3D打印技术参考-增材制造,聚焦专业-(第244页)    

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  • 3D打印在各工艺领域的巨头公司及其主营业务

    3D打印在各工艺领域的巨头公司及其主营业务

    本文所总结的排名是按市值计算而得,这些公司分别在不同的技术领域占据全球3D打印市场的主导地位,笔者结合排名对其主营业务进行介绍。1. Protolabs(纳斯达克股票代码:PRLB)市值:30.19亿美元(截至2019年4月6日)Protolabs成立于1999年,致力于快速原型制造,因其在工业领域的专业知识而广为人知。近年来该公司将增材制造纳入其产品组合,拥有包括来自3D Systems、Concept Laser、HP以及Stratasys的3D打印机,制造工艺涵盖立体光刻(SLA)、选择性激光烧结 (SLS)、直接金属激光熔融(DMLS)等。凭借30.19亿美元的市值,Protolabs在全球3D打印市场中名列前茅,传统制造商引入3D打印,将为定制原型和零件提供更快的生产速度。目前,Protolabs在三大洲拥有六个以上的生产基地,以在一天内生产和组装定制零件而闻名。2. Stratasys Ltd.(纳斯达克股票代码: SSYS)市值:13.31亿美元(截至2019年4月6日)Stratasys凭借其高质量的(全彩)树脂喷射成型技术、工业FDM成型技术以及高性能材料,成为目前全球范围内尚无法替代的3D打印巨头公司。然而Stratasys并未满足于此,公司于近期推出了工业SLA打印机V650 Flex;去年Formnext展会期间,Stratasys还发布了全新的金属增材制造解决方案。该公司在固有工艺外的强势挺进,势必加速3D打印市场竞争,促进产品创新,并有利于制造流程的变革。凭借13.31亿美元的市值,Stratasys超越3D Systems成为3D打印领域最有价值的公司。3. 3D Systems(纳斯达克股票代码:DDD)市值:12.96亿美元(截至2019年4月6日)凭借12.96亿美元的市值,3D Systems在全球最大的3D打印公司中名列第二,但它也是首屈一指的专业3D打印设备、材料及软件开发商。3D Systems开发的设备包含SLA、SLM、粘结剂喷射打印机以及扫描仪产品,同时它也提供制造与医疗保健服务。作为传统的光固化设备制造商,3D Systems近年来在金属打印以及相关软件开发方面的表现值得关注,其3Dxpert软件是业内唯一一款专门针对SLM工艺的集分析、结构优化、工艺设计为一体的软件。3D Systems几乎涉足了3D打印上下游全产业链,并在航空与国防、医疗保健、汽车、娱乐等行业获得了广泛应用。4. Materialise(纳斯达克股票代码:MTLS)市值:8.97亿美元(截至2019年4月6日)总部位于比利时的Materialise 市值为8.97亿美元,排在第四位。该公司拥有二十多年的3D打印经验,并为汽车、艺术设计、消费品以及医疗保健等多个行业提供大量的软件解决方案和3D打印服务。该公司开发的Magics软件已经成为从事3D打印必不可少的模型处理工具,3-matic和Mimics软件更是广泛应用于医疗行业。2018年,Mimics inPrint成为第一个也是目前唯一一个获得FDA批准可为医疗诊断和手术规划开发3D打印解剖模型的软件。同时,Materialise也是业内首屈一指的打印机控制系统开发商,是国内知名SLA和SLM打印机品牌控制系统的提供商。5. Organovo(纳斯达克股票代码:ONVO)市值:1.21亿美元(截至2019年4月6日)Organovo是全球市值最大的生物3D打印公司,致力于改变医学研究与实践的现状,从结构和功能上打印人体活性组织乃至器官,力图改造再生医学的未来。目前该公司已经成功开发出了3D打印的肝肾组织,并证明了3D打印组织能够在动物实验主体内存活和运作。Organovo还与多个制药和医疗中心合作,开发可用于不同医学目的的3D人体组织模型,用于生物研究、药物化合物的预测性临床前测试、治疗性植入物,甚至治疗受损或退化的组织和器官。Organovo计划在2020年向美国食品和药物管理局提交其生物3D打印肝脏组织的新药调查申请。6. ExOne(纳斯达克股票代码:XONE)市值:1.47亿美元(截至2019年4月6日)Exone成立于2005年,为数字时代下的制造业提供打印机、材料及解决方案,是第一个将粘结剂喷射技术用于金属打印并成功商业化的公司。基于该技术,Exone推出了覆盖砂型、金属以及陶瓷的十几款打印机。在金属粘结剂喷射成型领域,Desktop Metal和HP相对Exone仅是后起之秀,Exone的行业应用已覆盖航空航天、汽车、能源以及工业的多个领域,是名副其实的金属批量化制造和粘结剂喷射技术商业化的早期开创者和使用者。凭借1.47亿美元的市值,该公司可以列为增材制造技术的全球领导者之一。7. Voxeljet(纳斯达克股票代码:VJET)市值:5440万美元(截至2019年4月6日)同样是使用粘结剂喷射技术,Voxeljet将该工艺使用在了铸造领域,通过提供自动化的3D打印复杂砂模和砂芯制造,该公司实现了对传统铸造工艺的转型升级和改造。Voxeljet在大尺寸的砂模打印方面具有优势,解决了大型铸件砂模制造方面存在的砂芯排气、砂芯固定以及外冷铁设置和固定等挑战。虽然不比其他公司市值高,但Voxeljet已成为3D打印在铸造这一细分领域应用的标志性企业。8. Nano Dimension(纳斯达克股票代码:NNDM)市值:2748万美元(截至2019年4月6日)总部位于以色列的Nano Dimension公司市值为2748万美元,该公司是全球领先的增材电子和纳米油墨产品供应商。凭借独一无二的3D打印技术, Nano Dimension正在改变电子增材制造市场,满足市场对功能日益复杂的电子设备不断增加的需求。当前,该公司产品已深入消费类电子、医疗设备、国防、航空航天、汽车、物联网和电信行业,并大大推动了这些行业的发展。9. EOS(未上市)EOS尚未上市,但它是全球最大也是技术最领先的激光粉末烧结快速成型系统的制造商,同时也为增材制造提供从零件设计到制造以及后处理这一系列过程的端到端的解决方案。EOS是目前唯一开发出PEEK激光烧结工艺的公司,同时其独特的LaserProFusion技术将塑料粉末的打印速度提高了十倍;其SLM设备、材料、工艺及其零件性能更是成为其他品牌效仿的标准。当前EOS已在全球销售两千多台其3D打印机,在奥迪、西门子、GE等公司内部获得广泛应用,是名副其实的粉末激光烧结领导者。END除上述公司之外,如Carbon、Formlabs、Markforged等公司也在3D打印的某一细分工艺领域内占据领导地位,本文不再一一赘述。欢迎转发延伸阅读:金属3D打印批量化制造品牌总览先进3D打印工艺汇编3D打印特种材料汇编主营3D打印 80后掌舵:铂力特携6只A股闯关科创板 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):3D打印在各工艺领域的巨头公司及其主营业务
  • 【增材制造】将标准一网打尽

