德國奧迪通過“增材思維”推進3D打印在生產(chǎn)中的應(yīng)用

對于3D打印/增材制造的用戶而言，通過3D打印設(shè)備進行某種產(chǎn)品的批量生產(chǎn)頗具挑戰(zhàn)。3D打印產(chǎn)品的開發(fā)過程涉及到如何針對增材制造設(shè)備的特點進行產(chǎn)品的再設(shè)計，如何針對具體的應(yīng)用開發(fā)打印參數(shù)？如何操作打印設(shè)備？如何在生產(chǎn)過程中控制產(chǎn)品質(zhì)量？

制造業(yè)用戶是花費大量的經(jīng)費和時間獨自進行探索，還是選擇富有經(jīng)驗的3D打印合作伙伴共同走過從購買3D打印設(shè)備到成功開展產(chǎn)品的批量生產(chǎn)這段最艱難的過程？對于如何讓3D打印技術(shù)超越原型，成為一項能夠承擔(dān)起生產(chǎn)任務(wù)的技術(shù)，真正融入到日常的制造任務(wù)中，德國奧迪汽車有著自己的選擇和經(jīng)驗。

從原型到生產(chǎn)，3D打印的挑戰(zhàn)升級
很久前，奧迪就已意識到增材制造/3D打印技術(shù)對于汽車行業(yè)的潛能。工業(yè)級的3D打印技術(shù)最初被運用于奧迪的快速原型制造以及賽車制造領(lǐng)域。奧迪逐漸基于工業(yè)3D打印技術(shù)革新了模具制造的生產(chǎn)過程，當部件幾何構(gòu)造或裝配非常復(fù)雜時，3D打印技術(shù)便使得其幾何造型的實現(xiàn)成為可能，而以往則受限于傳統(tǒng)制造方式。

奧迪為了在材料和生產(chǎn)流程上獲得更多經(jīng)驗，并進一步實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，建立了自有的3D打印中心。曾經(jīng)通過傳統(tǒng)制造方法打造的模具所無法實現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能整合，現(xiàn)在都可以依托增材制造技術(shù)得以實現(xiàn)。特別是在小批量部件的生產(chǎn)方面，奧迪現(xiàn)在可以基于3D打印技術(shù)，以快速且經(jīng)濟的方式用輕量型材料生產(chǎn)部件。

奧迪采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)出的模具和零部件（由奧迪提供）

在增材制造技術(shù)的應(yīng)用上，奧迪同樣關(guān)注壓鑄模具和熱加工部件的內(nèi)部嵌件生產(chǎn)。如今，奧迪可通過隨形冷卻技術(shù)，以更高的成本效益實現(xiàn)部件和汽車配件生產(chǎn)，進而優(yōu)化批量化生產(chǎn)過程。實現(xiàn)隨形冷卻離不開3D打印設(shè)備所實現(xiàn)的模具內(nèi)部高度復(fù)雜的冷卻通道，這些復(fù)雜的隨形冷卻通道以往通過傳統(tǒng)手段是無法實現(xiàn)的。帶有隨形冷卻通道的模具冷卻效果更好，生產(chǎn)周期縮減了20%，這不但降低了能源消耗，亦同時提升了零部件的成本效益。

奧迪在3D打印技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用過程中，借助了3D打印合作伙伴EOS的增材制造經(jīng)驗。德國奧迪股份公司與德國工業(yè)級3D打印制造商EOS 建立了伙伴關(guān)系，雙方的合作涉及到奧迪全面部署工業(yè)增材制造技術(shù)，并奧迪在英戈爾斯塔特建立相應(yīng)的3D 打印中心。通過這種合作關(guān)系，奧迪從EOS 獲得的支持包括：提供適合的增材制造系統(tǒng)和生產(chǎn)流程，共同進行3D打印的應(yīng)用開發(fā)，構(gòu)建內(nèi)部的增材制造知識，將奧迪工程師培訓(xùn)成為內(nèi)部增材制造專家。

EOS表示，在公司成立的前二十年中（即：1989年-2009年），用戶主要是將3D打印技術(shù)應(yīng)用于快速原型制造領(lǐng)域，目的僅僅在于加快產(chǎn)品開發(fā)和上市速度。而近年來越來越多的制造業(yè)用戶開始探索如何將3D打印技術(shù)用于真正的批量生產(chǎn)。由于3D打印技術(shù)應(yīng)用目的不同了，用戶所面臨的挑戰(zhàn)以及需要3D打印企業(yè)提供的支持與早期快速成型時期的要求已完全不同。如今，成功應(yīng)用增材制造技術(shù)，特別是金屬3D打印技術(shù)的關(guān)鍵在于用戶是否能夠確定一個或者多個最能夠通過該技術(shù)受益的應(yīng)用。同時，用戶必須積累相關(guān)了知識和經(jīng)驗。用戶在應(yīng)用增材制造技術(shù)之后，需要隨時準備以靈活的方式來適應(yīng)最終客戶對3D打印零件的要求。

