：“某些客戶(hù)被增材制造用于復(fù)雜部件的案例所吸引。他們審視技術(shù)復(fù)雜性，并認(rèn)為增材制造是解決某些問(wèn)題的可行方案，比如維持可靠的供應(yīng)鏈。現(xiàn)在，越來(lái)越多的客戶(hù)意識(shí)到，增材制造在簡(jiǎn)單部件中的使用也帶來(lái)了更重要的經(jīng)濟(jì)效益�！�

像這種重新設(shè)計(jì)的吸盤(pán)夾具這樣對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行的小改變可以產(chǎn)生重大的積極影響。

對(duì)于壽命短、需要最低訂單數(shù)量和長(zhǎng)交貨時(shí)間的常被忽視的小零件，反而更會(huì)從3D打印中獲益。一個(gè)案例是GE航空將他們著名的燃油噴嘴以一體化方式3D打印，生產(chǎn)的零件現(xiàn)在與傳統(tǒng)制造的零件相比輕了63%。

另一個(gè)例子是當(dāng)Signify（當(dāng)時(shí)稱(chēng)為飛利浦照明）重新設(shè)計(jì)了一個(gè)持續(xù)運(yùn)行數(shù)年而從未出現(xiàn)故障的燈座支架和吸盤(pán)夾具，每年實(shí)現(xiàn)了約89,000歐元的成本節(jié)省。

增材制造和混合生產(chǎn)模型對(duì)需要迅速獲得備件的行業(yè)也非常理想，比如航空業(yè)。例如，我們與獲得EASA認(rèn)證的設(shè)計(jì)組織Expleo合作，開(kāi)發(fā)了一種3D打印的修復(fù)套件，可以修復(fù)并加固波音737上的缺陷飛機(jī)板。

與Expleo密切合作，優(yōu)化設(shè)計(jì)文件，使零件可以在我們的認(rèn)證的其中一個(gè)3D打印中心作為一個(gè)更便捷的修復(fù)選擇。

此外，增材制造和混合生產(chǎn)模型創(chuàng)造的真正的價(jià)值，可能會(huì)改變整個(gè)行業(yè)。眼鏡和助聽(tīng)器行業(yè)是其轉(zhuǎn)變能力的例證。

Phonak使用3D打印和定制軟件將通常需要非常多的勞動(dòng)力來(lái)數(shù)字化。不到五年的時(shí)間，該行業(yè)過(guò)渡到了一種數(shù)字化的方法，將個(gè)性化的3D打印外殼與傳統(tǒng)的電子插件結(jié)合起來(lái)。

相比之下，眼鏡品牌正在生產(chǎn)定制3D打印框架，并設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)制造框架并存的3D定制眼鏡。某些品牌甚至使用生物基材料來(lái)降低開(kāi)支、縮短交貨時(shí)間，并提高產(chǎn)品性能——將“快速、可持續(xù)時(shí)尚”帶給公眾。

這些案例說(shuō)明了當(dāng)增材制造和傳統(tǒng)制造同時(shí)使用時(shí)效果非常棒。憑借一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并正確地應(yīng)用，混合生產(chǎn)模型比僅使用傳統(tǒng)工作流程或建立整個(gè)3D打印工廠更為有效。這種模型利用增材制造幫助公司實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)或幫助組織內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組。

使用3D打印軟件創(chuàng)新，輕松地將增材制造整合到您的生產(chǎn)中

將增材制造整合到您的生產(chǎn)中并不需要復(fù)雜。過(guò)程創(chuàng)新——重新設(shè)計(jì)工具、結(jié)合工作步驟或以增材制造的方式做一些小改變——不是技術(shù)性的，而且提供了快速的投資回報(bào)率（ROI）�；旌现圃炷Ｐ蜑楣�司提供了在保持組裝線(xiàn)一致性的同時(shí)調(diào)整工具或產(chǎn)品的靈活性。這降低了成本和干擾，降低了生產(chǎn)工作流程的風(fēng)險(xiǎn)。

△例如這個(gè)夾具，用來(lái)提升最終部件質(zhì)量的優(yōu)化生產(chǎn)工具

在沃爾沃的案例中，我們共同創(chuàng)造了一個(gè)減重64%的膠粘夾具，可以在兩周內(nèi)交付，價(jià)格幾乎是之前夾具的一半。

遵循方法論/增材制造戰(zhàn)略并定義您的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)因素將有助于最大限度地發(fā)揮增材制造的潛力。因此，公司應(yīng)考慮是否具備內(nèi)部專(zhuān)業(yè)知識(shí)和設(shè)備，或是完全外包，還是與具有幾十年增材制造經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商合作。

△無(wú)論您是在探索增材制造的早期階段，已經(jīng)在組織中嘗試將增材制造應(yīng)用于實(shí)踐，還是準(zhǔn)備優(yōu)化和擴(kuò)展您的增材制造生產(chǎn)，我們的Mindware顧問(wèn)可以與您合作，建立一個(gè)針對(duì)您特定需求和目標(biāo)的模塊化項(xiàng)目。

另一種公司加快整合過(guò)程的方法是使用專(zhuān)用的3D打印軟件。軟件支持增材制造生產(chǎn)的每個(gè)階段，而且沒(méi)有它，持續(xù)生產(chǎn)是幾乎不可能的。我們的自研軟件憑借著幾十年的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)得以在行業(yè)內(nèi)保持領(lǐng)先。它驅(qū)動(dòng)著我們的增材制造的產(chǎn)品，因此每天都在接受考驗(yàn)。此外，各個(gè)行業(yè)的許多公司都依靠我們的解決方案，來(lái)無(wú)縫自動(dòng)化他們的增材制造工作流程。

