增材制造能够与传统制造在成本上直接竞争吗?

 Evolve公司表示:要想取得成本竞争优势,增材制造技术应以设计优势作为突破口。这家公司已经开始将其高速增材制造系统用于聚合物零件生产了。

Evolve公司的STEP工艺采用了从高速成像中借鉴的技术,以快速用于材料层。它能以高达每小时286立方英寸的沉积速度批量打印零件。这一页顶端的水平图展示了使用STEP工艺制作的组件,否则就只能用注射成型。(图片来源:Evolve公司)

Evolve增材制造解决方案公司将增材制造用于大规模生产已有一段时间了,他们希望与传统制造方法(特别是注射成型)在成本上直接竞争。事实上,公司联合创始人、席执行官兼总裁Steve Chillscyzn表示,以零件成本(而非设计自由,这个之后再考虑)为主导,是增材制造系统开拓商机的佳方式。

这是种新思路。到目前为止,在增材制造上取得的进展,都着眼于以增材制造技术满足了其他生产工艺无法满足的需求来说明其必要性。其中很多需求都与零件集成、轻量化、复杂形式、定制和小批量生产有关。大多数情况下,这些增材制造所能带来的优势将其较高的单位成本合理化了。但Evolve公司提供的一种增材制造工艺——选择性热塑性电成像工艺,或称STEP工艺——能够以与成型技术相近的速度和价格水平3D打印聚合物零件。

 

Steve Chillscyzn是公司席执行官。他说:为Evolve公司的增材制造流程寻找商机时,常需要将它与其他可能采用的生产工艺对比,也就是说采用相同的材料,制造速度或成本类似。(图片来源:Evolve公司)

 

STEP工艺涉及通过成像沉积聚合物,是借鉴了高速2D打印技术的高速3D打印,使用电成像技术打印材料层,而非打印文档。通过X、Y、Z轴的高速闭环控制,快速构建零件和支撑材料,保证精确的分辨率和一致性,并在单个零件中快速应用材料组合。这位席执行官介绍说:公司的模型SVP量产化增材制造系统,能够以每小时286立方英寸的速度生产,意味着一台机器每年可交付约8吨的3D打印塑料零件。

有一台令人印象深刻的封闭、完整的、可运行的SVP商业版机型,它约有一辆小型校车那么大,在公司初的工艺开发平台旁运行。已有一家客户在使用一台这样的量产机,很快还有两家客户也会收到货。 这款机型呈现了3D打印技术在聚合物零件量产中的不同用法以及可能应用的范围。这些前期客户还在进一步探索、塑造它的更多可能性。

这家公司正在向那些选定的能够运行(并评估)这些机器的客户投放初始机,用于各种量产应用。(图片来源:Evolve公司)

Chillscyzn表示:零件成本将是获得STEP流程认可的快方式。与注射成型相比,3D打印的优势是引人注目的,有设计优势,无需使用模具。但成本较高,会迫使用户在考量是否采用新工艺时,权衡这些优势的价值。增材制造技术在成本竞争上克服了这个障碍。 数字制造服务提供商Fathom公司将采购一台他们下一款即将推出的机型。Evolve公司和Fathom公司还将开发一种STEP成本计算工具,以助力开拓此工艺的商机。

公司还加强了另一个重要的要素——用Chillscyzn的话说,它就是“材料、材料、材料”——重要的内容说三遍。他表示,在大批量生产时,“老牌制造商们不想要‘类似的’材料;他们想要的是他们指定的、习惯使用的材料。”Evolve公司研发工作的焦点就在于此。 结果是:“我们现今采用的ABS材料与注塑模具商都会使用的Sabic材料是相同的。

我们看到了各种零件样品,揭示了多种应用可能性。乐高公司和Stanley Black & Decker公司都是Evolve公司的投资方,所以我看到了许多联锁砖和手工工具的新衍生产品。还有很多,比如为一家主要制造商定制的一条内置水密球阀的3D打印集成流体歧管、一组9个相关支架,它们被3D打印的连接件连在一起,有利于库存控制。这些都是新想法,都是增材制造技术可能实现的。但Chillscyzn表示:很多时候,开发新产品是增材制造技术的第二要务。排在位的,是增材制造技术必须凭借自身优点赢得生产流程的认可,改用增材制造技术制造零件。

 

这是一组量产零件基本款,但只有3D打印才能提供:这套支架是成套打印出来的,包括连接件。 因此,这一套是作为一个整体制造、入库的,不是把每块支架单独拿出来处理的。图片(来源:Evolve公司)