慕尼黑Additive Minds（增材思維）團隊

然而，真正具備深厚的增材制造技術(shù)知識的公司寥寥無幾，只有少數(shù)公司能夠利用增材制造開發(fā)出真正革新性的創(chuàng)新。對于剛剛接觸該技術(shù)的公司而言，開發(fā)用于批量生產(chǎn)的應(yīng)用頗具挑戰(zhàn)。因此，像奧迪這樣的大型企業(yè)現(xiàn)在會與經(jīng)驗豐富的3D打印行業(yè)伙伴共同走過這段開發(fā)之旅，行業(yè)伙伴不僅提供支持服務(wù)，還能助力他們實現(xiàn)增材制造批量生產(chǎn)，由此為企業(yè)帶來優(yōu)勢。

為德國奧迪提供全面部署工業(yè)增材制造技術(shù)服務(wù)的是EOS的咨詢部門——Additive Minds （“增材思維”）。Additive Minds（增材思維）從咨詢服務(wù)、創(chuàng)新中心和客戶研究院三個核心領(lǐng)域為初涉金屬增材制造領(lǐng)域的企業(yè)提供支持，其中包括從直接的員工培訓(xùn)到完備的應(yīng)用開發(fā)支持以及全面的生產(chǎn)基地規(guī)劃等各種服務(wù)。

Additive Minds（增材思維）咨詢服務(wù)可解決各個客戶的個性化需求。提供的咨詢服務(wù)涵蓋從技術(shù)基礎(chǔ)、適合增材制造生產(chǎn)的零部件選擇、設(shè)計以及增材制造兼容工程設(shè)計到生產(chǎn)規(guī)模調(diào)整及驗證的整個周期。

Additive Minds（增材思維）研究院額外提供一系列增材制造培訓(xùn)課程和研討會持續(xù)時間為 2 天至 6 個月不等。這些課程涵蓋增材制造技術(shù)的方方面面，從部件篩選及選擇到參數(shù)調(diào)整、晶體結(jié)構(gòu)以及熔池監(jiān)控等均有涉及。

克賴靈總部和園區(qū)，位于距慕尼黑市中心30 分鐘車程的市郊

3D打印用戶可派遣一支工程師及技術(shù)人員團隊到EOS Additive Minds（增材思維）創(chuàng)新中心，Additive Minds（增材思維）的專家團隊將在6到 18 個月的時間內(nèi)對用戶的技術(shù)團隊進行培訓(xùn)和提供發(fā)展指導(dǎo)。在此期間，雙方有可能共同開發(fā)新的3D打印應(yīng)用，直至該應(yīng)用進入生產(chǎn)階段。在此階段結(jié)束后，用戶的技術(shù)團隊能夠?qū)⑺�掌握的知識立即應(yīng)用于生產(chǎn)。通過這種合作，用戶會掌握充足的知識，幫助他們在以后自行開發(fā)更多增材制造應(yīng)用。在EOS克賴靈總部的創(chuàng)新中心，在全球不同區(qū)域的 EOS 創(chuàng)新實驗室以及客戶現(xiàn)場（即客戶私有的‘卓越中心’）都能見到這種合作。

第一次經(jīng)歷內(nèi)部3D打印應(yīng)用開發(fā)流程的企業(yè)都能夠意識到，3D打印應(yīng)用開發(fā)周期的長短對于項目的成敗至關(guān)重要。所有企業(yè)能夠給到一項新的3D打印應(yīng)用項目的預(yù)算和時間都是有限的。EOS表示，通常用戶將3D打印技術(shù)應(yīng)用于一項新的批量生產(chǎn)任務(wù)的探索周期為2年，與Additive Minds（增材思維）創(chuàng)新中心合作的用戶，則可以在 6 到 18 個月內(nèi)采用增材制造技術(shù)進行批量生產(chǎn)。

近年來，金屬增材制造的流程、技術(shù)、應(yīng)用以及材料方面都在快速的發(fā)展。對于計劃將3D打印技術(shù)用于批量生產(chǎn)的公司而言，需要經(jīng)歷實質(zhì)性的轉(zhuǎn)型才能成功的將這項新技術(shù)融入到日常的業(yè)務(wù)中。EOS 表示，通過提供Additive Minds (增材思維)服務(wù)，用戶將在向增材制造轉(zhuǎn)型的過程中得到充分支持，從而成為所在行業(yè)應(yīng)用3D打印技術(shù)的佼佼者。

來源：EOS