大型生產(chǎn)服務(wù)商Proto Labs的D打印技術(shù)發(fā)展趨勢
魔猴君 行業(yè)資訊 2610天前
Proto Labs是美國一家大型的原型制造及小批量生產(chǎn)服務(wù)商。Proto Labs通過光聚合、粉末床、材料噴射等多種3D打印工藝為其制造業(yè)用戶提供3D打印服務(wù)，他們在3D打印技術(shù)的應(yīng)用方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)。
在多年應(yīng)用3D打印技術(shù)的過程中，Proto Labs見證了3D打印技術(shù)的發(fā)展，他們發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)的一個(gè)明顯應(yīng)用趨勢是從原型走向生產(chǎn)領(lǐng)域。Proto Labs 3D打印業(yè)務(wù)的產(chǎn)品經(jīng)理Greg Thompson根據(jù)日常業(yè)務(wù)中所積累的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些對(duì)3D打印技術(shù)的價(jià)值、應(yīng)用和發(fā)展趨勢看法。
Proto Labs通過3D打印設(shè)備、CNC設(shè)備以及注塑技術(shù)提供一站式的快速原型和小批量生產(chǎn)服務(wù)。目前，Proto Labs支持的大部分應(yīng)用是原型設(shè)計(jì)。然而，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累，Proto Labs發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)在生產(chǎn)和終端零件制造中的應(yīng)用比重逐漸增加。
目前引領(lǐng)增材制造在生產(chǎn)中應(yīng)用的行業(yè)以航空航天、醫(yī)療行業(yè)為主。然而，Proto Labs在為制造業(yè)客戶提供服務(wù)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)已經(jīng)引起了從消費(fèi)產(chǎn)品到工業(yè)設(shè)備制造等各行業(yè)的重視。在這些領(lǐng)域中，大多數(shù)工程師和或項(xiàng)目經(jīng)理至少考慮增材制造技術(shù)作為設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品的選擇。
3D打印技術(shù)與終端零部件或產(chǎn)品生產(chǎn)之間最成功的結(jié)合點(diǎn)，是利用3D打印尋求新設(shè)計(jì)或者是實(shí)現(xiàn)更短的產(chǎn)品迭代周期，而這類設(shè)計(jì)或迭代周期是通過傳統(tǒng)方法無法實(shí)現(xiàn)的。其中最常見的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括在進(jìn)行零件設(shè)計(jì)時(shí)減少組件的數(shù)量，并將其作為一個(gè)整體的部分進(jìn)行打印。
在這一方面，航空航天制造企業(yè)開發(fā)了一些典型的應(yīng)用，例如，GE LEAP航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的增材制造燃油噴嘴，客車防務(wù)及航天公司在進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化創(chuàng)新的增材制造射頻濾波器等應(yīng)用案例。以3D打印射頻濾波器案例為例，之前的射頻濾波器是按照傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化元素設(shè)計(jì)的，部件的形狀和連接由銑削和電火花腐蝕等典型制造工藝決定。然后，濾波器的腔體需要通過加工將兩個(gè)部分固定在一起。這樣做的話重量會(huì)比較重，需要裝配的部分也會(huì)增加生產(chǎn)時(shí)間，還需要額外的質(zhì)量評(píng)估。而3D打印帶來的整體式設(shè)計(jì)，使濾波器不再需要緊固件來將部件結(jié)合在一起，所以部件數(shù)量其實(shí)減少了。使用直接金屬打印，還有一個(gè)額外的好處就是部件的外輪廓與內(nèi)輪廓更緊密。成本和生產(chǎn)時(shí)間的優(yōu)勢來源于裝配和后處理時(shí)間的縮短。
3D打印技術(shù)在支持用戶尋求新設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢，還體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出一些具有復(fù)雜幾何形狀或仿生結(jié)構(gòu)的3D打印零件，通過零件在設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化來提升零件性能，例如，通過點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)零部件的輕量化。對(duì)于這類特殊的設(shè)計(jì)方案，3D打印技術(shù)是最佳的制造解決方案。
當(dāng)然，將3D打印技術(shù)融入到生產(chǎn)中僅從挖掘3D打印技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值方面入手是不夠的，無論是提供3D打印技術(shù)的企業(yè)還是制造業(yè)的用戶，都需要解決制約3D打印技術(shù)走向生產(chǎn)的障礙。對(duì)于前者，Proto Labs公司的3D打印客戶正在全面驗(yàn)證整個(gè)增材制造工藝，在此過程中，客戶會(huì)對(duì)3D打印的速度、一致性和可靠性進(jìn)行理解與掌握，尤其是對(duì)于用于最終生產(chǎn)中的3D打印零部件，客戶需要從這些角度對(duì)零件進(jìn)行全面的驗(yàn)證。
對(duì)于3D打印技術(shù)的成本和價(jià)值方面的考量，Proto Labs公司的建議是，制造用戶應(yīng)該考慮通過3D打印技術(shù)來改變設(shè)計(jì)和制造流程，而不是簡單的用3D打印技術(shù)替代現(xiàn)有的制造技術(shù)，這通常是不能發(fā)揮3D打印技術(shù)的作用的。如果企業(yè)用戶考慮在生產(chǎn)中引入3D打印技術(shù)時(shí)，并沒有考慮到對(duì)期制造流程或零件設(shè)計(jì)就進(jìn)行改變，那么就會(huì)錯(cuò)過由這些創(chuàng)新所帶來的整體制造成本降低和增值效益。
隨著3D打印材料、設(shè)備本身的進(jìn)步，3D打印相關(guān)后處理技術(shù)自動(dòng)化水平的提高，以及GE、惠普等大型企業(yè)在增材制造領(lǐng)域的投入，企業(yè)將3D打印技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域中的成本將逐漸降低。