    【增材制造】将标准一网打尽

    近年来,增材制造在航空航天、医疗、模具等方面的应用需求呈现爆发性增长,在结构减重、性能优化、个性化定制等方面的优势日益凸显,但作为新兴技术,其产品能否实现工程化应用、产业规模能否扩大主要取决于产品质量能否满足用户要求、能否提升产品应用领域的整体综合效益(包括经济、性能等诸多方面)。因此,需要体系化、全流程、规范化的标准来保证产品质量、提升应用领域的经济效益,引领并规范行业的持续与健康发展。标准的缺失一直是增材制造工程化应用与产业发展的主要问题,本文以欧美发达国家标准化进展为主对其进行详细解读。SAE标准:最早的增材制造标准2002年,第一份增材制造技术标准AMS 4999。2011年修订为AMS 4999A,并且标准名称更改为《Ti6Al4V钛合金直接沉积制件-退火态》。2015年7月,SAE成立了AMS-AM技术委员会,负责编制和维护与增材制造相关的航空航天材料和工艺规范标准以及相关的技术报告。2015年10月,针对关键航空航天应用的特殊认证要求,美国联邦航空管理局(FAA)委托SAE制定增材制造技术标准,以持FAA制定AM材料认证指南。AMS-AM的主要目标包括:• 针对原材料及成品材料的采购制定航空航天材料规范(AMS);• 针对航空航天产品制造过程制定推荐惯例、规范与标准;•与MMPDS、CMH-17、NADCAP、ASTM F42协调,推动标准在工业界的采用;•建立标准(技术文件)体系,确保过程受控及可追溯性,以获得具有统计意义的材料性能数据。截至目前,SAE已经发布及正在制定标准共计30项,涉及激光及电子束粉末床熔融、等离子弧熔丝、激光熔丝、激光直接沉积、材料熔融挤出工艺,IN625(GH3625)、IN718(GH4169)、17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)、Hastelloy X(GH3536)、Haynes 230(GH3230)、Ti6242(TA19)、Ti6Al4V(TC4)、AlSi10Mg(ZL104)、ULTEM 9085、ULTEM1010等材料。ASTM:最早成立增材制造技术委员会ASTM于2009年成立了ASTM F42,是最早成立的增材制造技术委员会的标准化协会组织。其主要目标是制定增材制造材料、产品、系统和服务等领域的特性和性能标准、试验方法和程序标准,促进增材制造技术推广与产业发展。目前,该委员会由来自20多个国家的超过400多个技术专家组成,其工作是与具有相互或相关利益的其他ASTM技术委员会及国家和国际组织协调进行的。2012年,ASTM F42发布了F2792-12a 增材制造术语标准,并于2015年与ISO合作对该标准进行了修订,发布了第一份ISO/ASTM联合标准,对增材制造技术推广及产业发展中的术语与定义进行了规范。ASTM F42共建立了6个专业技术委员会,包括F42.01测试方法、F42.04设计、F42.05材料与工艺、F42.06环境、健康与安全、F42.07应用领域(涉及航空、航天、医疗、重型机械、航海、电子、建筑、石油与天然气、消费品)、F42.91术语,同时针对协会运行及与ISO/TC 261的合作成立的F42.90执行委员会及F42.95技术协调组。ASTM F42还负责与ASTM内部技术委员会(包括ASTM B09金属粉末及制品技术委员会、ASTM E07无损检测技术委员会、ASTM F04医疗及骨科材料与设备技术委员会等)进行协调,共同制定增材制造标准,以形成完善的增材制造标准体系。 截止目前,ASTM F42已经发布及正在制定标准共计50项;ASTM E07正在开展“航空航天用增材制造金属件的无损检测指南”以及“金属增材制造航空航天零件成形期间的在线监测指南”两项标准编制;ASTM F04正在开展“粉末床熔融制备医疗产品中增材制造残余物去除的评估指南”。ISO:大大提升了增材制造标准的科学性、合理性及高效性国际标准化组织(ISO)于2011年创建ISO/TC 261增材制造标准化技术委员会,它的工作范围是:在增材制造(AM)领域内进行标准化工作,涉及相关工艺、术语和定义、过程链(硬件和软件)、试验程序、质量参数、供应协议和所有的基础共性技术。ISO/TC 261创建当年就与ASTM F42签署合作协议,共同开展增材制造技术领域的标准化工作。2013年,ISO/TC 261与ASTM F42共同发布了一份“增材制造标准制定联合计划”,该计划包含了AM标准的通用结构/层次结构,以实现由任何一方所发起的项目都能实现一致性。增材制造标准制定计划被认为是一份动态更新的文件,将由ISO / TC 261和ASTM F42定期审查和更新。2016年,又对该结构进行了修订。依据于“增材制造标准制定联合计划”,ISO / TC 261和ASTM F42确定了潜在的联合AM标准开发的高优先级候选清单如下:• 资格鉴定和认证方法• 设计指南• 原材料特性的测试方法• AM零件机械性能的测试方法• 材料回收(再利用)准则• 轮循测试的标准协议• 标准测试样件• 采购AM零件的要求确定项目后, ISO和ASTM又根据他们之间达成的协议,确定了ISO / TC 261和ASTM F42如何在实际意义上合作和协同工作的具体程序,包括:成立联合工作组及联合指导小组、如何召开联合工作组会议、标准编制过程的要求、标准的审查与投票程序、标准的文本结构以及现有和后续标准项目如何完成等。这些方面大大提升了在全球范围内制定增材制造标准的科学性、合理性及高效性,促进了全球增材制造标准体系的完善。目前,ISO TC261和ASTM F42编制中的标准40余项,从增材制造的材料与工艺、测试方法、设计、安全防护等多方面开展标准化工作,进一步完善增材制造标准体系,对于增材制造标准化工作起到了重要的作用与意义。NASA:发布针对航空航天领域增材制造产品标准美国NASA宇航局针对航空航天对于增材制造产品应用及质量稳定性的要求,由马歇尔航空航天中心制定并发布了MSFC-STD-3716与MSFC-SPEC-3717。MSFC-SPEC-3716是金属激光粉床熔融增材制造航空航天产品标准规定了增材制造过程控制的基本要求及研制与生产中的关键控制点(如图所示)通过MSFC-STD-3716,NASA实现了:•对基础及零件生产过程控制进行定义,用于对L-PBF技术当前状态相关的 风险进行管理;•向认可工程组织(CEO)及当局提供产品一致性证明,评估每个L-PBF零件的风险及控制的合规性。