增材制造不断发展。以下是惠普公司3D打印解决方案全球销售和市场总监韦恩·戴维(Wayne Davey)对该行业最新发展的看法。
MPF:在过去的几年里,许多评论家讨论了设计师在设计增材制造与机械加工和注塑时需要不同的思考。你认为现在的设计思维在哪里,为了充分利用AM,它需要到达哪里?
戴维:制造业正在看到重新设计过程以更好地适应增材制造的好处。凭借对产品结构和设计的全新视角,制造商能够创造出独特的、具有成本效益的、最重要的是具有商业价值的产品。工程师开发当今无法制造的产品是3D打印实现其全部潜力的要素之一。然而,要将3D打印提升到一个新的水平,就意味着要着眼于大规模生产。为此,我们需要将3D打印与人工智能和机器学习等其他创新技术相结合。利用数据驱动的洞察,制造商可以进一步突破界限,创造出复杂、高质量的可持续部件。
一个很好的例子就是惠普与眼镜蛇高尔夫和帕玛泰克的合作,其中第一个限量版的3D打印推杆正在使用惠普金属喷气机进行商业生产。KING Supersport-35推杆的特点是由格子梁支撑的薄外骨骼,与传统的由实心金属块制成的推杆完全不同。眼镜蛇高尔夫还利用惠普的Multi Jet Fusion平台,用于国王3D打印系列的三个超大型号- GrandSport-35,超新星和Agera -生产尼龙晶格盒,以优化高惯性和稳定性的重量分布。就在上个月,眼镜蛇高尔夫(Cobra Golf)宣布,它正在扩大KING推杆的收藏,增加了新的个性化选择,比如不同形状和颜色。
眼镜蛇高尔夫和其他许多公司正在向世界展示,当3D打印平台和设计工具无缝连接时,可以实现什么。随着行业不断利用自动化、软件和数据方面的突破,客户将更好地了解从供应链到部件使用寿命的整个端到端生命周期,从而可以用改进的设计打印更好的部件。
MPF:添加剂的性能是否会带来新的应用?它们是什么?
Davey:不断增加的定制能力已经打破了新的和新兴应用程序可能出现的障碍。以医疗保健为例。通过AM的不断发展的能力,健康和保健行业将大大受益于先进的设计和制造。根据惠普的数字制造报告,55%的受访者预测医疗行业将见证最多的创新。AM有能力为特定疾病提供个性化和定制的护理。以先进的3D打印和基于云的软件为例,足科医生和矫形师可以在不到五分钟的时间内捕获患者足部的3D渲染图,对患者进行微调并为患者开出个性化的矫形器。
汽车行业也在AM领域投入巨资。他们首次采用金属粘结剂喷射技术对零部件进行重新设计。虽然这些部件或功能可能不是一个新兴的应用程序,但它们的设计和创建方式对一个受到严格监管的行业来说是第一次。
一个很好的例子就是惠普与通用汽车和GKN Forecast3D的合作。通用汽车最近转向惠普的Multi Jet Fusion打印技术来生产扰流板封闭密封,该密封通常要经过标准的整理过程。在三周的时间里,我们与通用汽车和GKN Forecast3D合作,为后扰流板密封设计、创建并实施了可行的价值流,其速度和灵活性是传统制造模式所无法实现的。其结果是加快了生产进度,在五周的时间内制造和抛光了所需的60,000个零件,用于全尺寸suv的约30,000个零件。
MPF:增材增垢技术正成为一个越来越频繁的主题。现在AM的用户需要了解什么才能说服管理层投资AM,管理层需要了解什么才能对AM的规模更有信心?
戴维:今天AM投资的价值主张有三个方面:
制造商正在寻求更大程度的供应多样化,强调本地化、按需生产,以建立更具弹性的供应链
消费者希望他们购买的商品是为他们量身定制的——超级个性化——这是他们在数字世界中互动和消费的经验中过滤出来的一种期望。
可持续发展的心态,消费者正在积极地做出深思熟虑的购买决定,这对地球也更好。
这些市场变化趋势都是由一个共同的因素交织在一起的——传统的制造方法在解决这三个问题时效率低下,成本高昂,尤其是同时解决这三个问题时。不与我们今天面临的新制造模式一起发展的机会成本是一个不能再被忽视的风险。受到影响的不仅仅是一个行业。从整体来看,汽车制造商、健康品牌、运动设备制造商等都在寻找3D打印等新工艺和技术,以帮助他们快速、经济、大规模地满足这些需求。
3D打印的能力是无与伦比的。它提供了经济可行性,消除了零件库存的成本影响,加快了迭代和推向市场的速度,并且减少了资源密集型。这些都是可以提高公司利润的因素。随着规模化能力的增强,通过增材制造实现大规模个性化的现实也越来越现实。
MPF:有很多关于供应链的讨论。添加剂在当今供应链系统中有哪些更好的应用?未来几年他们会是什么样子?怎样才能到达那里?
