3D打印不可小覷：百事公司生產(chǎn)瓶模

為配合漫威電影《黑豹》的首映禮，百事公司通過采用3D打印技術，將一系列《黑豹》人物頭像印在可樂包裝瓶上。就3D打印技術而言，百事當下對其的應用還未達到100%的完美應用程度，但這項技術的魅力絲毫不減。

百事公司負責包裝研發(fā)的Max Rodriguez和工程師Thangthip Tekanil率領團隊進行了性能模擬、原型制造等一系列相關工作，爭取為研發(fā)和生成團隊提供有效的工具和生產(chǎn)效率。

值得一提的是，其中一款已獲專利的Modular Mold Set與大多數(shù)注塑機兼容，包括鋁殼、牙石和3D打印插件，適用于100毫升到3升的各種瓶子設計。Rodriguez告訴 TCT：“Modular Mold Set是我們快速生產(chǎn)定制模具的一種手段，在實驗室規(guī)�；蛟囼灩�廠規(guī)模的注塑設備中使用�！�

百事公司之前合作的外包模具服務供應商以往的操作一般是根據(jù)模具結構的復雜程度，采用CNC或者EDM這樣的減材加工方式，產(chǎn)品交付需要2-4周時間，成本高達10,000美元。

Rodriguez繼續(xù)補充道：“為了縮短原型制造時間和開模成本，團隊起初試圖3D打印整個模具，但研究發(fā)現(xiàn)需要花費大量時間和材料。最終我們決定采用傳統(tǒng)金屬模具與3D打印結構相結合的混合模式，即通過注塑機制造金屬外殼，再使用3D打印技術制造內(nèi)部部件�！�

△在Carbon的M2機器上3D打印的模具鑲件，具有CE認證

一直以來，團隊在探索能夠匹配Modular Mold Set加工模式的3D打印解決方案，其中打印速度較快的數(shù)字光處理技術是優(yōu)先考慮的對象。經(jīng)過一系列的試驗后，現(xiàn)在百事采用的是Nexa3D的NXE400設備和 xPEEK 147材料。

△在 Nexa3D NXE 400 上使用 xPEEK 147材料進行 3D 打印的瓶子模具（圖片來源：Nexa3D）

Tekanil解釋說：“通過3D打印技術，一套完整的模具可在12小時內(nèi)完成，其中3D打印時間為8小時，固化時間為4小時。PEEK材料僅需3個小時固化時長，翹曲程度也會小很多。當然我們也會考慮到材料收縮問題，確保模具組裝時的公差在可允許范圍內(nèi)�！�

據(jù)統(tǒng)計，Modular Mold Set制造的每個模具可以生產(chǎn)數(shù)千個瓶子，這套解決方案為百事公司節(jié)約了90%左右的成本，交貨時間也從幾周縮短到幾天。

Rodriguez說，通過10,000多個瓶子的打樣測試，驗證出這款模具的生產(chǎn)效率為每分鐘600至800個，下一步的目標是達到“成千上萬”的效率。得益于這項技術，我們能夠靈活地實現(xiàn)多個產(chǎn)品的設計迭代，以便我們能夠隨時評估所有下游市場活動。

這并不是百事公司第一次開始探索3D打印技術，最初他們使用過Stratasys的PolyJet技術和Digital ABS材料（熱變形溫度為58-68℃），當時只能實現(xiàn)每套模具生產(chǎn)100個樣品。目前PolyJet被用于與實驗室的注塑機配對，生產(chǎn)小批量的樣品。當樣品數(shù)量達到5,000時，就會選擇DLP系統(tǒng)操作。

百事從使用Carbon M2到Nexa3D NXE400，都致力于在成本、機器性能和材料性能之間找出最優(yōu)方案，這樣的思路未來也會成為其他供應商的解決方案。

△在Neza3D的NXE400機器上用xPEEK材料3D打印的模具鑲件

在大多數(shù)情況下，48小時內(nèi)可以制作出模具，一周內(nèi)可以產(chǎn)出功能性樣品。百事公司現(xiàn)在也在探索應用金屬3D打印技術來整合熱定型應用的隨形冷卻通道，以及用聚合物技術制造注塑模具。

3D CAD文件轉(zhuǎn)換生產(chǎn)出的原型產(chǎn)品是完全能夠與傳統(tǒng)加工方式生產(chǎn)的原型產(chǎn)品相媲美的。從供應鏈到市場營銷，甚至到消費者，都可以評估出3D打印這項技術在生產(chǎn)線上的積極表現(xiàn)。顯而易見，這項技術大大縮短了我們的開發(fā)周期。

可以看出，百事公司正在推動增材制造技術促進瓶子各個方面的開發(fā)，包括加速和改善性能模擬，先進的系統(tǒng)分析，以及使用其專利技術和混合方法生產(chǎn)高質(zhì)量的功能原型。3D打印賦予了我們前所未有的設計能力，在品牌設計和打印新產(chǎn)品上都有了更大的空間，從而改善了推廣效果并且能夠與客戶拉近距離。

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