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【3D打印开花宣言】(下)试制门槛降低,开发流程改革迎良机

2013年03月14日08:15    来源:人民网-财经频道

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3D打印机价格下降,成型材料品种增加,相关网络服务也在不断充实。在制造业以外的领域,3D打印机的应用范围也越来越广,个人用户层有所扩大。在这样的趋势下,“任何人都能开制造公司”的时机便出现了。而对于制造企业,3D打印机则是提升现有业务竞争力、开拓新业务领域的强有力武器。

提升现有业务竞争力依靠的是[1]革新开发流程、[2]强化少量生产对应能力,开拓新业务领域依靠的则是[3]提供制造技术经验。下面,本文就详细介绍一下这3个推动力。

重新审视试制的作用

首先,[1]开发流程的革新,可以通过把3D打印机作为一种交流工具来实现。

过去,在制造业的开发流程中,3D打印机是被作为制作试制品的手段而使用的(图1)。这是因为作为“快速成型”的延伸,3D打印机能够快速、低廉地制作出试制品。其作用是将设计信息转化为实体,通过组装观察形状,在试验中确认性能。

图1:试制流程的变化

过去,使用3D打印机大多是为了缩短试制期、降低成本。今后,随着3D打印机成型更加方便,这种方式在更上游作为交流工具的应用将会扩大。

利用3D打印机制作立体模型所需成本和时间正在不断减少。除了替代过去的试制品制作方法之外,试制的作用也被重新考虑。作为交流工具使用就是新的作用之一。

即使是在以前因成本和时间的限制而“无力进行试制”的案例,现在也能借助3D打印机开始试制,一次能够制作的试制品数量和改进后重新制作的次数也会明显增多。

这样制造出的试制品不仅能像以前那样用来确认形状和功能,还可以在设计的决策过程中,也就是反复尝试、改进的阶段使用。在实物基础上展开讨论有助于深化理解,找出从电脑屏幕上的3D模型和图纸中发现不了的问题。

这里需要注意的是,既然是以实物为基础,就需要在制造现场配备相关人员。随着全球化的发展,利用IT技术的远程交流愈发必要,普及程度也在提高,但这依然比不上亲眼目睹实物的交流。在日本,各企业地理位置集中,通过使用3D打印机,应该可以孕育出以此为优势的新的开发流程。

容易应对少量生产

充分利用3D打印机,能够使应对少量生产的能力出现飞跃。3D打印机适合单件和少量生产,试制也正是利用了这一特点(图2)。因为无需准备模具,所以初期投资少,也容易适应产量的变化。而且,在制作的过程中无需考虑工具的路径和脱模的方向,因此,形状的自由度高,也容易实现每件产品形状各异的定制。

图2:使用3D打印机制造最终产品

与传统的加工方法相比,优点在于定制容易、形状自由度高、适合单件生产。材料和3D数据的准备、易用性差等课题也在逐渐得到解决。

在利用3D打印机生产最终产品时,需要根据自己的用途,选择可以使用指定材料的3D打印机。10万日元左右的低价位3D打印机基本上只能使用ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)或PLA(聚乳酸)作为材料。能够使用光硬化性树脂、价位在数十万日元的3D打印机目前也在推进开发。

倘若这些材料不能满足要求,那就需要购买价格更高的商用3D打印机。例如,某些类型的打印机可以使用PC(聚碳酸酯)、PPSF(聚苯砜)等具备高耐冲击性、高耐热性的树脂,或是具备透明性和弹性的树脂。

现在有一些3D打印机还能使用对人体安全、符合登机标准、遏制了带电性的树脂。

如上所述,3D打印机可以使用的材料的种类越多,就越方便进行单件和少量生产。

(责任编辑:值班编辑、庄红韬)

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