未來已來!金屬增材制造如何改變模具行業?

來源:榮格工業資源網    關鍵詞:激光, , 激光技術,    發布時間:2019-10-21

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如今,金屬增材制造正在急劇地改變產品制造的方式。如下圖所示,傳統的制造是將完整的金屬材料用數控機床來進行減材加工,最終得到實體零件,其過程去除了大量的材料;而金屬增材制造是使用三維數字模型直接打印產品的一種生產方式,將金屬粉末材料,按照燒結、熔融、噴射等方式逐層堆積,制造出實體物品。
 
增材制造與傳統制造有著巨大的不同,簡化后的生產方式突破傳統結構設計的限制,將生產復雜結構與優化產品性能成為可能。這提升了廠家的生產彈性、縮短生產周期,并將真正的創新思維帶入產品之中。有了增材制造技術,過去只存在于想象中、被視為不可能生產的各種產品,終于能夠被實現。
 
增材制造的前景無限開闊,但其可擴充性曾讓人裹足不前。許多企業家看到增材為其節省巨大成本支出的潛力,但也存在疑問:除了用來制作原型,如何使用增材技術生產數以千計、高性價比的產品?
 
事實上隨著技術的進步,如今的金屬增材技術已具備批量生產的能力,其制造的產品無論在性能上、生產效率或生產規模上,都已經可以和傳統制造相比擬,而生產成本也有了顯著的降低。以下我們來分別介紹增材制造的四大顯著優勢。
 
01
產能激增的快速響應
 
無論是生產消費性電子零件或籃球鞋,需求激增往往令生產廠家又愛又恨。這是由于傳統加工的供應鏈復雜且冗長,而要求每個環節順應激增的需求瞬間擴大產能難以實現,因此也加大了快速響應的難度。
 
反觀增材制造技術對于模具、工裝夾具的要求低,因此減少了生產廠家對供應鏈的依賴。增材制造的產品減少了從設計方案到制造所需要的時間,加速產品推向市場,將新產品更快送到消費者手中。
 
02
實現個性化生產
 
伴隨個人特色潮流而來的,是消費者對產品的個性化需求。省去模具的使用,增材制造讓企業以更低廉的成本,快速制造個性化產品。其小批量生產的優勢,與現代消費者日新月異的需求更完美地契合。
 
舉例來說,若要生產上圖中具有個性化特色的限量版汽車,就能夠透過增材制造實現小批量零件生產,以性價比最高的方式提供客戶所需的產品。
 
03
解決人才短缺問題和降低生產成本
 
相較于傳統生產方式,增材制造能有效降低生產成本與進入門檻。舉例來說,制造業應用廣泛的CNC 數控機床加工在全球范圍內存在人才短缺問題,且其必備的專業操作人員是沉重的人力成本來源,這也是中小型生產廠家難以與規模較大的競爭對手匹敵的重要原因。
 
與之形成對比的增材制造技術,對于專業操作人員的要求則不那么高,因為增材設備更加簡單、編程相對容易,也因此長期來說操作成本更低。此外,增材制造突破生產的地域限制,您可以在瑞士進行編程設計后,發到國內或其他地區生產,而這在需要諸多工裝夾具的傳統制造領域是難以實現的。
 
04
不同制造作業間快速替換
 
傳統制造中更換加工零件既耗時又費力。舉例而言,CNC 數控機床經常需要花費數十分鐘到幾個小時才能完成零件的替換。而增材制造可以一次成型多個產品,不同制造作業間可真正達到無縫替換,而每次替換的時間最多可縮短到幾分鐘內。
 
企業彈性生產的同時,也意味著生產備件所需時間與金錢成本的大幅降低。傳統CNC數控加工或注塑成型生產中,經常需要超額生產10%的產品,以因應過程中發生的損耗與報廢件。而使用增材技術則可以在損耗發生的當下,按需生產額外的零件,避免超額生產所產生的浪費。
 
隨著增材制造技術的創新,企業采納、應用增材的門檻將會大大降低,進而滿足企業縮短產品生產周期來滿足客戶需求的目的。在增材制造的助力下,傳統制造方式以及所生產的產品,都將有質的提升以及設計思維上飛躍性的突破,而這一天的到來已經指日可待。
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