MSFC-SPEC-3717金属激光粉床熔融增材制造冶金过程控制与鉴定规范则用于定义L-PBF中的基础过程控制方面的程序要求,包括:•L-PBF冶金过程的定义与鉴定要求;•设备及设施的维护、校准及鉴定要求;•操作人员培训要求。NASA认为AM是独特的材料产品形式,并要求在每台AM设备上进行冶金过程鉴定,以保证AM生产产品的质量稳定性及可追溯性。德国:关注增材制造全产业链及航空航天应用标准德国在增材制造技术及设备研究方面一直走在世界前列,德国航空航天标准化协会(DIN)与德国工程师协会(VDI)针对于增材制造技术的发展与应用制定了相应的标准。— VDI目前已发布了及正在制定的标准达20项,涉及术语定义、材料鉴定、质量控制、设计准则、操作安全、材料数据表等多个方面。DIN是老牌的航空航天标准化协会,ISO TC 261的秘书处就落在DIN。— DIN除了积极参与国际标准化组织、欧洲标准化组织的相关标准制定之外,还依据于德国本身技术及应用发展的需求,制定了激光粉末床熔融增材制造设备验收、操作人员鉴定、粉末材料、零件检测及成形技术规范等标准,正在开展成形制品机械性能、非燃烧压力容器、电弧定向能量沉积、金属材料使用指南等标准,目前已发布及正在制定的标准已有10余项。ASME:关注增材制造零件设计、制造和质量控制ASME Y14.46-2017(trial)是美国机械工程师协会针对于增材制造技术特点发布的、关于增材制造产品定义的一份试用标准、该标准规范了增材制造技术特有的术语和特征定义,并推荐在产品定义数据集和相关文档中进行统一规范。该标准主要规范了增材制造产品的几何特征定义;晶格结构、梯度结构、复杂几何结构等设计特征定义;零件位置与取向、铺层厚度、扫查路径、支撑结构、随炉试样等工艺特征定义;以及产品数据包的规范。该标准可用于表征增材制造零件的设计、制造和质量控制的相关详细信息。DNV・GL:关注增材制造产品鉴定与认证DNV・GL是挪威船级社(DNV)与德国劳氏船级社(GL)合并后的集团公司,是目前世界领先的船级社之一。针对于增材制造在海事上的使用,2017年,DNV・GL发布了增材制造材料及制件的鉴定与认证标准,为增材制造材料、产品与部件通过系统鉴定认证方法来进行批准与认证提供了一个基本的架构,以推动并规范增材制造在船舶研制与生产中的应用。2018年,DNV・GL又发布了增材制造制造商批准程序标准,规范了增材制造制造商的批准请求、文档要求、批准范围和限制、批准测试、质量控制和过程验证等要求。PRI:关注增材制造供应商审核PRI自1990年作为非营利性贸易协会建立以来,已成为推动行业管理项目、管理特殊过程认证项目等的审核管理方面的全球性权威机构。Nadcad特殊过程认证项目是PRI在航空航天领域推进的重点审核工作之一。针对于金属粉末床熔融增材制造技术在航空航天领域的发展与应用,PRI于2017年发布了激光与电子束金属粉末床增材制造审核准则,通过由来自行业与政府的技术专家共同建的立认证要求对供应商进行审核、认证,为质量保证提供了标准化的方法,并减少了航空航天行业的重复审核。UL:关注增材制造健康与安全UL是美国保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc.)的简写。UL安全试验所是美国最有权威的,也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构,主要从事产品的安全认证和经营安全证明业务,以为市场得到具有相当安全水准的商品,保证人身健康和财产安全。针对于增材制造工程化应用的深入及消费品市场规模的扩大,UL于2015年发布了3D打印与增材制造设备符合性审核指南文件,该文件是一份有助于制造商确定与增材制造设备(包括3D打印机)相关的安全标准及相关法规的指南。2017年和2019年,UL分别发布了增材制造设施安全管理审核及3D打印机颗粒物及化学物质排放试验与评估方法标准,为保证增材制造生产安全及用户健康与安全提供指导。美国军方:关注增材制造维修保障早在2011年,美国国防部就依据美国防务分析研究所的研究成果,将增材制造技术作为美国军方的重点关注技术,并依据当时增材制造的技术成熟度,由美国空军研究实验室牵头发布了美国国防部增材制造技术路线图(见图)。该路线图显示,增材制造技术近期在美军装备上的应用是以装备保障为中心,再制造相关零件及工装,并进行装备维修。美国陆军研发与工程司令部(RDECOM)针对于增材制造技术的发展与应用,开展了装备应用的分析与研究,制定了增材制造应用的路线图。路线图中指出增材制造在装备领域的应用有三大阶段,即:快速加工与处理、替代/替换(代替传统制造工艺)、创新设计(基于增材制造的设计),最终实现零件替代、工艺替代、产品替代。可以看出,增材制造在军用领域的第一阶段应用主要集中于装备保障上,形成制造与维修能力。有鉴于此,美国国防部于2013年发布了“再制造、修复、涂层再涂覆用金属直接沉积(DDM)技术规范”,并于2014年进行了首次修订。该标准规范了材料工艺研发与验证流程、零件修理工艺研发流程、零件修理工艺验证流程三个规范性流程,为增材制造在装备保障领域的应用奠定了基础。软件开发商:关注数据格式2015年4月,微软、惠普、Shapeways、欧特克、达索系统、Netfabb和SLM Solutions等7家公司建立了3MF联盟,并开始着手推广一种可用于整个增材制造设计流程的、专用的统一文件格式,以便打通从设计到3D打印期间诸多的环节,避免在此过程中出现信息数据损失。与当下流行的3D打印文件格式STL和OBJ相比,3MF格式具有明显的优势,比如它能够在一个文件里提供更多的信息、具有可扩展性、支持转换和对象引用等。2015年7月1日,3D Systems公司、Stratasys公司、Materialise公司和西门子PLM软件公司也加入了3MF联盟,共同制定并发布标准。目前,3MF已发布了3D打印格式、材料及属性、点阵晶格结构、切片、制品的扩展名等5份标准,用以规范增材制造专用的文件格式。除此之外,国外NIST、IEEE、IPC、AMMI、ABNT等机构也针对增材制造的特点在计量、检测、印刷电路板、消费类3D打印、医疗等领域开展了标准的研究与制定,在此就不一一赘述。本文来源:融融研究院。欢迎转发 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):【增材制造】将标准一网打尽
  • 两吨材料,数年时间,百万美元,3D打印如何为787客机完成认证工作

