玛瑞斯 ：如何将增材制造融合到传统制造中

来源： Materialise 玛瑞斯

在制造业，我们正处于一个关键时刻。熟悉增材制造的公司知道他们可以通过3D打印产生影响。这项技术带来了切实的好处，比如生产灵活性、设计自由度、定制化和快速上市时间。增材制造的价值已不再存疑；那场辩论已成过去。现在，公司们正在疑惑的是：“我们如何将增材制造与传统生产工作流程结合起来，并克服与之相关的一些常见问题？”

增材制造并不是一项新技术。它已然是一项比较可靠的技术，并且存在了几十年。然而，尽管增材制造的好处不可否认，但由于各种障碍和挑战，公司仍然难以在采用这项技术的过程中达成最终目标。

我们对美国、德国和日本的327家大型制造公司进行了一项独立调查，以更好地了解这种对3D打印的心态转变，以及到底是什么阻碍了公司的步伐。在该调查中，五分之四的受访者发现，诸如质量问题和生产效率不足等挑战仍然存在于他们的运营中。

但这些挑战是否是基于现实？还是基于3D打印的常见误区，例如：
1、公司必须在增材制造和传统制造之间进行选择，它只对复杂零件或工艺有用。
2、有效地将增材制造集成到您的生产工作流程中比坚持传统方法更需要技术。
3. 不可能确保3D打印零件的一致质量，并在数字化、分布式制造工作流程中保持数据安全。

是时候一劳永逸地解决这些问题了。

增材制造和传统制造技术是互补的
一些公司对于将增材制造整合到他们的业务中持谨慎态度，原因有很多：缺乏专业知识、担心增加设备成本、认为复杂度高、材料使用和对改变的普遍抵触心理等。然而，在大多数情况下，将增材制造和传统制造结合起来生产不仅能增加效率、降低成本，而且只需具备一定的相关知识就能轻松实现。

增材制造在简化复杂零件和工艺方面比传统制造更加具有优势。Materialise Mindware的创新经理Mathieu Cornelis表示：“某些客户被增材制造用于复杂部件的案例所吸引。他们审视技术复杂性，并认为增材制造是解决某些问题的可行方案，比如维持可靠的供应链。现在，越来越多的客户意识到，增材制造在简单部件中的使用也带来了更重要的经济效益。”

像这种重新设计的吸盘夹具这样对生产进行的小改变可以产生重大的积极影响。

对于寿命短、需要最低订单数量和长交货时间的常被忽视的小零件，反而更会从3D打印中获益。一个案例是GE航空将他们著名的燃油喷嘴以一体化方式3D打印，生产的零件现在与传统制造的零件相比轻了63%。

另一个例子是当Signify（当时称为飞利浦照明）重新设计了一个持续运行数年而从未出现故障的灯座支架和吸盘夹具，每年实现了约89,000欧元的成本节省。

增材制造和混合生产模型对需要迅速获得备件的行业也非常理想，比如航空业。例如，我们与获得EASA认证的设计组织Expleo合作，开发了一种3D打印的修复套件，可以修复并加固波音737上的缺陷飞机板。

与Expleo密切合作，优化设计文件，使零件可以在我们的认证的其中一个3D打印中心作为一个更便捷的修复选择。

此外，增材制造和混合生产模型创造的真正的价值，可能会改变整个行业。眼镜和助听器行业是其转变能力的例证。

Phonak使用3D打印和定制软件将通常需要非常多的劳动力来数字化。不到五年的时间，该行业过渡到了一种数字化的方法，将个性化的3D打印外壳与传统的电子插件结合起来。

相比之下，眼镜品牌正在生产定制3D打印框架，并设计与传统制造框架并存的3D定制眼镜。某些品牌甚至使用生物基材料来降低开支、缩短交货时间，并提高产品性能——将“快速、可持续时尚”带给公众。

这些案例说明了当增材制造和传统制造同时使用时效果非常棒。凭借一定的专业知识，并正确地应用，混合生产模型比仅使用传统工作流程或建立整个3D打印工厂更为有效。这种模型利用增材制造帮助公司实现快速增长或帮助组织内部进行结构重组。

使用3D打印软件创新，轻松地将增材制造整合到您的生产中

将增材制造整合到您的生产中并不需要复杂。过程创新——重新设计工具、结合工作步骤或以增材制造的方式做一些小改变——不是技术性的，而且提供了快速的投资回报率（ROI）。混合制造模型为公司提供了在保持组装线一致性的同时调整工具或产品的灵活性。这降低了成本和干扰，降低了生产工作流程的风险。