戴维:公司正在积极寻找3D打印可以加强他们供应链的方法,使他们变得更加敏捷,创造更多创新的产品开发和制造战略。在疫情期间,我们亲眼看到3D打印可以成为分布式供应链的解决方案,帮助制造商在充满挑战的时刻开发、迭代和制造商品。通过3D打印,制造商可以为可能因供应链而积压的商品制造所需的零件,从而加快客户的运输时间。
但并不是只有在危机时刻,添加剂才会给供应链系统带来好处。3D打印可以实现短期和长期解决方案,能够对市场变化做出近乎即时的反应。曾经在传统制造模式中起作用的东西已经不适用于今天的环境。例如,旧型号并不是为了缩短运行时间或最小化库存而制造的。本地化生产将继续优先。这对公司来说是无与伦比的竞争优势,但客户和我们周围的世界也看到了好处。
3D打印更好的推杆
COBRA高尔夫是高尔夫球杆创新的领导者,在其KING Supersport-35推杆上使用了3D打印技术。这推杆一直在与COBRA工程师和团队在惠普和帕玛泰克合作。它具有完全3D打印的金属体,具有复杂的晶格结构,以优化重量分布,并在叶片形状中提供最高可能的MOI。除了3D打印设计外,推杆还采用了与SIK Golf合作设计的镶面,该镶面使用了他们的专利下降阁楼技术(DLT),在每次推杆时都能产生最一致和准确的滚动。
COBRA的LE 3d打印Supersport-35推杆代表了高尔夫球杆设计和制造方式的革命性进步。出于一种前瞻性的理念,COBRA选择惠普作为其合作伙伴,在高尔夫领域率先进行3D打印,这是因为惠普的金属喷射技术。由于其快速的加工时间和设计适应性,COBRA工程师能够设计、原型和测试多个迭代,并比使用传统制造方法更快地将产品推向市场。
COBRA和惠普于2019年初开始合作,到2020年初,该团队在八个月的时间里使用惠普Metal Jet创建了35个不同的设计迭代。
这款超级运动推杆采用了超大的叶片形状,采用了SIK Golf的专利下降式推杆技术,并将其改造为铝制面镶件。这种插入式设计巧妙地节省了推杆前端的重量,重新定位脚跟-脚趾,并将感觉调整为比传统的全钢SIK推杆面稍软的感觉。他们的签名面设计采用了四个下降的loft(4°,3°,2°,1°),以确保每个推杆最一致的发射条件。
惠普金属喷射3D打印提供了优秀的零件质量,只需要很少的后处理。整个推杆体采用316不锈钢印刷,然后高温烧结,将金属结合,形成最终的头部部分。由于金属喷射打印的能力,工程师们在身体内部打印出了复杂的晶格结构——这是使用传统铸造或锻造方法不可能实现的制造壮举。网格微调感觉和优化推杆头内的重量分布,以创造最高的MOI,而不需要额外的固定重量。在制造过程的最后一步,推杆的表面使用计算机数控(CNC)机床进行精密铣削,以确保精确的形状和细节,同时为化妆品添加最后的润色。Supersport具有高MOI鞋跟脚趾加权设计,最大的稳定性,和管道工脖子软管与35度脚趾挂适合轻微的弧度推杆。
栅格结构将推杆中心的重量移除,并将大量的重量推到周边。结果是优越的MOI水平和大幅增加的稳定性和宽恕。
最终产品以高性能推杆的形式庆祝高尔夫球杆制造业的重大革命,它将吸引追求干净外观和感觉的高尔夫纯粹主义者,但它充满了先进的技术,以提高高尔夫球手的短杆质量。
了下:快速制造零件
