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3D打印与制造业融合的五个步骤

时间:2018-01-11 13:52:39编辑:Sputnik来源:tctasia

印联传媒资讯】捷普集团数字制造业务开发部总监Geoffrey Doyle指出:3D打印技术应用于可行的生产解决方案中,公司必须采取最佳的实践方法来降低风险,并且从产品设计到交付这一过程中必须保持严谨的制造态度。


以下为入门指导的五个步骤:


第1步:识别恰当项目;避免入坑


第一步要求尝试解决的商业问题相关的执行、设计、操作管理人员及供应链团队站在同一阵营,因为团结合作是项目成败的关键。如果未达成统一意见,这个项目将会被总裁否决,就算得以进行,也会因意见不统一而告终,进而未来的3D打印项目将面临更加艰难的前行道路。


避免“复杂程度不受约束”的陷阱也同样重要。虽然3D打印推崇无约束设计,但那些令人难以置信的错综复杂的设计并不是最佳的解决方案。为了推进3D打印技术,首先要从识别恰当的项目、理想的零件及最佳商业案例入手。


最近,捷普集团利用了3D打印技术来帮助一个行业客户制造出适用于卡车的“内部”风管。客户只需要小批量的风管,所要求的材料和外观也很适合被3D打印。最终,此项目大获成功,堪称利用3D打印技术创造利益的经典案例,为后期的应用发展的分析,提供一个很好的参照物。


第2步:建立商业案例,了解“真实成本”的影响


建立商业案例需要分析经济状况,这不仅指每部分的价格,还包括将3D打印融入制造过程的全部成本。实际成本包括占地、水电费、折旧、维护、检测、包装、运输等。相关的实际成本项目还在继续增加,但这些经常被制造领域外的团队成员忽视。


3D打印和传统制造法之间的一对一成本对比需要认真分析、确定所有变量,如缩短交货期或减少库存量等。一些变量与研发环节具有密切联系,有的变量则与供应链环节具有密切的联系,所以作为一名主要决策者有必要考虑到质量、成本和风险的各个方面。


第3步:带领业务和供应链团队踏上3D打印之旅


大多数的全球制造解决方案提供商都拥有业务运营和供应链专家团队,来负责降低生产和制造生命周期中每一阶段的风险。供应链风险通常与质量和成本有关,但风险来源不止于此。如果一个价值1美分的螺栓采购来源单一且不易购买,那它给公司产品所造成的风险同一个价值数百或数千美元的零件相当。


由于采购环节存在重大风险,这值得考虑采用多种3D打印技术或解决方案来减轻风险。同拥有3D打印技术成功案例的可靠制造合作伙伴合作是降低风险的另一种方式。


然而,业务和采购团队必须结伴踏上3D打印的旅程,以便能够识别出化解投资风险及开辟市场需求的机遇。配置这些关键人员来赢得更多基本业务可以使他们成为3D打印的胜出者,最终为更广泛的应用铺路。


第4步:时刻保持严谨的制造态度


世界一流品牌期待其生产制造伙伴提供最好的产品。不管是使用传统制造方法还是使用增材制造技术,质量始终是最重要的。对材料、工艺和设备(MPM)及完整供应链的整合进行大量的确认和验证是任何制造商将3D打印技术应用到解决方案中的入门门槛。 


为了确保能长时间保持始终如一的制件质量和机械完整性,需要时刻注意并保持严谨的制造态度,这一点与传统制造方法无异。值得注意的是,供应商认证涉及各个方面,包括严格的标准和审计要求。例如,捷普集团最近与要求严苛的医用植入物大制造商合作,要求包括包装检查洁净室、质量保证/质量控制、MPM认证与锁定及完整的审计试验、后期处理、包装消毒和循环利用。


严谨的工艺过程保证了工艺复现性和设备的充分利用,这一点对于增材制造设计(DfAM)至关重要,特别是在特殊工艺过程和设计支出方面。首先,公司应当小心谨慎地开展DfAM,在复杂的设计意味着附加值增加的同时,也意味着成本的增加,如何找寻中庸之道是一个重要议题


采用PA12材料和蒸汽抛光后加工处理将“内部”风管打印在HP的MJF平台。


第5步:教育、传教和吸引涉众


为推动3D打印的发展,最主要的是展现其里程碑和分享早期的成功案例,让客户可以设想哪些事物对他们来说可行。此外,与3D打印行业内的关键人物开诚布公的交流非常有利于推动3D打印行业整体向前发展。


记住,您的首要目标应该是明确了解3D技术发展的进度,燃起对当前及未来3D打印技术可行性的想象。在恰当的时间选择恰当的受众也是有必要的,这就解释了为什么在产品研发阶段聘用设计工程师至关重要。为此,公司必须确保设计工程师理解3D打印的价值并知晓引进3D打印的全部方法。


列举如下:


·  产品改进 – 更好的性能,如发动机高度传热

·  成本优势与零部件整合(多个零件组成一个零件)——海报中的孩子指的是GE的3D打印燃油喷嘴,该装置由大约20个零件组成。

·  轻量化,采用增材设计方法减轻零件重量——采用拓补优化来减轻即将进入太空中的卫星的重量

·  缩减成本,如材料和模具成本——采用相同的制造方法设计结构和原型

·  加快进度,加快上市——传统原型制作,也可加速自动化进程和供应传统尺寸的制造装置与填充料。

·  新业务模式,包括个性化定制、小批量/高混合制、单位成本、分布式制造/本地间制造


对于大多数公司而言,3D打印旅程才刚开始。采取重实效方法和最优方法可以帮助早期采纳者缩小将3D打印应用于主流制造方面的差距。如借用比尔盖茨的某些智慧,我们有可能会过高预期了在一年内可以完成的工作、但是若以十年为限,所能完成的又远超我们的期望。。虽然3D打印技术目前的接受程度并不确定,但3D打印技术必定会成为未来制造业不可磨灭的印记。

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