△例如这个夹具，用来提升最终部件质量的优化生产工具

在沃尔沃的案例中，我们共同创造了一个减重64%的胶粘夹具，可以在两周内交付，价格几乎是之前夹具的一半。

遵循方法论/增材制造战略并定义您的业务驱动因素将有助于最大限度地发挥增材制造的潜力。因此，公司应考虑是否具备内部专业知识和设备，或是完全外包，还是与具有几十年增材制造经验的供应商合作。

△无论您是在探索增材制造的早期阶段，已经在组织中尝试将增材制造应用于实践，还是准备优化和扩展您的增材制造生产，我们的Mindware顾问可以与您合作，建立一个针对您特定需求和目标的模块化项目。

另一种公司加快整合过程的方法是使用专用的3D打印软件。软件支持增材制造生产的每个阶段，而且没有它，持续生产是几乎不可能的。我们的自研软件凭借着几十年的软件开发经验得以在行业内保持领先。它驱动着我们的增材制造的产品，因此每天都在接受考验。此外，各个行业的许多公司都依靠我们的解决方案，来无缝自动化他们的增材制造工作流程。

我们发现，要实现可重复、高效的3D打印生产，以及一致的质量，需要优化和跟踪每一个流程，这在使用增材制造软件时会变得更加简单。
——Materialise首席技术官兼执行副总裁Bart Van der Schueren

像Materialise CO-增材制造软件平台这样的平台进一步简化了整合混合制造模型的过程，通过让公司全面了解和控制其增材制造工作流程的各个方面。结合创新和3D打印，将增材制造和传统制造同时整合到工厂生产线上会变得如此轻松。

△CO-增材制造在一个平台上简化并连接工作流程

增材制造和智能分布式制造的质量控制不需要复杂化

最近，我们看到了系统性冲击揭示了传统、集中式生产模式的脆弱性。公司必须逐渐过渡到数字化、分布式制造，以实现完全连接的供应链，从而降低环境、社会或地缘政治风险。例如，当CNC工业的供应链陷入停顿时，通过使用3D打印缩短交货时间，减小了交付的风险，防止了可能损失18.9万欧元。

与此同时，制造公司可以利用混合生产模型帮助他们慢慢过渡，在适当时将增材制造应用到他们的工作流程中。事实上，一些已经利用数字供应链与专业增材制造合作伙伴的行业包括：

1、航空维修和保养（MRO）
2、石油和天然气备件生产
3、汽车业中的生产外包和知识产权开发
4、消费品大规模个性化
5、医疗领域的患者特定部件

像上述提到的这些要求严格的行业，需要高度一致的高质量最终产品。eVTOL初创公司LIFT利用我们认证的增材制造工艺和材料，为他们的HEXA飞机生产了100多个飞行准备部件，帮助他们的飞机在不到13个月的时间内起飞。

LIFT团队努力设计了一款任何人都可以驾驶的飞机。他们使用增材制造创建了诸如ENDY支架等组件，这是他们安全功能的关键部分，重量减轻了约40%。

为了未来保护供应链并确保质量可持续，许多企业已转向分布式制造。但是，要使这种生产环境成功运行，有个至关重要的东西——数据。只有当公司确信其设计数据保持安全时，多地智能制造才能真正开始应用。

使用安全的数字制造平台确保合适的人员能够访问合适的数据。这需要感谢Identify3D，CO-增材制造对平台内的所有数据进行了加密，使用户可以在内部设施和分布式制造网络中安全打印。

安全的分布式制造使公司对3D打印过程拥有更多的控制和可见性，使其在多个生产现场更加高效、可靠和可重复，从而使全球供应链受益。

那些计划将3D打印零件的生产扩大到数千或数百万个的制造商需要优化和调整他们独特的打印过程。

紧跟增材制造的步伐：缓慢的革命
3D打印和传统制造之间的壁垒正在消失。增材制造现在被视为制造业的一个增长趋势，仅次于数字化、人工智能（AI）和机器人技术。我们的94%受访者计划在未来12个月内增加对增材制造的使用。拥有正确的专业知识可以消除关于将增材制造整合到现有生产流程的常见误解。即使是快速的增材制造采用评估也会产生巨大影响，让您重新回到正轨。缓慢的革命正在加速。采用混合生产模型是确保您保持前进的一个方式。