    两吨材料,数年时间,百万美元,3D打印如何为787客机完成认证工作

    采用3D打印制造飞机承力构件此前在军机上多有报道,如飞机起落架、机身大框、主翼翼梁等等。由于民用客机对于安全等级的要求相比军机更高,3D打印在客机承力构件上面的使用还比较少。那么使用3D打印制造飞机承力构件有哪些优势,安全等级如何规定,又是怎样实现制造的呢?本期我们以波音787为例进行介绍。高昂的制造成本如何平衡超重的代价波音787存在的一个重要问题就是超重,为了减轻重量、提高效率,从设计和材料方面入手是最直接有效的方法。钛合金因强度高、质量轻而被大量使用,一架波音787的用钛量达到了136t,占全机质量的15%。然而这种材料不仅难加工而且非常昂贵,它的价格是铝合金的7倍,在每架2.65亿美元的787中,钛合金部件的制造成本达到了1700万美元。高昂的成本如何平衡超重的代价是波音公司不得不面对的问题。飞机制造中必须按照成品零件的体积购买相应的材料量,材料利用率极低,原材料与最终产品的利用率比值达到10-20:1,这在航空业上被称为Buy-to-fly ratio。对于钛合金来说,传统制造方式的成本代价过于高昂,而增材制造则以极小的材料浪费将大型零件的制造从高昂成本中解脱出来。等离子沉积技术制造钛合金承力结构部件Norsk Titanium AS是一家专注于钛合金快速等离子沉积技术的挪威公司,拥有众多的机械设计师和冶金学家,致力于满足航空航天领域的严格要求。Norsk 快速等离子体沉积设备2015年,他们获得了欧洲TRL8认证,这是一种评估关键技术元素成熟度的方法,得到了美国国防部、美国宇航局、欧洲宇航局和许多其他航天机构的承认。对于TRL的评估主要检查项目的概念、技术要求、经过验证的技术能力,并根据分值将其评为1到9个等级,其中9级代表技术最成熟。TRL8预示着产品不存在问题,可以投入验证。Norsk为波音787设计了4个零部件,其中一个是将机尾厨房地板固定在机身上面并承受结构应力的33厘米长部件。等离子体沉积成型的零件毛坯与最终形态当前大多数航空公司采用粉末床熔融技术制造零件,如GE为leap发动机打印的燃油喷嘴以及为GENX发动机打印的电动门打开系统(PDOS)支架,该技术的缺点在于制造尺寸有限而且速度非常缓慢(每小时几十克)。Norsk则采用一种完全不同的技术,以每小时几公斤的工业速度生产零件,并专注于大型结构的直接制造。Norsk 快速等离子体沉积设备内部Norsk开发的直接金属沉积技术,采用金属粉末或金属丝通过等离子体沉积成形,尺寸和材料完整性由控制系统管理。与所有增材制造技术一样,该过程从要打印的零件设计图开始,通过控制系统被编程产生该部件的沉积坐标。设备、工艺和材料Norsk的钛丝在室温下开始成型,采用氩气保护。焊炬中的电极形成等离子弧,以高速和非常高的温度通过喷嘴将钛丝的温度升高几千度并瞬间熔化成液体,金属液体与电弧分离后会在几毫秒内冷却并凝固。Norsk等离子体沉积过程Norsk使用的是线材而非粉末,这是因为线材具有更高的沉积速率,而且从棒料雾化得到的金属粉末比丝材更加昂贵,这进一步提高了Buy-to-fly比例优势。直接金属沉积过程通常必须在真空中操作,Norsk选择了具有正压力且无真空的环境,它使装载和卸载部件更加高效。Norsk称,没有必要为每个零件创建真空条件,这需要时间并减慢生产。Norsk已经将其被称为Merke的机器设计调整了四代,Merke 4在2015年实现生产,可以制造尺寸达900×600×300毫米的零件,每小时5-10千克的速度快速沉积钛合金,能够实现大而复杂零件的批量生产。两吨材料、几年时间、巨额花费完成认证对于飞机安装,监管机构必须对增材制造工艺、材料以及生产的特定部件进行认证。前两个认证是最艰难的,需要数年才能实现。一旦完成,还需要大约10个月的时间来认证打印的产品。世界上第一个FAA认证的3D打印结构钛组件Norsk生产并测试了大约两吨材料来获得787零件认证。除了制造测试材料本身的成本之外,还包括2000个单独样件,这部分成本就达到了70万美元。对于认证来说,测试并不困难,只是耗时而且花费巨大。END当前,Norsk已完成相关认证工作。2018年,Norsk每个月能够为10架波音787飞机生产四个零件,这基本实现了批量化制造。由Norsk生产的近净成形零件由供应链合作伙伴加工成最终零件,虽然仍会产生一些废钛,但与传统加工相比已是微乎其微。据介绍,飞机上典型的2kg钛合金部件必须从30kg的块体上切割下来,产生28kg的废料。而Norsk 3D打印相同部件仅需要6kg的钛丝,这为每架波音787节省了200到300万美元的成本。欢迎转发延伸阅读:3D打印航空认证分析使用3D打印维护战机有哪些隐忧俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):两吨材料,数年时间,百万美元,3D打印如何为787客机完成认证工作
  • 2019:全球3D打印专利申请和诉讼趋势

    2019:全球3D打印专利申请和诉讼趋势

    2019年3月,专利数据公司IPlytics公司发布了全球3D打印技术专利申请和诉讼趋势报告。报告显示,全球共涉及95302件(43718项专利家族)与3D打印相关的专利。图1显示了2007年至2019年2月间,每年3D打印专利的申请数量,从2007年的2355件增长到了2018年的24245件。图1 2007至2019年3D打印专利每年申请数量图2显示了3D打印技术前10位领先申请人。其中,GE公司的专利家族数为1068项(2516件),位居首位;其次是惠普公司,专利家族数为921项(2285件);紧随其后的是联合技术公司、西门子公司、波音公司和施乐公司。此外,前10位领先申请人中有1所大学(哈佛大学),除德国的西门子公司外,其余的领先申请人均来自美国。图2 3D打印技术前10位领先申请人如图3所示,从专利地域分布来看,美国专利商标局受理的3D打印相关专利数量为44177件,占据榜首;其次是中国国家知识产权局和欧洲专利局,受理数量分别为18838件和15049件。图3 3D打印专利受理地域分布IPlytics使用专利价值评估指标来分析专利组合的优势、劣势和定位。其中,市场覆盖指标用来评估专利家族的规模,值越高反映出全球国际化战略和法律保护更加广泛,同时也代表了申请人对专利价值的高度感知能力。专利申请和专利保护费在每个专利申请国产生相当大的成本,申请专利的国家越多,发明的国际市场潜力就越大。技术相关性指标用来计算专利被引用次数,由于统计指标是标准化的,可以与行业的平均水平进行比较(高于1分即高于平均水平)。表1显示,前10位专利领先申请人的3D打印专利组合的市场覆盖指标都高于1分,表明它们的市场覆盖指标都高于行业的平均水平。另外,前10位专利领先申请人的3D打印专利组合也具有较高的技术相关性,其中通用电气公司、哈佛大学和Stratasys公司的技术相关性得分最高,分别为2.46分、2.25分和2.24分,而惠普公司(1.05分)和施乐公司(1.09分)的技术相关性得分最低。2007至2018年10月,美国3D打印领域共发生了155起诉讼案件。图4显示了2007至2018年10月的具体案件数量。图4 2007至2018年3D打印专利诉讼案件数量80.3%的涉诉专利在诉讼前就已经进行了专利转让,其中22.5%的专利转让与诉讼是在同一年进行的。报告指出,3D打印技术的专利申请数量正在急剧增加,3D打印专利的转让和涉诉数量也越来越多。报告建议3D打印相关的专利管理人员和专利负责人考虑以下事项:(1)未来3D打印技术将越来越依赖于专利技术;(2)3D打印专利的数量不断增加,因此专利主管应该考虑专利许可成本和适当的安全支付问题;(3)专利主管不仅需要考虑从专利数据中检索到的信息,还应该监测专利诉讼和转让数据;(4)高级专利管理人员必须监测3D打印专利的市场动态,其中专利主张实体可以寻求专利组合,从而获得广泛的专利特许使用费。END从全球专利申请人来看,申请人大部分来自于国外企业。国内专注于3D打印的企业相对较少,中国在3D打印这一块明显落后于美国。更为关键的是,外资在中国也布局了相当多的专利,这无疑会削弱中国在3D打印领域的市场竞争力。因此,若想抢占市场,中国企业必须加大在该领域的研发,充分利用国内市场。不过,不单是中国3D打印技术进展缓慢,全球3D打印技术的发展仍存在诸多技术瓶颈,技术更新程度并不能满足当前市场需求。欢迎转发延伸阅读:未来3D打印会有高收入吗焦点:3D打印大规模制造面临的挑战人工智能和3D打印:满足制造业的未来 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):2019:全球3D打印专利申请和诉讼趋势
  • 分析:价格战对国内3D打印产业链、制造业及应用端的影响

