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未来已来!金属增材制造如何改变模具行业?

来源:网络 发布时间:2019-10-21 239
金属加工金属成型机床其他金属材料测量及控制系统模具及冲模表面处理金属切削机床电子芯片电子芯片设计/电子设计自动化(EDA)设计/电子设计自动化(IP类软件) 技术前沿
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几十年前,CNC数控机床刚出现时,人们不会想到,在不久的将来,数控加工会替代模具制造依赖钳工作业的方式。当新技术出现时,总有人会质疑与抵触,但也有人能捕捉机会而突颖而出。
如今,金属增材制造正在急剧地改变产品制造的方式。如下图所示,传统的制造是将完整的金属材料用数控机床来进行减材加工,最终得到实体零件,其过程去除了大量的材料;而金属增材制造是使用三维数字模型直接打印产品的一种生产方式,将金属粉末材料,按照烧结、熔融、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品。
 
增材制造与传统制造有着巨大的不同,简化后的生产方式突破传统结构设计的限制,将生产复杂结构与优化产品性能成为可能。这提升了厂家的生产弹性、缩短生产周期,并将真正的创新思维带入产品之中。有了增材制造技术,过去只存在于想象中、被视为不可能生产的各种产品,终于能够被实现。
 
增材制造的前景无限开阔,但其可扩充性曾让人裹足不前。许多企业家看到增材为其节省巨大成本支出的潜力,但也存在疑问:除了用来制作原型,如何使用增材技术生产数以千计、高性价比的产品?
 
事实上随着技术的进步,如今的金属增材技术已具备批量生产的能力,其制造的产品无论在性能上、生产效率或生产规模上,都已经可以和传统制造相比拟,而生产成本也有了显著的降低。以下我们来分别介绍增材制造的四大显著优势。
 
01
产能激增的快速响应
 
无论是生产消费性电子零件或篮球鞋,需求激增往往令生产厂家又爱又恨。这是由于传统加工的供应链复杂且冗长,而要求每个环节顺应激增的需求瞬间扩大产能难以实现,因此也加大了快速响应的难度。
 
反观增材制造技术对于模具、工装夹具的要求低,因此减少了生产厂家对供应链的依赖。增材制造的产品减少了从设计方案到制造所需要的时间,加速产品推向市场,将新产品更快送到消费者手中。
 
02
实现个性化生产
 
伴随个人特色潮流而来的,是消费者对产品的个性化需求。省去模具的使用,增材制造让企业以更低廉的成本,快速制造个性化产品。其小批量生产的优势,与现代消费者日新月异的需求更完美地契合。
 
举例来说,若要生产上图中具有个性化特色的限量版汽车,就能够透过增材制造实现小批量零件生产,以性价比最高的方式提供客户所需的产品。
 
03
解决人才短缺问题和降低生产成本
 
相较于传统生产方式,增材制造能有效降低生产成本与进入门槛。举例来说,制造业应用广泛的CNC 数控机床加工在全球范围内存在人才短缺问题,且其必备的专业操作人员是沉重的人力成本来源,这也是中小型生产厂家难以与规模较大的竞争对手匹敌的重要原因。
 
与之形成对比的增材制造技术,对于专业操作人员的要求则不那么高,因为增材设备更加简单、编程相对容易,也因此长期来说操作成本更低。此外,增材制造突破生产的地域限制,您可以在瑞士进行编程设计后,发到国内或其他地区生产,而这在需要诸多工装夹具的传统制造领域是难以实现的。
 
04
不同制造作业间快速替换
 
传统制造中更换加工零件既耗时又费力。举例而言,CNC 数控机床经常需要花费数十分钟到几个小时才能完成零件的替换。而增材制造可以一次成型多个产品,不同制造作业间可真正达到无缝替换,而每次替换的时间最多可缩短到几分钟内。
 
企业弹性生产的同时,也意味着生产备件所需时间与金钱成本的大幅降低。传统CNC数控加工或注塑成型生产中,经常需要超额生产10%的产品,以因应过程中发生的损耗与报废件。而使用增材技术则可以在损耗发生的当下,按需生产额外的零件,避免超额生产所产生的浪费。
 
随着增材制造技术的创新,企业采纳、应用增材的门槛将会大大降低,进而满足企业缩短产品生产周期来满足客户需求的目的。在增材制造的助力下,传统制造方式以及所生产的产品,都将有质的提升以及设计思维上飞跃性的突破,而这一天的到来已经指日可待。
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