附加制造在制造业界获得认可

FABTECH 2016小组成员对推动技术前进的发展和应用进行反思



通过:苏·罗伯茨

用于赛车部件制造商的自定义夹具建立在Form 2 3D打印机上。照片由Formlabs提供。

“制造业的最新变化。”“

这就是添加剂制造(AM)技术在2016年FABTECH小组讨论会上的推广中所描述的,北美最大的金属制造技术贸易展。从那时起,设备进步,材料,并且理解已经抓住了制造商的兴趣并且移动了AM,或3D打印,在许多商店地板上。一些行业观察家认为,在AM被普遍接受之前,仍有工作要做。其他人认为,它已经朝着宣称自己在多种生产环境集合中处于中流砥柱的地位迈出了巨大的步伐。

卡尔·德克,总统MET-L FLO以及2016面板主持人,珍妮弗·米尔恩,产品经理Formlabs公司,参与该小组的公司,他们被问及如何看待AM自那时以来的进展,以及他们从现在到2020年底的期望。Met-L-Flo是一家合同制造商,专门从事用于小批量生产的AM和AM支持技术。Formlabs设计和制造3D打印系统和材料。

附加报告在过去的两年中,AM是否捕获了贵公司预期的业务量??

卡尔·德克:我们没有看到我们想要的那么多的生意,但这在很大程度上是由于我们在内部所做的一些改变。我们确实达到了2018年的目标,并期待着实现2019年的目标。

珍妮弗·米尔恩:Formlabs公司已经实现了一些相当积极的销售目标。这促进了设施和员工的增长,接近100%,在过去的五年里,每年几乎翻两番。增长是爆炸性的,但它因技术而异。

应收账在制造商中AM技术的接受度增加了吗?制造商,还有他们的客户??

德克尔:我认为它仍在评估中,但尚未被采纳。有些犹豫是由于不适当的申请,有些是由于刚完成工作的态度,导致倒退到更安全的,成熟的技术。航空航天,医疗,而国防是主要的领导者。汽车公司肯定会感兴趣,推动技术进步。

说到顾客,有许多3D或AM感知,但是,这些工艺并不是众所周知的生产技术。不幸的是,3D印刷的最终零件已经采取了很多聚光灯时,它作为一个生产工具。AM支持和启用了许多技术,尽管在制造业中有可行的机会,但是它们没有得到那么多的关注。

米尔恩:不管一家公司是否相信3D打印,人们有一种信念,认为每个人都需要以某种方式整合技术。制造商们发现,使用3D来代替现有的最终产品的生产方法只是一种用途。还有很多其他的优点,比如用它来制作夹具,在车间里反应更积极,并使用它来加快周转时间。AM可以是改善生产的一个步骤。

这个复杂的部分,使用选择性激光烧结和立体光刻技术,由三种不同材料印刷而成,荣获2013年添加剂制造用户组技术大赛。照片由Met-L-Flo提供。

应收账:AM是如何改变商业运作的??

德克尔:如果你看一个应用-例如混合动力汽车燃油喷嘴-制造商正在通过改变设计范例和做一些事情,如零件整合,接受AM能力。这些行动有助于克服与技术相关的成本,并且它成为成本节约和产品增强器。

然后你就可以连接到微型市场,而这在传统的制造方法中是不可能的。为专业市场制造低数量的产品,就像烤面包机是为个别厨房图案设计的,AM是可能的,并且可以盈利。这种能力加上允许向微型市场销售的互联网接入,可以为制造商打开全新的机会。

米尔恩:最近,我在纽约的一家珠宝铸造公司工作,自从它开始推广3D树脂铸造选项以来,平均每个月有13个新客户签约。使用3D打印可以让它更加开放,反应性的,灵活。由于能够接受低数量的工作,公司调整了商业模式。精益流程为其客户提供了小批量的机会。

类似的事情也发生在齿轮箱制造商,尝试三维打印其夹具。它能够一夜之间打印出可行的夹具,而不是外包,从而节省了项目的三个星期。那时,节省下来的时间使得公司在其他工作岗位上更具竞争力,并赋予了公司对车间日程的更多控制权。

AM业务的成熟使得许多小企业更具竞争力。

应收账:AM今天进展如何??