    分析:价格战对国内3D打印产业链、制造业及应用端的影响

    近几年树脂打印的价格一路走低,低到几毛钱一克,服务商不得不依赖走量维持运营,设备成本的收回变得异常艰难。相比SLA看起来高端一点的尼龙打印,无论从设备、材料还是工艺,都有一定的门槛,原以为能够在比较长的时间内维持合理的价格区间,但一些服务商突然大幅度降价,让很多人猝不及防,甚至感到愕然。3D打印市场似乎正在面临一场冲击,本期我们来探讨价格战会对3D打印产业链、制造业以及应用端带来哪些影响。一. 对3D打印服务市场的影响当前国内服务市场发展尚不完善,服务商的组成包含多种类型,有专业的创业型服务公司、依赖体制关系的服务承接商以及像未来工厂这样的个体和中大型服务商。专业的创业公司往往能够服务一个甚至多个行业,解决这个行业面临的痛点,能够提供较好的3D打印增值服务。这类服务商往往既小而专又大而强,客户的忠诚度也极高,价格战对于此类公司的冲击影响会比较小。业内比较知名的有黑格、清锋时代等等。专业的3D打印公司趋向于解决某个行业的问题依赖体制关系的服务承接商,由于服务类型可能涉密,凭借着内部渠道也能获得可观的业务量。就国内目前的情况来看,他们往往仅提供某种单一的工艺服务,但从尼龙甚至金属打印价格的走低趋势来看,多类型的工艺服务也可能会成为现实,价格战对他们日后的业务影响极小,远不到冲击的程度。单纯的服务商往往仅提供加工服务,订单很大程度上是来自于散户,在当前应用端发展尚不足的情况下,工业机的购入会给他们带来很大压力。不论从公司要运营下去还是从占领市场的角度,价格战由他们发起也在情理之中。在线3D打印趋势越来越显著目前很多服务商尚需要依赖信息不对称、客户关系、响应时间、一站式服务等获得业务,价格战首先给这些中小型的一般性服务商带来了冲击甚至是灭顶之灾。此前需求光敏树脂材料的用户可能开始转向尼龙,这是给SLA工艺的服务商带来的潜在影响;对于购买了激光烧结或喷墨设备的尼龙打印服务商影响较为直接,最可能出现订单减少和设备成本难以收回的问题。还有一类以平台形式存在的服务商,以固定客源开始,长期以来的质量保证培养了客户忠诚度,至少在短期内价格战不会对他们造成太大影响。以平台形式存在的服务商在一定程度上可以保证质量,并拥有稳定的客户源总之,依赖低端打印生存的服务商会在价格战中损失比较大,3D打印服务商需要提供更加专业的打印服务,解决某个行业的痛点,才能从价格竞争中挣脱出来。所以在此期间万不可盲目跟进,更应该思考如何转型。二. 对3D打印设备商的潜在影响价格战由应用服务端开始,必然会向上游产生一定影响,设备价格、材料价格本来已有下降趋势,价格战可能会加快这个速度。更为严重的,设备商会不会受到服务商的裹挟要求降低价格,已经购买了设备的用户会不会从材料绑定的角度出发要求供应商降价,这个影响是连锁的。3D打印产业链模型从另一个角度来讲,下游利润的减低必然带来设备成本所占比重的调整。这对于上游的中小设备厂家也许是个机会,很多服务商可能会更愿意尝试中小品牌的设备,而不是当前的大品牌。因此,降价会不会带来质量的下降?对尼龙打印来说,目前最容易降成本的方法就是增加旧粉的比例,但是旧粉比例增加对功能件的性能会造成影响。这也验证了第一部分我们提到的质量的可靠性与客户的忠诚度之间的关系,服务的定位会比较重要。3D打印质量差异此外,如果下游服务市场的价格战引发上游设备商之间的价格战,也许会加大设备商自己提供打印服务的力度,受影响最大的反过来还是下游服务商。当然这是最坏的情况,笔者认为不会出现。三. 对制造业和应用端的利好影响3D打印面临的普遍问题是价格偏贵,所以此次价格的大幅降低对于终端用户是一个好消息,这不仅仅体现在可以节省成本方面。打印价格的降低会引起当前制造业的关注,增加用户选用3D打印的频次,更重要的是能够培养使用3D打印的习惯。这对于3D打印实现应用和推广,发挥更大作用具有重要意义。3D打印在制造零件数量和复杂度方面的成本分析惠普3D打印全球总裁Stephen Nigro曾提到,惠普关注的并不是四五十亿美元的3D打印市场,而是12万亿美元的制造市场。因此3D打印最终还是要作为制造链条上的一个节点而存在,3D打印价格的降低对于制造市场大门至少是从敲动变成了推动。END不合时宜的价格战也许会引发我们上面所提到蝴蝶效应,也可能如一颗石头掉进湖里泛起涟漪,最终归于平静。结果如何还需要较长时间的市场观察,但价格战,确实不利于把3D打印技术市场做好。3D打印从设备、材料到服务价格的普遍走低只不过是时间问题,也许明天金属打印的服务价格也会降到这个程度。这个规律给从业者一些警醒,必需对潜在的目标市场有一个精确的判断,牢记“不可替代”原则,寻找增值服务空间,找到自己的核心价值。欢迎转发延伸阅读:关于3D打印的十大理解误区观点:3D打印,缓慢的变革与必然的趋势与Materialise探讨中国3D打印应用现状与前进之路专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):分析:价格战对国内3D打印产业链、制造业及应用端的影响
  • 专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性

