增材制造能夠與傳統制造在成本上直接競爭嗎?

 Evolve公司表示:要想取得成本競爭優勢,增材制造技術應以設計優勢作為突破口。這家公司已經開始將其高速增材制造系統用于聚合物零件生產了。

Evolve公司的STEP工藝采用了從高速成像中借鑒的技術,以快速用于材料層。它能以高達每小時286立方英寸的沉積速度批量打印零件。這一頁頂端的水平圖展示了使用STEP工藝制作的組件,否則就只能用注射成型。(圖片來源:Evolve公司)

Evolve增材制造解決方案公司將增材制造用于大規模生產已有一段時間了,他們希望與傳統制造方法(特別是注射成型)在成本上直接競爭。事實上,公司聯合創始人、席執行官兼總裁Steve Chillscyzn表示,以零件成本(而非設計自由,這個之后再考慮)為主導,是增材制造系統開拓商機的佳方式。

這是種新思路。到目前為止,在增材制造上取得的進展,都著眼于以增材制造技術滿足了其他生產工藝無法滿足的需求來說明其必要性。其中很多需求都與零件集成、輕量化、復雜形式、定制和小批量生產有關。大多數情況下,這些增材制造所能帶來的優勢將其較高的單位成本合理化了。但Evolve公司提供的一種增材制造工藝——選擇性熱塑性電成像工藝,或稱STEP工藝——能夠以與成型技術相近的速度和價格水平3D打印聚合物零件。

 

Steve Chillscyzn是公司席執行官。他說:為Evolve公司的增材制造流程尋找商機時,常需要將它與其他可能采用的生產工藝對比,也就是說采用相同的材料,制造速度或成本類似。(圖片來源:Evolve公司)

 

STEP工藝涉及通過成像沉積聚合物,是借鑒了高速2D打印技術的高速3D打印,使用電成像技術打印材料層,而非打印文檔。通過X、Y、Z軸的高速閉環控制,快速構建零件和支撐材料,保證精確的分辨率和一致性,并在單個零件中快速應用材料組合。這位席執行官介紹說:公司的模型SVP量產化增材制造系統,能夠以每小時286立方英寸的速度生產,意味著一臺機器每年可交付約8噸的3D打印塑料零件。

有一臺令人印象深刻的封閉、完整的、可運行的SVP商業版機型,它約有一輛小型校車那么大,在公司初的工藝開發平臺旁運行。已有一家客戶在使用一臺這樣的量產機,很快還有兩家客戶也會收到貨。 這款機型呈現了3D打印技術在聚合物零件量產中的不同用法以及可能應用的范圍。這些前期客戶還在進一步探索、塑造它的更多可能性。

這家公司正在向那些選定的能夠運行(并評估)這些機器的客戶投放初始機,用于各種量產應用。(圖片來源:Evolve公司)

Chillscyzn表示:零件成本將是獲得STEP流程認可的快方式。與注射成型相比,3D打印的優勢是引人注目的,有設計優勢,無需使用模具。但成本較高,會迫使用戶在考量是否采用新工藝時,權衡這些優勢的價值。增材制造技術在成本競爭上克服了這個障礙。 數字制造服務提供商Fathom公司將采購一臺他們下一款即將推出的機型。Evolve公司和Fathom公司還將開發一種STEP成本計算工具,以助力開拓此工藝的商機。

公司還加強了另一個重要的要素——用Chillscyzn的話說,它就是“材料、材料、材料”——重要的內容說三遍。他表示,在大批量生產時,“老牌制造商們不想要‘類似的’材料;他們想要的是他們指定的、習慣使用的材料。”Evolve公司研發工作的焦點就在于此。 結果是:“我們現今采用的ABS材料與注塑模具商都會使用的Sabic材料是相同的。

我們看到了各種零件樣品,揭示了多種應用可能性。樂高公司和Stanley Black & Decker公司都是Evolve公司的投資方,所以我看到了許多聯鎖磚和手工工具的新衍生產品。還有很多,比如為一家主要制造商定制的一條內置水密球閥的3D打印集成流體歧管、一組9個相關支架,它們被3D打印的連接件連在一起,有利于庫存控制。這些都是新想法,都是增材制造技術可能實現的。但Chillscyzn表示:很多時候,開發新產品是增材制造技術的第二要務。排在位的,是增材制造技術必須憑借自身優點贏得生產流程的認可,改用增材制造技術制造零件。

 

這是一組量產零件基本款,但只有3D打印才能提供:這套支架是成套打印出來的,包括連接件。 因此,這一套是作為一個整體制造、入庫的,不是把每塊支架單獨拿出來處理的。圖片(來源:Evolve公司)