整合和连接各个数字生产环节，实现更可持续的增材制造

南极熊导读：随着工业技术发展，制造商应考虑如何通过增材制造技术以及相关工作流程来最大化实现可持续发展，这包括利用高效设计、按需生产以及减少材料浪费的生态优势。

2024年12月27日，南极熊获悉，比利时3D打印服务和软件提供商Materialise指出，有效的增材制造数字线程解决方案对于促进增材制造用户的可持续性至关重要。深入分析显示，将数据集成至增材制造流程的每个阶段，能够通过多种途径提升效率。这些途径包括减少浪费、提高能源效率、设计更具可持续性的部件，以及实现持续改进。

△数字化生产在个性化需求的眼镜市场具有前景

控制浪费

增材制造的一个主要优势是它能够高效且经济地按需或小批量生产零件，这一能力不仅减少了对过剩库存和储存空间的需求，还通过降低运输和包装需求，带来了显著的生态效益。

在眼镜行业，3D打印技术的应用正逐渐成为推动更可持续商业模式的关键，正通过这一技术应对这些挑战。以比利时品牌Odette Lunettes为例，该品牌以独特的3D打印镜架著称。通过3D打印，Odette Lunettes能够迅速应对潮流变化，并通过定制化减少材料和资源的浪费。

Odette Lunettes与Tom Boonen合作推出的系列，展示了这种可持续性新方法的成效。这个系列的镜框采用生物基材料Ultrasint PA11 3D打印，不仅可定制，还能按需生产，降低过度生产风险。与Materialise合作，品牌仅用两个月就完成了从开发到推出的整个过程，这在很大程度上得益于增材制造的优势和优化的数字设计流程。

Odette Lunettes创始人Eline De Munck表示：“可持续性必须贯穿品牌的所有方面，结合3D打印和PA11材料，我们实现了这一承诺，制造出既时尚又可持续的镜架。”

Materialise指出，这只是相关案例的一部分：数字解决方案同样能够通过优化增材制造过程本身来减少浪费。公司进一步强调：“通过使用软件工具实现任务和工作流程的自动化、流程监控以及模拟，我们可以更精确地控制材料使用量，优化设计以减少浪费，提前识别废料和缺陷，并提升生产规划的效。”

△金属3D打印部件示意

提高生产效率

数字软件工具在确保基于增材制造的生产流程高效可靠方面发挥着至关重要的作用。Materialise强调：“无论是哪种技术，通过软件自动化工具，我们都能最大限度地减少材料使用和机器能耗。”

具体来说，Magics Nester这样的数字线程工具允许SLS用户在单次构建中嵌入更多部件，同时保持打印质量，从而最大化材料和工艺效率。而e-Stage工具则具备多个可持续优势，包括通过最小化支撑结构来减少树脂消耗，以及更高效的数据准备和后处理流程。

韩国3D打印服务提供商GLUCK专注于生产人形机器人，发现Materialise软件对于它们的生产流程至关重要。Magics 3D打印套件简化了整个3D打印工作流程中的数据处理，而e-Stage for Resin模块使GLUCK能够自动生成经过优化的支撑结构，以最小化材料使用和移除，同时确保零件支撑的减少。

随着GLUCK增加50台SLA 3D打印机以提升产量，并致力于提供按需批量生产服务，Materialise软件（包括管理和质量保证工具）将继续支持业务扩展，确保稳定运行，减少打印故障，从而减少能源、时间和材料的浪费。GLUCK表示：“去年我们服务了3000名客户，有效管理它们是一项挑战。使用Materialise软件解决方案，我们能够管理一个高质量、稳定且可靠的生产流程。”

可持续设计

在航空航天等众多行业中，目标是通过减轻零件重量来提升燃油效率。而在其它领域，3D打印设计正在探索更环保的解决方案。

以CMB.TECH为例，这家公司致力于航运脱碳，并开发了氢柴油双燃料燃烧技术，将传统柴油内燃机改造为双燃料发动机。系统中的一个关键组件是3D打印的铝制喷射环，它将氢气引入燃烧室。这个部件采用选择性激光熔化（SLM）技术制造，重量仅为654克，且制造成本比传统铸造方法低25%。这种复杂的结构是传统制造技术无法实现的。从可持续性角度看，该部件有助于将卡车发动机的二氧化碳排放量减少多达80%。在原型设计、设计评估及制造用于改装卡车车队的最终零件过程中，CMB.TECH与Materialise的制造专家以及专业现场服务紧密合作。

从数字主线的角度来看，Materialise的工作流软件（包括CO-AM管理解决方案）使制造商能够从设计阶段平滑过渡到全面生产，从而促进生产出更具可持续性的部件。这一数字主线解决方案还能够与现有的生产基础设施集成。

△数字化制造特有的快速更新迭代技术

持续反馈和迭代更新

通过数字主线架构将产品生命周期的各个阶段相互连接，我们能够利用大量数据来洞察生产流程。这些数据揭示了哪些流程运行高效，哪些流程存在效率低下的问题，需要改进。简而言之，这些数据作为持续反馈的来源，帮助制造商不断优化流程，以实现可持续发展目标。

Materialise强调，这些数据在开发新材料和新工艺中尤为重要。公司内部利用CO-AM解决方案和质量与过程控制工具来集中管理构建、过程和质量数据。这样的集中管理有助于识别流程中的质量差异、异常和缺陷，并将数据转化为可操作的见解，为持续改进铺平道路。

最终，基于数据的生产流程理解是实现长期可持续性的关键。它使增材制造用户能够充分利用技术固有的生态效益，例如最小化材料浪费、高效设计和按需生产。