3D打印從原型走向生產,企業面對的3D打印挑戰也在升級!

3D打印 工程師 德國汽車 經濟 3D科學谷 2017-06-07

對於3D打印/增材製造的用戶而言,通過3D打印設備進行某種產品的批量生產頗具挑戰。3D打印產品的開發過程涉及到如何針對增材製造設備的特點進行產品的再設計,如何針對具體的應用開發打印參數?如何操作打印設備?如何在生產過程中控制產品質量?

製造業用戶是花費大量的經費和時間獨自進行探索,還是選擇富有經驗的3D打印合作夥伴共同走過從購買3D打印設備到成功開展產品的批量生產這段最艱難的過程?對於如何讓3D打印技術超越原型,成為一項能夠承擔起生產任務的技術,真正融入到日常的製造任務中,德國奧迪汽車有著自己的選擇和經驗。

從原型到生產,3D打印的挑戰升級

很久前,奧迪就已意識到增材製造/3D打印技術對於汽車行業的潛能。工業級的3D打印技術最初被運用於奧迪的快速原型製造以及賽車製造領域。

奧迪逐漸基於工業3D打印技術革新了模具製造的生產過程,當部件幾何構造或裝配非常複雜時,3D打印技術便使得其幾何造型的實現成為可能,而以往則受限於傳統制造方式。

奧迪為了在材料和生產流程上獲得更多經驗,並進一步實現批量化生產,建立了自有的3D打印中心。曾經通過傳統制造方法打造的模具所無法實現的內部結構和功能整合,現在都可以依託增材製造技術得以實現。特別是在小批量部件的生產方面,奧迪現在可以基於3D打印技術,以快速且經濟的方式用輕量型材料生產部件。

3D打印從原型走向生產,企業面對的3D打印挑戰也在升級!

奧迪採用增材製造技術生產出的模具和零部件(由奧迪提供)

在增材製造技術的應用上,奧迪同樣關注壓鑄模具和熱加工部件的內部嵌件生產。如今,奧迪可通過隨形冷卻技術,以更高的成本效益實現部件和汽車配件生產,進而優化批量化生產過程。實現隨形冷卻離不開3D打印設備所實現的模具內部高度複雜的冷卻通道,這些複雜的隨形冷卻通道以往通過傳統手段是無法實現的。帶有隨形冷卻通道的模具冷卻效果更好,生產週期縮減了20%,這不但降低了能源消耗,亦同時提升了零部件的成本效益。

奧迪在3D打印技術的生產應用過程中,藉助了3D打印合作夥伴EOS的增材製造經驗。德國奧迪股份公司與德國工業級3D打印製造商EOS 建立了夥伴關係,雙方的合作涉及到奧迪全面部署工業增材製造技術,並奧迪在英戈爾斯塔特建立相應的3D 打印中心。通過這種合作關係,奧迪從EOS 獲得的支持包括:提供適合的增材製造系統和生產流程,共同進行3D打印的應用開發,構建內部的增材製造知識,將奧迪工程師培訓成為內部增材製造專家。

EOS表示,在公司成立的前二十年中(即:1989年-2009年),用戶主要是將3D打印技術應用於快速原型製造領域,目的僅僅在於加快產品開發和上市速度。而近年來越來越多的製造業用戶開始探索如何將3D打印技術用於真正的批量生產。由於3D打印技術應用目的不同了,用戶所面臨的挑戰以及需要3D打印企業提供的支持與早期快速成型時期的要求已完全不同。如今,成功應用增材製造技術,特別是金屬3D打印技術的關鍵在於用戶是否能夠確定一個或者多個最能夠通過該技術受益的應用。同時,用戶必須積累相關了知識和經驗。用戶在應用增材製造技術之後,需要隨時準備以靈活的方式來適應最終客戶對3D打印零件的要求。

3D打印從原型走向生產,企業面對的3D打印挑戰也在升級!

慕尼黑Additive Minds(增材思維)團隊(由EOS 提供)

然而,真正具備深厚的增材製造技術知識的公司寥寥無幾,只有少數公司能夠利用增材製造開發出真正革新性的創新。對於剛剛接觸該技術的公司而言,開發用於批量生產的應用頗具挑戰。因此,像奧迪這樣的大型企業現在會與經驗豐富的3D打印行業夥伴共同走過這段開發之旅,行業夥伴不僅提供支持服務,還能助力他們實現增材製造批量生產,由此為企業帶來優勢。

為德國奧迪提供全面部署工業增材製造技術服務的是EOS的諮詢部門——Additive Minds (“增材思維”)。Additive Minds(增材思維)從諮詢服務、創新中心和客戶研究院三個核心領域為初涉金屬增材製造領域的企業提供支持,其中包括從直接的員工培訓到完備的應用開發支持以及全面的生產基地規劃等各種服務。

Additive Minds(增材思維)諮詢服務可解決各個客戶的個性化需求。提供的諮詢服務涵蓋從技術基礎、適合增材製造生產的零部件選擇、設計以及增材製造兼容工程設計到生產規模調整及驗證的整個週期。

Additive Minds(增材思維)研究院額外提供一系列增材製造培訓課程和研討會持續時間為 2 天至 6 個月不等。這些課程涵蓋增材製造技術的方方面面,從部件篩選及選擇到參數調整、晶體結構以及熔池監控等均有涉及。

3D打印從原型走向生產,企業面對的3D打印挑戰也在升級!

克賴靈總部和園區,位於距慕尼黑市中心30 分鐘車程的市郊

(由慕尼黑的Mayr | Ludescher |Partner 提供)

3D打印用戶可派遣一支工程師及技術人員團隊到EOS Additive Minds(增材思維)創新中心,Additive Minds(增材思維)的專家團隊將在6到 18 個月的時間內對用戶的技術團隊進行培訓和提供發展指導。在此期間,雙方有可能共同開發新的3D打印應用,直至該應用進入生產階段。在此階段結束後,用戶的技術團隊能夠將所掌握的知識立即應用於生產。通過這種合作,用戶會掌握充足的知識,幫助他們在以後自行開發更多增材製造應用。在EOS克賴靈總部的創新中心,在全球不同區域的 EOS 創新實驗室以及客戶現場(即客戶私有的‘卓越中心’)都能見到這種合作。

第一次經歷內部3D打印應用開發流程的企業都能夠意識到,3D打印應用開發週期的長短對於項目的成敗至關重要。所有企業能夠給到一項新的3D打印應用項目的預算和時間都是有限的。EOS表示,通常用戶將3D打印技術應用於一項新的批量生產任務的探索週期為2年,與Additive Minds(增材思維)創新中心合作的用戶,則可以在 6 到 18 個月內採用增材製造技術進行批量生產。

近年來,金屬增材製造的流程、技術、應用以及材料方面都在快速的發展。對於計劃將3D打印技術用於批量生產的公司而言,需要經歷實質性的轉型才能成功的將這項新技術融入到日常的業務中。EOS 表示,通過提供Additive Minds (增材思維)服務,用戶將在向增材製造轉型的過程中得到充分支持,從而成為所在行業應用3D打印技術的佼佼者。

文章來源:EOS

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