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【3D打印開花宣言】(下)試制門檻降低,開發流程改革迎良機

2013年03月14日08:15    來源:人民網-財經頻道

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3D打印機價格下降,成型材料品種增加,相關網絡服務也在不斷充實。在制造業以外的領域,3D打印機的應用范圍也越來越廣,個人用戶層有所擴大。在這樣的趨勢下,“任何人都能開制造公司”的時機便出現了。而對於制造企業,3D打印機則是提升現有業務競爭力、開拓新業務領域的強有力武器。

提升現有業務競爭力依靠的是﹝1﹞革新開發流程、﹝2﹞強化少量生產對應能力,開拓新業務領域依靠的則是﹝3﹞提供制造技術經驗。下面,本文就詳細介紹一下這3個推動力。

重新審視試制的作用

首先,﹝1﹞開發流程的革新,可以通過把3D打印機作為一種交流工具來實現。

過去,在制造業的開發流程中,3D打印機是被作為制作試制品的手段而使用的(圖1)。這是因為作為“快速成型”的延伸,3D打印機能夠快速、低廉地制作出試制品。其作用是將設計信息轉化為實體,通過組裝觀察形狀,在試驗中確認性能。

圖1:試制流程的變化

過去,使用3D打印機大多是為了縮短試制期、降低成本。今后,隨著3D打印機成型更加方便,這種方式在更上游作為交流工具的應用將會擴大。

利用3D打印機制作立體模型所需成本和時間正在不斷減少。除了替代過去的試制品制作方法之外,試制的作用也被重新考慮。作為交流工具使用就是新的作用之一。

即使是在以前因成本和時間的限制而“無力進行試制”的案例,現在也能借助3D打印機開始試制,一次能夠制作的試制品數量和改進后重新制作的次數也會明顯增多。

這樣制造出的試制品不僅能像以前那樣用來確認形狀和功能,還可以在設計的決策過程中,也就是反復嘗試、改進的階段使用。在實物基礎上展開討論有助於深化理解,找出從電腦屏幕上的3D模型和圖紙中發現不了的問題。

這裡需要注意的是,既然是以實物為基礎,就需要在制造現場配備相關人員。隨著全球化的發展,利用IT技術的遠程交流愈發必要,普及程度也在提高,但這依然比不上親眼目睹實物的交流。在日本,各企業地理位置集中,通過使用3D打印機,應該可以孕育出以此為優勢的新的開發流程。

容易應對少量生產

充分利用3D打印機,能夠使應對少量生產的能力出現飛躍。3D打印機適合單件和少量生產,試制也正是利用了這一特點(圖2)。因為無需准備模具,所以初期投資少,也容易適應產量的變化。而且,在制作的過程中無需考慮工具的路徑和脫模的方向,因此,形狀的自由度高,也容易實現每件產品形狀各異的定制。

圖2:使用3D打印機制造最終產品

與傳統的加工方法相比,優點在於定制容易、形狀自由度高、適合單件生產。材料和3D數據的准備、易用性差等課題也在逐漸得到解決。

在利用3D打印機生產最終產品時,需要根據自己的用途,選擇可以使用指定材料的3D打印機。10萬日元左右的低價位3D打印機基本上隻能使用ABS(丙烯?-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂)或PLA(聚乳酸)作為材料。能夠使用光硬化性樹脂、價位在數十萬日元的3D打印機目前也在推進開發。

倘若這些材料不能滿足要求,那就需要購買價格更高的商用3D打印機。例如,某些類型的打印機可以使用PC(聚碳酸酯)、PPSF(聚苯?)等具備高耐沖擊性、高耐熱性的樹脂,或是具備透明性和彈性的樹脂。

現在有一些3D打印機還能使用對人體安全、符合登機標准、遏制了帶電性的樹脂。

如上所述,3D打印機可以使用的材料的種類越多,就越方便進行單件和少量生產。

(責任編輯:值班編輯、庄紅韜)

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