瑪瑞斯 ：如何將增材制造融合到傳統(tǒng)制造中

來源： Materialise 瑪瑞斯

在制造業(yè)，我們正處于一個關(guān)鍵時刻,。熟悉增材制造的公司知道他們可以通過3D打印產(chǎn)生影響。這項(xiàng)技術(shù)帶來了切實(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間,。增材制造的價(jià)值已不再存疑；那場辯論已成過去�,，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,，并克服與之相關(guān)的一些常見問題,？”

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)的過程中達(dá)成最終目標(biāo),。

我們對美國,、德國和日本的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,，五分之四的受訪者發(fā)現(xiàn),，諸如質(zhì)量問題和生產(chǎn)效率不足等挑戰(zhàn)仍然存在于他們的運(yùn)營中,。

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,。

是時候一勞永逸地解決這些問題了,。

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：缺乏專業(yè)知識,、擔(dān)心增加設(shè)備成本,、認(rèn)為復(fù)雜度高、材料使用和對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)知識就能輕松實(shí)現(xiàn),。

增材制造在簡化復(fù)雜零件和工藝方面比傳統(tǒng)制造更加具有優(yōu)勢。Materialise Mindware的創(chuàng)新經(jīng)理Mathieu Cornelis表示：“某些客戶被增材制造用于復(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題的可行方案,，比如維持可靠的供應(yīng)鏈。現(xiàn)在,，越來越多的客戶意識到,，增材制造在簡單部件中的使用也帶來了更重要的經(jīng)濟(jì)效益,�,！�

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

對于壽命短,、需要最低訂單數(shù)量和長交貨時間的常被忽視的小零件,，反而更會從3D打印中獲益。一個案例是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%。

另一個例子是當(dāng)Signify（當(dāng)時稱為飛利浦照明）重新設(shè)計(jì)了一個持續(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3D打印中心作為一個更便捷的修復(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,，可能會改變整個行業(yè),。眼鏡和助聽器行業(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力來數(shù)字化,。不到五年的時間,，該行業(yè)過渡到了一種數(shù)字化的方法,，將個性化的3D打印外殼與傳統(tǒng)的電子插件結(jié)合起來,。

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降低開支,、縮短交貨時間，并提高產(chǎn)品性能——將“快速,、可持續(xù)時尚”帶給公眾,。

這些案例說明了當(dāng)增材制造和傳統(tǒng)制造同時使用時效果非常棒。憑借一定的專業(yè)知識,，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一致性的同時調(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),。

△例如這個夾具,，用來提升最終部件質(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)部專業(yè)知識和設(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顧問可以與您合作，建立一個針對您特定需求和目標(biāo)的模塊化項(xiàng)目,。

另一種公司加快整合過程的方法是使用專用的3D打印軟件,。軟件支持增材制造生產(chǎn)的每個階段,，而且沒有它，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發(fā)經(jīng)驗(yàn)得以在行業(yè)內(nèi)保持領(lǐng)先,。它驅(qū)動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,，各個行業(yè)的許多公司都依靠我們的解決方案，來無縫自動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)化和跟蹤每一個流程，這在使用增材制造軟件時會變得更加簡單,。
——Materialise首席技術(shù)官兼執(zhí)行副總裁Bart Van der Schueren

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

△CO-增材制造在一個平臺上簡化并連接工作流程

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,，通過使用3D打印縮短交貨時間,，減小了交付的風(fēng)險(xiǎn)，防止了可能損失18.9萬歐元,。

與此同時,，制造公司可以利用混合生產(chǎn)模型幫助他們慢慢過渡，在適當(dāng)時將增材制造應(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,、汽車業(yè)中的生產(chǎn)外包和知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)
4、消費(fèi)品大規(guī)模個性化
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多個飛行準(zhǔn)備部件,，幫助他們的飛機(jī)在不到13個月的時間內(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，多地智能制造才能真正開始應(yīng)用,。

使用安全的數(shù)字制造平臺確保合適的人員能夠訪問合適的數(shù)據(jù),。這需要感謝Identify3D，CO-增材制造對平臺內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密,，使用戶可以在內(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3D打印過程擁有更多的控制和可見性，使其在多個生產(chǎn)現(xiàn)場更加高效,、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)百萬個的制造商需要優(yōu)化和調(diào)整他們獨(dú)特的打印過程。

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)的一個增長趨勢,，僅次于數(shù)字化、人工智能（AI）和機(jī)器人技術(shù),。我們的94%受訪者計(jì)劃在未來12個月內(nèi)增加對增材制造的使用,。擁有正確的專業(yè)知識可以消除關(guān)于將增材制造整合到現(xiàn)有生產(chǎn)流程的常見誤解。即使是快速的增材制造采用評估也會產(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)的一個方式,。