大型生產(chǎn)服務商Proto Labs的D打印技術發(fā)展趨勢
魔猴君 行業(yè)資訊 2550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，他們在3D打印技術的應用方面積累了大量經(jīng)驗。
在多年應用3D打印技術的過程中，Proto Labs見證了3D打印技術的發(fā)展，他們發(fā)現(xiàn)3D打印技術的一個明顯應用趨勢是從原型走向生產(chǎn)領域。Proto Labs 3D打印業(yè)務的產(chǎn)品經(jīng)理Greg Thompson根據(jù)日常業(yè)務中所積累的經(jīng)驗，總結(jié)了一些對3D打印技術的價值、應用和發(fā)展趨勢看法。
Proto Labs通過3D打印設備、CNC設備以及注塑技術提供一站式的快速原型和小批量生產(chǎn)服務。目前，Proto Labs支持的大部分應用是原型設計。然而，隨著3D打印技術的發(fā)展和應用經(jīng)驗的積累，Proto Labs發(fā)現(xiàn)3D打印技術在生產(chǎn)和終端零件制造中的應用比重逐漸增加。
目前引領增材制造在生產(chǎn)中應用的行業(yè)以航空航天、醫(yī)療行業(yè)為主。然而，Proto Labs在為制造業(yè)客戶提供服務的時候發(fā)現(xiàn)，3D打印技術已經(jīng)引起了從消費產(chǎn)品到工業(yè)設備制造等各行業(yè)的重視。在這些領域中，大多數(shù)工程師和或項目經(jīng)理至少考慮增材制造技術作為設計和制造產(chǎn)品的選擇。
3D打印技術與終端零部件或產(chǎn)品生產(chǎn)之間最成功的結(jié)合點，是利用3D打印尋求新設計或者是實現(xiàn)更短的產(chǎn)品迭代周期，而這類設計或迭代周期是通過傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的。其中最常見的設計目標包括在進行零件設計時減少組件的數(shù)量，并將其作為一個整體的部分進行打印。
在這一方面，航空航天制造企業(yè)開發(fā)了一些典型的應用，例如，GE LEAP航空發(fā)動機中的增材制造燃油噴嘴，客車防務及航天公司在進行了設計優(yōu)化創(chuàng)新的增材制造射頻濾波器等應用案例。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)的標準化元素設計的，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部分固定在一起。這樣做的話重量會比較重，需要裝配的部分也會增加生產(chǎn)時間，還需要額外的質(zhì)量評估。而3D打印帶來的整體式設計，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)量其實減少了。使用直接金屬打印，還有一個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)時間的優(yōu)勢來源于裝配和后處理時間的縮短。
3D打印技術在支持用戶尋求新設計方面的優(yōu)勢，還體現(xiàn)在產(chǎn)品設計師設計出一些具有復雜幾何形狀或仿生結(jié)構(gòu)的3D打印零件，通過零件在設計方面的優(yōu)化來提升零件性能，例如，通過點陣結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)零部件的輕量化。對于這類特殊的設計方案，3D打印技術是最佳的制造解決方案。
當然，將3D打印技術融入到生產(chǎn)中僅從挖掘3D打印技術的應用價值方面入手是不夠的，無論是提供3D打印技術的企業(yè)還是制造業(yè)的用戶，都需要解決制約3D打印技術走向生產(chǎn)的障礙。對于前者，Proto Labs公司的3D打印客戶正在全面驗證整個增材制造工藝，在此過程中，客戶會對3D打印的速度、一致性和可靠性進行理解與掌握，尤其是對于用于最終生產(chǎn)中的3D打印零部件，客戶需要從這些角度對零件進行全面的驗證。
對于3D打印技術的成本和價值方面的考量，Proto Labs公司的建議是，制造用戶應該考慮通過3D打印技術來改變設計和制造流程，而不是簡單的用3D打印技術替代現(xiàn)有的制造技術，這通常是不能發(fā)揮3D打印技術的作用的。如果企業(yè)用戶考慮在生產(chǎn)中引入3D打印技術時，并沒有考慮到對期制造流程或零件設計就進行改變，那么就會錯過由這些創(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、設備本身的進步，3D打印相關后處理技術自動化水平的提高，以及GE、惠普等大型企業(yè)在增材制造領域的投入，企業(yè)將3D打印技術應用在生產(chǎn)領域中的成本將逐漸降低。
