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。這項技術(shù)帶來了切實的好處，比如生產(chǎn)靈活性、設(shè)計自由度、定制化和快速上市時間。增材制造的價值已不再存疑；那場辯論已成過去。現(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新技術(shù)。它已然是一項比較可靠的技術(shù)，并且存在了幾十年。然而，盡管增材制造的好處不可否認，但由于各種障礙和挑戰(zhàn)，公司仍然難以在采用這項技術(shù)的過程中達成最終目標。

我們對美國、德國和日本的327家大型制造公司進行了一項獨立調(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營中。

但這些挑戰(zhàn)是否是基于現(xiàn)實？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數(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)中持謹慎態(tài)度，原因有很多：缺乏專業(yè)知識、擔心增加設(shè)備成本、認為復(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)濟效益�！�

像這種重新設(shè)計的吸盤夾具這樣對生產(chǎn)進行的小改變可以產(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Signify（當時稱為飛利浦照明）重新設(shè)計了一個持續(xù)運行數(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認證的設(shè)計組織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上的缺陷飛機板。

與Expleo密切合作，優(yōu)化設(shè)計文件，使零件可以在我們的認證的其中一個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現(xiàn)快速增長或幫助組織內(nèi)部進行結(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。

△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)用于實踐，還是準備優(yōu)化和擴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的模塊化項目。

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。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。例如，當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，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，在適當時將增材制造應(yīng)用到他們的工作流程中。事實上，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利用我們認證的增材制造工藝和材料，為他們的HEXA飛機生產(chǎn)了100多個飛行準備部件，幫助他們的飛機在不到13個月的時間內(nèi)起飛。

LIFT團隊努力設(shè)計了一款任何人都可以駕駛的飛機。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)境成功運行，有個至關(guān)重要的東西——數(shù)據(jù)。只有當公司確信其設(shè)計數(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)鏈受益。

那些計劃將3D打印零件的生產(chǎn)擴大到數(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）和機器人技術(shù)。我們的94%受訪者計劃在未來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的一個方式。