    专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性

    专门的增材制造业务部门是指,由公司组建的包含增材制造设计、工艺、流程管控、后处理及质量检测等在内的,能够将增材制造引入公司整体业务,提供创新型解决方案,衔接传统和新型制造工艺,并能为解决公司在当下及未来所遇到的工业化问题提供帮助的部门。该部门的建立是基于在增材制造长期使用过程中所遇到的,传统制造从业人员无法理解新型工艺的重要功能,缺乏对现有工艺可能存在的升级改造机会的寻找能力以及对增材制造工艺链的复杂性认识不足等问题。随着增材制造工艺使用的深入,越来越多的公司认识到专门的业务部门对充分发挥技术优势的重要性。当前,GE、西门子、波音、大众汽车、中国航天三院等企业均已成立相关的部门和机构。接下来,笔者总结和介绍专门的增材制造部门所能发挥的重要作用。一. 提供生产准备战略在产品研发阶段,增材制造业务部门可为其他部门的不同产品提供原型设计支持,结合新工艺的制造特点最大程度优化产品性能,并快速实现原型制造,可防止流程中断,加速设计迭代。在功能部件直接制造方面,增材制造业务部门可提供相关的打印工艺、后处理、材料表征及产品认证服务。增材制造中心可提供从原型到最终零部件生产的多种服务在备件生产方面,零件的数字化是增材制造部门的一项重要任务。通过扫描技术实现难以采购的零件或者已经过时零部件的数字化、现有零部件的数据保存,快速修改并创建产品用于维护和更换。按需制造的模式对于减少库存和成本具有重要意义。工装夹具的开发和生产,可由以前的供应商提供转为增材制造业务部门实施,由CAD数据直接成型的优势可大大缩短最终定型所需要的时间,并能规避出错导致的延误交货等诸多不确定因素,并为公司减少极大支出。3D打印在工装夹具生产中节省的成本和时间不容忽视二. 寻找应用机会,提供创新性解决方案传统制造产业链条往往很长,设计及研发部门以机加或注塑的原则进行产品设计和制造,缺乏寻找潜在应用的能力,导致很多应用机会错失。专门的增材制造业务部门,既要了解传统加工的特点,又能深入理解3D打印制造手段,结合产品本身深度挖掘,以增材制造的思维才能找到优化空间,提供创新性的解决方案。应用的挖掘需要深刻理解传统加工和3D打印制造过程增材制造作为传统制造手段的必要补充,可以消除传统制造方法的限制并允许工程师充分发挥其创造力,开辟新的设计可能性,而专门的增材制造业务部门就是要寻找到可优化的位置和空间,帮助将增材制造引入整体业务。此外,增材制造部门需要与企业内部其他产品部门的工程师合作,快速传播知识并挖掘潜在的应用机会。三. 提供系统化的设计、材料、工艺及产品认证工作作为新型的制造工艺,增材制造所涉及的各方面要素均区别于传统制造,对增材制造的认识,应该由仅能制造原型转为最终功能零件制造,在这个过程中所涉及的产品结构优化、原材料检测、打印工艺开发及后续产品检测、材料表征、关键应用的相关认证,均需要专门的增材制造人员完成。基于增材制造的产品开发需要从结构、材料、工艺等多角度出发增材制造专业服务团队的责任可能还包括打印机的升级改造,根据特定需求进行的产品开发以及协调公司其他部门的资源、流程和服务。专业的增材制造业务团队成员组成并非无迹可寻,它可由公司其他部门的设计、材料、机械制造、控制等人员组建,施以足够的增材制造相关培训、经验积累,可逐渐承担起相应的责任。企业案例GE Additive AddWorks由200多名专门从事工程和制造的成员组成,专业领域覆盖航空、冶金、材料、设计等多学科。作为GE的咨询部门,该团队专门理顺将3D打印投入大批量生产所需的一系列复杂流程,提供系统化的解决方案。GE著名的喷油嘴案例即出于该团队。GE Additive庆祝第30000个3D打印的燃油喷嘴西门子增材制造设计实验室由包括设计、模拟和制造工艺流程专家在内的30人组成,该团队利用他们的专业知识,和西门子各个业务领域共同研发具体项目。如有必要,他们可以在现场给出建议。3D打印的叶片为提高燃机效率发挥了重要作用波音为简化和加速增材制造在整个企业内的应用,成立了增材制造业务单元,通过专门的增材制造生产中心来培训并获得合格的增材制造生产能力。整个波音企业的工程师能够与设计、分析、材料和流程领域的增材制造专家合作,快速传播知识并通过增材制造技术获得更广泛的机会。END专门的增材制造业务部门往往是大公司在增材制造研究和实施方面多年实践经验的产物。在当今国内增材制造应用发展尚不足的情况下,力图希望通过3D打印实现产品改造的企业也可以寻求专业3D打印供应商提供解决方案。但从长远计,应该逐渐着手建立自己内部的增材制造业务部门。设备的投资仅是第一步,专业的团队才最为重要。欢迎转发延伸阅读:奥迪实现高效3D打印产出的应用经验大众汽车:在生产线上使用3D打印机进行车辆生产与Materialise探讨中国3D打印应用现状与前进之路 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性
  • 日均运行16小时,看上汽通用如何玩转3D打印

    日均运行16小时,看上汽通用如何玩转3D打印

    现如今,3D打印技术在汽车领域的应用越来越广泛,重要性与日俱增。包括Stratasys、惠普、EOS、3D Systems等品牌机型越来越多的出现在汽车制造车间,3D打印技术在汽车领域大展身手,本期案例介绍上汽通用 (SGM)在3D打印应用方面的实践。上汽通用有限公司 (SGM) 由上海汽车集团股份有限公司、通用汽车公司共同出资组建,成立于1997年6月12日。经过20年的发展,上汽通用已成为中国汽车行业的领军者之一。市场需求与日俱增上汽通用虽久负盛名,但取得消费者的青睐却绝非易事。中国同时拥有全球最多的人口和最大的汽车市场,消费者在选择车型、 性能、马力、价格时都会货比三家。因此,研发和产品部门需要和时间赛跑。原型机部门需要同时为照明、供热通风与空气调节、引擎、内部设计等诸多部门服务,满足装配厂日益增长的需求往往非常困难。3D打印技术助力上汽通用仅在 2017 年下半年,上汽通用便完成了 14 个 TAC 项目。该公司从 Stratasys 购买的Fortus 450打印机, 将其与传统的 CNC 技术相结合。Fortus 450大大提高了生产效率、精简了操作程序、优化了模型改造。相比传统技术,3D打印使成本减少了79%,交付时间缩短 83%,TAC 重量减轻 21%。而在降本增效的同时,FDM 还方便了操作安装,改善了人机工程。于此同时,上汽通用又采用了内部蜂窝结构式设计,在不失强度的前提下进一步减轻了重量。TAC 模拟块截面图3D 打印技术在上汽通用的另一大应用是为汽车部件制造原型。由于样车试制的特殊性,样车零件有别于生产线零件,需要根据项目需求单独采购。某些零件由于其设计状态尚未冻结、采购成本高、等待周期长,且功能性未必高,有时仅作为外观参考或尺寸匹配之用。3D打印的汽车部件功能原型FDM的快速成型帮助上汽通用解决了这一难题。它能够有效契合样车试制项目批量小、状态变化快、生产周期短等特点,不仅可以很大程度上减少零件采购成本、缩短等待周期,更能定制化生产制作工程所需零件,避免出现新老状态零件断点不一的状况。而 Stratasys的 ABS-M30材料能够有效满足样车试制阶段内大部分内、外饰件的材料要求,诸如温度、化学品暴露、精度和机械载荷等。传统的注塑开模成本高、耗时长,而 FDM快速成型则可以轻松完成简单的模型更改及制作。FDM技术不仅可以轻而易举地加工出复杂的形面,更能够及时应对在线制造问题,使工程零件问题能够在更早的样车试制阶段得到验证,从而保障了项目的顺利启动。更多应用在上海金桥基地样车试制车间内,上汽通用不仅将FDM技术用于样车制造中实际装车零件的生产,更将FDM技术应用于工装夹具的设计和制作过程中,充分发挥了3D打印快速成型的优势。3D打印常用于制作汽车装配时所用的工装,包括副车架工装、前/后盖锁工装、前/后风挡玻璃工装、前保中支架工装、大灯工装、字牌/ 标牌工装等。FDM 可精准加工复杂型面并快速成型,上汽通用将之与CNC加工工装结合,满足了自身对性价比、高效、准确等多方面的需求。stratasys打印的工装夹具例如,在装配车身后盖标牌时,需要使用后盖标牌工装在车身上精确定位。但由于标牌形面复杂,传统加工方式往往难以胜任,而3D 打印技术则可以很好地满足此要求。3D打印成型的工装不仅完美贴合标牌形面,而且重量轻巧。相较于传统加工方式,3D 打印技术展现出了非凡的优势。某车型内后视镜罩盖在2017年,每个工作日上汽通用的3D打印机都要运行超过 16个小时(全年打印时长高达 4280 小时),完成了超过500件原型和工装,重达101.7公斤,总共为公司节省了84万人民币。此外,借助3D打印技术,上汽通用还拓展了领域,今年,上汽通用第一次打印了可以用来展示和直接组装的汽车配件。未来可期上汽通用计划将FDM技术运用于更广阔的空间,并在样车原型制作的各个过程( 如仪表板和方向盘)中使用。当客户对人体工学、尺寸精度、表面光滑度、透明性、多色彩等方面有高要求时,3D打印机发挥重要作用。虽然在 2017 年打印成品高达551件,上汽通用预计次年的打印需求还会增长 86%。欢迎转发延伸阅读:福特汽车:借助3D打印技术重塑汽车生产线大众汽车:在生产线上使用3D打印机进行车辆生产奥迪汽车:实现高效3D打印产出的应用经验布加迪:3D打印提升汽车性能 加速设计迭代可以 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):日均运行16小时,看上汽通用如何玩转3D打印
  • 钛合金和PEEK颅骨修复体的传统和3D打印制造方式及面临的问题

