未来已来!金属增材制造如何改变制造业?

几十年前,CNC数控机床刚出现时,人们不会想到,在不久的将来,数控加工会替代零件制造依赖手工作业的方式。当新技术出现时,总有人会质疑与抵触,但也有人能捕捉机会而脱颖而出。

如今,金属增材制造正在急剧地改变产品制造的方式。如下图所示,传统的制造是将完整的金属材料用数控机床来进行减材加工,最终得到实体零件,其过程去除了大量的材料;而金属增材制造是使用三维数字模型直接打印产品的一种生产方式,将金属粉末材料,按照烧结、熔融、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品。

增材制造与传统制造有着巨大的不同,简化后的生产方式突破传统结构设计的限制,将生产复杂结构与优化产品性能成为可能。这提升了厂家的生产弹性、缩短生产周期,并将真正的创新思维带入产品之中。有了增材制造技术,过去只存在于想象中、被视为不可能生产的各种产品,终于能够被实现。

金属3D打印机 DMP Flex 350 

增材制造的前景无限开阔,但其可扩充性曾让人裹足不前。许多企业家看到增材为其节省巨大成本支出的潜力,但也存在疑问:除了用来制作原型,如何使用增材技术生产数以千计、高性价比的产品?

事实上随着技术的进步,如今的金属增材技术已具备批量生产的能力,其制造的产品无论在性能上、生产效率或生产规模上,都已经可以和传统制造相比拟,而生产成本也有了显著的降低。以下我们来分别介绍增材制造的四大显著优势。

01

产能激增的快速响应

无论是生产消费性电子零件或篮球鞋,需求激增往往令生产厂家又爱又恨。这是由于传统加工的供应链复杂且冗长,而要求每个环节顺应激增的需求瞬间扩大产能难以实现,因此也加大了快速响应的难度。

反观增材制造技术对于模具、工装夹具的要求低,因此减少了生产厂家对供应链的依赖。增材制造的产品减少了从设计方案到制造所需要的时间,加速产品推向市场,将新产品更快送到消费者手中。

02

实现个性化生产

伴随个人特色潮流而来的,是消费者对产品的个性化需求。省去模具的使用,增材制造让企业以更低廉的成本,快速制造个性化产品。其小批量生产的优势,与现代消费者日新月异的需求更完美地契合。

举例来说,若要生产上图中具有个性化特色的限量版汽车,就能够透过增材制造实现小批量零件生产,以性价比最高的方式提供客户所需的产品。

03

解决人才短缺问题和降低生产成本

相较于传统生产方式,增材制造能有效降低生产成本与进入门槛。举例来说,制造业应用广泛的CNC 数控机床加工在全球范围内存在人才短缺问题,且其必备的专业操作人员是沉重的人力成本来源,这也是中小型生产厂家难以与规模较大的竞争对手匹敌的重要原因。

与之形成对比的增材制造技术,对于专业操作人员的要求则不那么高,因为增材设备更加简单、编程相对容易,也因此长期来说操作成本更低。此外,增材制造突破生产的地域限制,您可以在瑞士进行编程设计后,发到国内或其他地区生产,而这在需要诸多工装夹具的传统制造领域是难以实现的。

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不同制造作业间快速替换

传统制造中更换加工零件既耗时又费力。举例而言,CNC 数控机床经常需要花费数十分钟到几个小时才能完成零件的替换。而增材制造可以一次成型多个产品,不同制造作业间可真正达到无缝替换,而每次替换的时间最多可缩短到几分钟内。

企业弹性生产的同时,也意味着生产备件所需时间与金钱成本的大幅降低。传统CNC数控加工或注塑成型生产中,经常需要超额生产10%的产品,以因应过程中发生的损耗与报废件。而使用增材技术则可以在损耗发生的当下,按需生产额外的零件,避免超额生产所产生的浪费。

随着增材制造技术的创新,企业采纳、应用增材的门槛将会大大降低,进而满足企业缩短产品生产周期来满足客户需求的目的。在增材制造的助力下,传统制造方式以及所生产的产品,都将有质的提升以及设计思维上飞跃性的突破,而这一天的到来已经指日可待。

GF加工方案与3D Systems

在大中华区扩大合作,助力全球领先的制造业客户群优化生产制造环境

2019年8月8日,GF加工方案与3D Systems宣布:两公司在大中华区扩大合作,帮助全球领先的制造业市场客户提高制造金属零件的能力并优化制造环境。通过把3D Systems在增材制造方面的创新经验、专业技术与GF加工方案在精密加工和工业自动化领域的领先地位相结合,制造商现在能够更高效地在精密公差范围内生产复杂的金属零件并降低运营总成本。

3D Systems 全球执行副总裁兼市场总经理 Herbert Koeck 表示:“中国大陆以及台湾市场以拥有全球制造业领先地位而闻名。该区域的制造商正在寻找改变其生产流程的方法以保持竞争优势。我们的联合金属3D打印解决方案与GF加工方案可无缝地融入传统工厂车间,开创行业先例。”

自2019年8月1日起,3D Systems与GF加工方案的双品牌、可扩展的金属增材制造解决方案(即DMP Factory 500、DMP Factory 350和DMP Flex 350)由GF加工方案独家向中国大陆和台湾的生产企业开放订货。两家公司的联合解决方案整合了传统制造和增材制造技术,使其成为全新的、可扩展的自动化数字工厂解决方案,包括用于数字化生产工作流程的软件:更强的零件设计、3D打印机、材料、电火花加工(EDM)、铣削设备、先进的后处理技术和服务。这些崭新的设计和制造选项可以直接引入改进现有产品、创新设计、开发新商业模式和新市场。

 

大中华区的客户还可以访问位于上海的GF加工方案客户创新中心(CIC)。CIC 为客户提供了与来自3D Systems和GF加工方案的专家直接交流和探讨的平台,致力于开发金属3D打印解决方案的应用领域(包括材料、服务、硬件和软件)。作为这一过程的一部分,制造商将有能力进行零件打样并对产品做基准测试来控制质量、根据规格验证最终零件,节省时间、成本。缩短产品上市时间。

“中国大陆和台湾是GF加工方案的战略关键市场,我们有超过350名直接应用、服务和销售人员为客户提供支持,”GF加工方案亚洲区营销总监Laurent Castella说。“我们很高兴在向增材制造过渡的进程中,通过上海客户创新中心(CIC)和一支专业的增材制造专家团队加强对客户的支持。”

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