【干貨】將3D打印整合到制造流程中的五個步驟

作為一個在3D打印服務商工作的人，我知道到最終3D打印部件往往需要大量的反復試驗。完善這個過程是至關重要的，特別是當涉及到主流制造業(yè)時，這是因為幾乎沒有時間進行試點和有限的錯誤空間。

△中國航發(fā)商發(fā)增材制造微型渦噴發(fā)動機零件展示（成品狀態(tài)）

3D打印已經(jīng)成為縮短新產(chǎn)品導入（NPI）周期和縮短產(chǎn)品上市時間的重要工具。牙科和醫(yī)療市場早已受益于早期采用，而大多數(shù)其他部門剛剛開始考慮采用3D打印來制作小批量產(chǎn)品。為了充分利用3D打印作為可行的生產(chǎn)解決方案，企業(yè)必須采用最佳實踐來降低風險，并應用從設計到交付的嚴謹制造。

這里有五個步驟：
步驟1：確定正確的項目，避免“Paperweights”或“Rabbit Hole”；
第一步要求執(zhí)行者、工程、運營和供應鏈團隊圍繞您正在努力解決的業(yè)務問題進行協(xié)調，因為他們的集體投入將決定任何3D打印項目的成功或失敗。如果沒有達成共識，那么最終你會為此付出一定的代價。

同樣重要的是，避免“復雜性是自由的”陷阱。雖然3D打印方便了設計的自由度，但并不總是成為生產(chǎn)復雜產(chǎn)品設計的最佳解決方案。從確定正確的項目開始，介紹3D打印的理想部分和最佳商業(yè)案例。

△圖片來自中國航發(fā)商發(fā)增材制造

Jabil最近幫助工業(yè)客戶使用先進的3D打印技術為卡車生產(chǎn)“引擎蓋下”空氣管道。該組件只需要少量，材料和美學可以輕松得到支持，從經(jīng)濟上來說也是有意義的。最終，這個項目的成功是3D打印的一個很好的切入點，并且創(chuàng)造了后續(xù)機會的興趣和分析。

第二步：構建商業(yè)案例，了解“真實成本”的影響；
建立商業(yè)案例需要對經(jīng)濟性進行分析，而不僅僅是每件產(chǎn)品的價格，而是將3D打印整合到制造過程中的全面成本。實際成本包括建筑面積、公用設施、折舊、維護、檢查、包裝、運輸?shù)鹊�。這個列表不斷被制造領域之外的團隊成員忽視。
3D打印與傳統(tǒng)制造方法之間的成本比較需要仔細分析以確定所有變量，例如縮短交貨時間或減少庫存。一些變量會在研發(fā)方面產(chǎn)生共鳴，另一些則會在供應鏈方面產(chǎn)生共鳴。所以，將質量、成本和風險作為主要決定因素考慮在內的所有方面都是非常重要的。

第3步：帶領商業(yè)和供應鏈團隊踏上3DP之旅
大多數(shù)全球制造解決方案提供商都有業(yè)務運營團隊和供應鏈專家，他們愿意在生產(chǎn)和制造生命周期的每個階段降低風險。供應鏈風險通常與質量和成本有關，但是更深入。花費一分錢的螺栓仍然可能為公司產(chǎn)品帶來成千上萬美元的風險，如果它是單一來源的，而且不易獲得的。
由于采購帶來重大風險，因此值得考慮采用多種3D打印技術或解決方案來降低風險。另一種降低風險的方法是與可靠的制造合作伙伴合作，這些合作伙伴已經(jīng)積累了3D打印成功的早期經(jīng)驗。

△圖片來自中國航發(fā)商發(fā)增材制造

然而，商業(yè)和供應團隊必須找到機會去減少他們的投資風險，并為需求創(chuàng)造條件。定位這些關鍵要素贏得更多的業(yè)務將使他們成為3D打印冠軍，最終將為3D打印技術的更多采用鋪平道路。

第四步：申請制造，每一天、每個階段的應用；
世界一流品牌期望制造合作伙伴提供最好的產(chǎn)品。無論您使用的是傳統(tǒng)制造方法還是增材制造，質量都是至關重要的。材料、工藝和機器（MPM）的廣泛認證和驗證以及完整的供應鏈集成是任何制造商將3D打印技術添加到其解決方案組合中的入門代價。
要求制造商關注和應用嚴格的制造標準，以確保長期保持一致的零件質量和機械完整性，使之與傳統(tǒng)制造無異。值得注意的是，供應商資質可以是廣泛的，并且包含嚴格的標準和審計要求。例如，Jabil最近與一家有著嚴格要求的醫(yī)療植入物的大型制造商合作，包括用于包裝檢查、質量保證/質量控制、MPM資格、封閉的無塵室、完整的審核跟蹤、后處理、包裝滅菌和回收。
先進的工藝工程確保了工藝的可重復性和整機的利用率，這在提供增材制造設計（DfAM）方面是至關重要的，無論是關于特定工藝還是設計突出/成本。最初，公司在實施DfAM時應該小心謹慎，因為在設計附加價值時不會使設計過于復雜而影響經(jīng)濟模型。

步驟5：教育、傳播和吸引成分；
為了推動3D打印的發(fā)展勢頭，展示里程碑并分享早期成功案例至關重要，以便客戶可以開始設想其可能性。此外，與3D打印生態(tài)系統(tǒng)中的關鍵成員進行開放式溝通對于推動整個3D打印行業(yè)的發(fā)展至關重要。
請記住，您的總體目標應該是溝通進展。在正確的時間到達正確的受眾是至關重要的，這就是為什么在產(chǎn)品開發(fā)過程中盡早聘用設計工程師的原因。為此，公司必須確保設計工程師理解其價值，并確定所有引入3D打印的方法。
這里列出了一些：


產(chǎn)品增強-性能更好，如發(fā)動機傳熱高；
通過將多個零件組合成一個零件來實現(xiàn)零件合并，節(jié)約成本，如通用電氣的3D打印燃料噴嘴，將大約20個零件組合成一個；
通過應用添加劑設計方法來減輕部件重量，輕量化-拓撲優(yōu)化以減少衛(wèi)星進入太空的重量；
降低成本，如材料和消除模具成本-采用相同的制造方法進行結構設計和原型設計；
加快進度，縮短產(chǎn)品上市時間-經(jīng)典的原型設計，同時加速了自動化流程的開發(fā)，并提供傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)裝置和材料；

新的業(yè)務模式包括個性化/定制化，低數(shù)量/高混合，單位成本，分布式制造/本地到本地；
對于大多數(shù)公司來說，3D打印之旅才剛剛開始。遵循實用的方法和最佳實踐將有助于早期采用者縮小將3D打印帶入主流制造業(yè)的差距。借用Bill Gates的一些智慧，我們可能會高估一年能做些什么，低估十年能做些什么。雖然采用的步伐仍不明朗，但3D打印肯定會對制造業(yè)的未來產(chǎn)生不可磨滅的影響。

來源：3D虎
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