    钛合金和PEEK颅骨修复体的传统和3D打印制造方式及面临的问题

    颅骨修补是脑外科最常见的一种手术。由于个体差异巨大,颅骨植入物除了对生物相容性和机械性能有着严格的要求外,对个性化的需求也极高。作为3D打印在医疗领域的重要应用,激光(电子束)打印的钛合金和FDM技术制造的PEEK在颅骨修复方面发挥了重要作用。本期,我们就来探讨这两种材料颅骨修复体的传统和3D打印制造方式,以及他们所面临的问题。医用钛合金1. 医疗优点医用钛合金具有较好的生物相容性和机械强度,易加工、费用相对低廉。采用该材料制造的钛网和钛板植入物,通过钛钉就能固定,一直是国内神经外科医师和患者治疗颅骨缺损的首选。2. 加工方式临床上,钛合金颅骨植入物加工方式有印模和多点成形,数控加工以及 3D打印。CNC颅骨钛网印模和多点成形成本较低,但精度较差,不适宜加工尺寸小、形状复杂的植入物;数控加工能达到很高的精度,但材料浪费严重,存在吃刀、让刀等问题,而且等待的时间非常长,往往需要两到三周。SLM制造的多孔钛网相比传统的植入物加工方式,3D打印的优势主要表现在:加工速度快,植入物在1-2天时间内即可完成制造,减少病人的等待时间;类人体骨骼的多孔贯通结构,可有效克服植入物普遍存在的应力屏蔽和生物活性低的难题,同时可使颅腔中的热耗散最小化,维持正常的导热水平。电子束3D打印的多孔钛网3. 可能存在的潜在问题钛合金在术后CT或MRI成像高亮,患者术后颅内植入物附近如果出现血肿或肿瘤,影像上会比较难判定;而且钛的模量比骨骼高 2-3 个数量级,应力屏蔽可引发骨溶解与松动;金属热传导的问题也会使患者对天气变化更加敏感。这些材料本身的固有属性影响了医疗效果,而通过结构设计进行3D打印梯度、多孔材料制造可有效减少不良影响。PEEK1. 医疗优点PEEK是一种高分子材料,具有良好的生物相容性、耐磨性和稳定的化学特性,可以用高温蒸汽或伽马辐照消毒。自20世纪80年代起,PEEK主要用作椎间融合器和人工关节置换材料, 2009年首次有报道采用PEEK进行颅骨重建,并表现出广阔的应用前景。PEEK颅骨修复体PEEK可塑性强,其弹性、强度、隔热性、稳定性等方面都与自体颅骨相当,所以一般不会有排异反应。X射线可穿透,不具有磁性,在CT或MRI图像中无伪影,不影响患者术后影像学分析。2. 加工方式PEEK 的熔点极高(玻璃化温度 143℃,熔点达到343℃),使其加工极其困难。目前,国内可用于 PEEK 材料成形的方法主要包括数控加工和快速成形两种。数控加工是当前国内 PEEK 材料成形的主流的方法,通过数控加工模具,采用注塑的办法来完成 PEEK 材料的成形,但采用这种方法加工的缺点是材料浪费非常严重,加工成本非常高。3D打印的PEEK颅骨修复体(层叠纹可见)第二种方法是3D打印(熔融沉积、激光烧结),相较于数控加工,3D打印提高了PEEK制造的灵活性,克服了材料浪费、难加工等困难,制造速度也是显而易见的。3. 存在的问题PEEK相较于钛合金有着很多优点,然而该材料在目前的推广上却有很多困难,主要问题还是受限于材料和加工手段。PEEK的价格极其昂贵,国际市场上标准级的 PEEK 售价一般为 70-80 美元/Kg,PEEK 个性化颅骨的手术费用则至少是钛合金的 3-5 倍。此外,据西交大的参考资料,单纯采用FDM制造的PEEK 快速成形件材质疏松,机械性能达不到医用要求,但从越来越多的植入案例也可以看出,这种现象正在得到解决。采用激光烧结打印PEEK,目前仅有德国EOS一家拥有相关的设备和技术。因此,价格和技术上的双重门槛,限制了其在个性化颅骨修复手术上的应用。END到目前为止,还没有一种材料被证实是理想的颅骨修复材料,任何材料都会有这样那样的问题。同样的,作为病患仍旧没有过多担心的必要,本文探讨的仅是科学问题,技术的进步正在使植入物的医疗效果越来越好。中国在使用3D打印技术制作植入体方面有着极为广阔的市场,相关的临床案例会越来越多,而更加先进的组织工程骨修复也将是未来颅骨重建的重要发展方向。本文参考:《颅骨缺损 的 临床修复进展》《面向个性化颅骨植入物的多点组合式注塑成形工艺研究》欢迎转发延伸阅读:医疗:PEEK相较金属植入物的优势与不足医疗奇迹:3D打印如何改善我们的生活国内PEEK打印机及医疗应用案例动画揭示:髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程可以 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):钛合金和PEEK颅骨修复体的传统和3D打印制造方式及面临的问题
  • 看金属3DP技术如何帮助客户以更低成本完成每年60万件订单