德克尔:AM从杂交开始不断改进。多种技术正在融合在一起,以创造更好的制造方法。同时使用减法和加法来获得期望的输出。我们在这个领域仍然学到了很多东西,但这对整个行业都是积极的。

并且使用AM进行修复或增强构建特性正逐渐为人们所接受。在混合动力系统中,你正在看到沿着定向能量沉积或激光工程网状成形线的技术,从可能已经锻造的零件中取出并添加到零件中。比方说,你添加5%的材料到一个表面,并机械加工它创造一个磨损表面;您可以快速延长零件的使用,而不是花费数月来制造新的零件。

今天上午有很多新的机会开放,其中许多是由大学关于材料的研究推动的。

使用立体光刻3D印刷和定制的照片整理工艺来创建韩式单人爆破。照片由Met-L-Flo提供。

米尔恩:随着新型工业打印机的引入,AM行业的增长正在继续。市场的低端已经被打乱,并且已经有了一点停顿,但是,高端打印机的选择已经扩大,而预算较大的公司正在购买。只要在允许选择低端或高端打印机的设备阈值上有创新,整个行业将保持竞争力。

自动化是另一个大的趋势,它将给3D打印带来更高的效率和新的性能。

应收账在材料领域发生了什么??

德克尔:普通民众仍在评估有关物质行为的知识。那些经历过建立足够数据以使用AM设计和制造零件的战斗的公司通常不会公开共享这些信息。我们收集了一些材料数据,但是缺乏确保材料足够适合于促进产品设计和构建的已知特性,而这些材料具有大多数应用所需的可重复性和强度参数。

关于金属,我们从大学的研究中看到,物质结构,许多金属的晶体结构,受制造方式的影响。通过使用AM工艺,可以从铸造或锻造等生产技术中改变结构。理解了这些偏差是什么,是什么原因引起的,以及如何影响和控制我们仍在学习的它们。

塑料没有进行同样的检查,因为它们通常不是会导致系统故障的结构部件。你可以看看塑料,然后说它们起作用,但是物质上的成功绝对是应用特定的。

米尔恩:在开发材料时,我们可以看到三条途径。一个是开发一种材料,将适合许多应用和工作在多个市场。第二种是B2B方法,其中开发材料以便与特定品牌或型号的打印机很好地工作。第三种是公司有兴趣发展专有企业,定制材料。

制造商想要什么,很大程度上取决于它是否正在以探索性的心态进入3D领域,或者是否已经决定使用3D作为生产技术。如果只需要一种材料,制造商通常乐于与材料制造商合作进行开发。

就物质趋势而言,填充塑料树脂,如玻璃填充树脂是巨大的。它们可以非常坚固,但是由于它们更粘,所以更难打印。我们最近推出了一种陶瓷树脂,这种树脂可以与我们在同一台打印机上提供的其他材料互换。当打印后被烧掉时,塑料烧坏了,留下一个完全陶瓷的部分。

当我和人们谈论金属印刷时,我质疑他们是否真的需要金属,因为通常他们只考虑金属,因为它们过去使用的金属。我们正在与一些公司合作,为通常铸造的零件(如建筑五金和小型汽车零件)试制产品。

结合3D印刷和电镀也是有趣的,并在一些消费产品制造商使用。他们正在使用塑料树脂制造零件,并给它们涂上一层金属漆。结果是一种看起来像金属的轻量级产品。

应收账在接下来的两年里你看到了什么??

德克尔:更多的成功故事,更多的顾问,多一点数据,并继续研究。将会有许多针对特定材料的开发和活动。在保护知识产权方面有很多利益。随着这种情况继续下去,我们将看到竞争格局的进一步发展和成熟。竞争日益激烈,而且不会放慢速度。商店将扩大使用AM作为生产促进器。

志愿军还将继续努力,发展和提高标准。已经取得的成就令人惊讶,但是还有很多事情要做。

米尔恩:现有基础技术的专利将过期,我们可能会看到很多新的打印机。制造商们将乐于选择不同的工具,这些工具具有新开发的好处,而且价格将更加合理。我们将看到更多的定制合作伙伴关系,例如为特定应用程序创建材料。

将有更多的人在学校学习AM,并且知道如何设计和设计产品以利用3D打印能力。而且将会有更多的行业像我们现在看到的那样跳跃。我们有来自珠宝和牙科行业的人向我们申请工作,因为他们的行业中的添加剂的使用引起了他们的兴趣。

3D印刷将继续进入产品制造领域,并被大规模采用。

模板实验室www.formlabs.com

MET-LFLO,www.metlflo.com