我們發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)可重復(fù)、高效的3D打印生產(chǎn)，以及一致的質(zhì)量，需要優(yōu)化和跟蹤每一個(gè)流程，這在使用增材制造軟件時(shí)會(huì)變得更加簡(jiǎn)單。
——Materialise首席技術(shù)官兼執(zhí)行副總裁Bart Van der Schueren

像Materialise CO-增材制造軟件平臺(tái)這樣的平臺(tái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化了整合混合制造模型的過(guò)程，通過(guò)讓公司全面了解和控制其增材制造工作流程的各個(gè)方面。結(jié)合創(chuàng)新和3D打印，將增材制造和傳統(tǒng)制造同時(shí)整合到工廠生產(chǎn)線(xiàn)上會(huì)變得如此輕松。

△CO-增材制造在一個(gè)平臺(tái)上簡(jiǎn)化并連接工作流程

增材制造和智能分布式制造的質(zhì)量控制不需要復(fù)雜化

最近，我們看到了系統(tǒng)性沖擊揭示了傳統(tǒng)、集中式生產(chǎn)模式的脆弱性。公司必須逐漸過(guò)渡到數(shù)字化、分布式制造，以實(shí)現(xiàn)完全連接的供應(yīng)鏈，從而降低環(huán)境、社會(huì)或地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。例如，當(dāng)CNC工業(yè)的供應(yīng)鏈陷入停頓時(shí)，通過(guò)使用3D打印縮短交貨時(shí)間，減小了交付的風(fēng)險(xiǎn)，防止了可能損失18.9萬(wàn)歐元。

與此同時(shí)，制造公司可以利用混合生產(chǎn)模型幫助他們慢慢過(guò)渡，在適當(dāng)時(shí)將增材制造應(yīng)用到他們的工作流程中。事實(shí)上，一些已經(jīng)利用數(shù)字供應(yīng)鏈與專(zhuān)業(yè)增材制造合作伙伴的行業(yè)包括：

1、航空維修和保養(yǎng)（MRO）
2、石油和天然氣備件生產(chǎn)
3、汽車(chē)業(yè)中的生產(chǎn)外包和知識(shí)產(chǎn)權(quán)開(kāi)發(fā)
4、消費(fèi)品大規(guī)模個(gè)性化
5、醫(yī)療領(lǐng)域的患者特定部件

像上述提到的這些要求嚴(yán)格的行業(yè)，需要高度一致的高質(zhì)量最終產(chǎn)品。eVTOL初創(chuàng)公司LIFT利用我們認(rèn)證的增材制造工藝和材料，為他們的HEXA飛機(jī)生產(chǎn)了100多個(gè)飛行準(zhǔn)備部件，幫助他們的飛機(jī)在不到13個(gè)月的時(shí)間內(nèi)起飛。

LIFT團(tuán)隊(duì)努力設(shè)計(jì)了一款任何人都可以駕駛的飛機(jī)。他們使用增材制造創(chuàng)建了諸如ENDY支架等組件，這是他們安全功能的關(guān)鍵部分，重量減輕了約40%。

為了未來(lái)保護(hù)供應(yīng)鏈并確保質(zhì)量可持續(xù)，許多企業(yè)已轉(zhuǎn)向分布式制造。但是，要使這種生產(chǎn)環(huán)境成功運(yùn)行，有個(gè)至關(guān)重要的東西——數(shù)據(jù)。只有當(dāng)公司確信其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)保持安全時(shí)，多地智能制造才能真正開(kāi)始應(yīng)用。

使用安全的數(shù)字制造平臺(tái)確保合適的人員能夠訪(fǎng)問(wèn)合適的數(shù)據(jù)。這需要感謝Identify3D，CO-增材制造對(duì)平臺(tái)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密，使用戶(hù)可以在內(nèi)部設(shè)施和分布式制造網(wǎng)絡(luò)中安全打印。

安全的分布式制造使公司對(duì)3D打印過(guò)程擁有更多的控制和可見(jiàn)性，使其在多個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)更加高效、可靠和可重復(fù)，從而使全球供應(yīng)鏈?zhǔn)芤妗?br />

那些計(jì)劃將3D打印零件的生產(chǎn)擴(kuò)大到數(shù)千或數(shù)百萬(wàn)個(gè)的制造商需要優(yōu)化和調(diào)整他們獨(dú)特的打印過(guò)程。

緊跟增材制造的步伐：緩慢的革命
3D打印和傳統(tǒng)制造之間的壁壘正在消失。增材制造現(xiàn)在被視為制造業(yè)的一個(gè)增長(zhǎng)趨勢(shì)，僅次于數(shù)字化、人工智能（AI）和機(jī)器人技術(shù)。我們的94%受訪(fǎng)者計(jì)劃在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)增加對(duì)增材制造的使用。擁有正確的專(zhuān)業(yè)知識(shí)可以消除關(guān)于將增材制造整合到現(xiàn)有生產(chǎn)流程的常見(jiàn)誤解。即使是快速的增材制造采用評(píng)估也會(huì)產(chǎn)生巨大影響，讓您重新回到正軌。緩慢的革命正在加速。采用混合生產(chǎn)模型是確保您保持前進(jìn)的一個(gè)方式。