    看金属3DP技术如何帮助客户以更低成本完成每年60万件订单

    金属粘结剂喷射技术相比激光或电子束打印技术的最大优点是实现了金属打印批量制造,它在无需极高性能、大批量需求领域具备成本更低、制造速度更快、后处理更加简化的优势。该技术受到了包括谷歌、强生、大众、宝马、威乐等公司在内的先进制造领域的广泛关注。本期,我们介绍的重点是,以Exone为代表的金属粘结剂喷射技术如何为客户提供快速、创新和具有成本效益的生产流程,从而在市场中脱颖而出,赢得新业务。金属注射成型供应商使用金属3DP技术MiMtechnik是德国一家金属注射成型(MIM)供应商,近年开始使用ExOne金属粘结剂喷射技术来缩短产品开发周期。在用于定制紧固件的生产中,MiMtechnik将产品的交付时间减少到一周,而且省去了模具开发和制造成本。粘结剂喷射技术在金属无支撑制造方面具有突出优势它所使用的是ExOne Innovent +™金属打印机,专用于开发和制造试制产品。该机器基于粘结剂喷射技术,构建尺寸为160 x 65 x 65 mm,最小分层厚度为30μm,能够打印许多标准注射成型粉末原料,包括不锈钢、工具钢、陶瓷和钨合金,这一特点对以传统注射成型为主业的MiMtechnik特别有价值,而且后期烧结工艺也易于和其固有工艺链相衔接。 ExOne生产流程介绍将产品开发时间缩短13周MiMtechnik的紧固件产品批量制造仍然采用MIM生产,而在正式大生产前,需要进行产品开发和小批量试制来验证是否满足客户需求。打印完的零件烧结过程粉末实现冶金熔化此前产品试制也是使用MIM技术,原型往往需要10-14周内才能交付客户,仅模具的开发制造成本就达到10000-20000欧元。增材制造的使用使MiMtechnik能够在客户提出需求一周内提供样品,在10小时内生产100件(不包括后续烧结),而且该过程不需要任何其他工具,因此消除了模具成本。烧结完的零件至关重要的是,采用金属粘结剂喷射技术制造的样品紧固件与最终用途部件的机械和表面光洁度特性均相匹配,这不仅为客户提供了类似比较,而且MiMtechnik可以使用自己固有的烧结系统对零件进行后处理。年订单完成量提高到60万件,有望突破120万开发周期的大幅缩短,使MiMtechnik的年订单完成量提高到60万件,它从最短的交付周期中获益而无需增加成本。3D打印的316L紧固件MiMtechnik的技术负责人表示,未来他们将继续深化增材制造使用,这项技术有望帮助其在随后几年将年产量增加至120万件。END金属粘结剂喷射技术与传统制造相比的最大优势是无需模具制造,它缩短产品开发周期、降低企业成本,而且能够极大程度的融合进固有的工艺链,以往需要模具制造的小批量开发产品可以考虑使用3D打印这项替代技术。该案例的成功实施,也为金属粘结剂喷射技术寻找到了一条新的应用途径。欢迎转发延伸阅读:喷墨技术于金属打印的意义金属3D打印批量化制造品牌总览基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析金属粘结剂喷射技术:在进行批量生产时须考虑整个工艺链可以 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):看金属3DP技术如何帮助客户以更低成本完成每年60万件订单
  • 观点:3D打印,缓慢的变革与必然的趋势

    观点:3D打印,缓慢的变革与必然的趋势

    导读:本文作者系某3D打印创业公司负责人,经过多年来的市场调研,作者对3D打印市场形成了一套自己的认知,通过本文与大家分享。3D打印技术从问世到今天已经过去30多年,此前在国内并未引起足够多的关注。自2012年,由于各级政府的广泛重视,引起媒体的报道热潮,3D打印技术开始迅速“风靡”全国。很多从业者都为这种“先进的”技术而产生了“打鸡血”式兴奋。然而随着时间的流逝,3D打印在国内的热度慢慢降低,甚至有不少从业者对这个技术或者说这个行业的前景产生了困惑。于此,撰稿一篇,说说我个人的看法,与各位探讨。“爆发”尚是一种期许3D打印行业刚被炒热的时候,没多久(2014年)国家开始提出“大众创业,万众创新”的口号,各种以3D打印为名目的的创业项目蜂拥而至,概念炒作、资本裹挟、媒体追捧,将3D打印推向了神坛,似乎所有关注这个行业的人都在期待3D打印呈现“爆发”之势。然而事实却不尽如人意,3D打印到今日都未出现所谓的“爆发”。作为一种新型的制造技术,3D打印涉及的面太广,仅从设计角度来讲,如果没有设计师建模,设备会被放在角落“吃灰”,材料会慢慢变质,更何况国内都没有形成完整的产业链。“爆发”一说,尚在期许之中。此外,浮躁的社会风气加上移动互联网的兴起更让人觉得无论哪种创业都是“唯快不破”。但事实上,这个行业在国内属于“前无古人”,从业者几乎都是“摸着石头过河”。在缓慢的变革中消除发展顾虑国内目前看起来有技术实力的3D打印企业无一不是一步一个脚印走出来的,然而也还有许多不为人知的“先烈”。政府的重视造就了很多的投机者,再加上资本的裹挟,把一个本不成熟的行业玩弄的更加面目全非。最为严重的甚至出现了“劣币驱逐良币”的现象,投机者不停鼓噪行业春天已经来临,真正做事情的人却不断被质疑。这就造成了普通消费者眼中,3D打印真是“鸡肋”。这个行业需要“缓慢的变革”,真正实现落地,慢慢沉淀。技术的发展源自于实际的需求和对技术的探索,当市场需要这项技术来解决问题时,市场自然会得到快速发展,这样看起来,也只能说,国内可能还未到那一步。3D打印作为未来制造业的“必然趋势”是显而易见的,只不过国内与之相关的观念、设计、材料以及其他技术还未跟上脚步。在国外,尤其是西方国家,3D打印的应用已经非常普及和深入,从原型制造到大工业生产,发展较为迅速,然而目前也仅仅占据整个制造业极小的市场份额。国内目前还在市场培育期,还是应当增强自己硬实力,静观其变。在市场尚未达到成熟期之前,作为从业者,应该加强对行业的深刻理解,加强自身的理论知识学习,急客户之所急,思客户之所思,让自己的认知和思维契合行业的发展规律。这当然也是消除焦虑的一种办法。做3D打印,要服务好客户当前,国人对3D打印的认知尚不足,有的认为3D打印要么是那种最初级的FDM,要么就是央视报道的高端制造。针对于3D打印所涉及到的全工艺链,由3D打印的企业来做普通消费群体的认知教育,成本和收益都无法想象。因此作为从业者,还是应当服务好应用端客户,一方面他们是支撑这个行业存在的源头,另一方面他们也是让3D打印发挥价值的支持者。此外,3D打印企业发展的规模一方面来自于需求,一方面来自于从业者自身的素质。举例而言,你不能指望FDM打印PLA去做一个具有一定力学性能的部件,也不能指望用SLM金属打印机去做创客教育。最后思维的局限、认知的狭隘也是3D打印行业的“痼疾”。作为从业者必须和客户一起探索,从用户角度出发解决痛点,而不是解决“我们”认为的痛点,和凭空制造的“痛点”。应用的不足显然无法支撑太多的投入并获得足够的收益,但这也是倒逼整个行业的过程,这需要从业者深入传统行业,积极探索潜在应用,真正脚踏实地的推进行业和企业的发展。注:本文未经作者许可,禁止转载。欢迎转发 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):观点:3D打印,缓慢的变革与必然的趋势