01

讓設(shè)計輕松自如

隨著消費(fèi)者對產(chǎn)品的即時性和多樣性的偏好增加，制造商必須通過簡化供應(yīng)鏈及工作流程來降低運(yùn)營成本。增材制造提供了完全靈活自由的設(shè)計，以應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，但傳統(tǒng)制造方法無法做到。

增材制造的靈活性已經(jīng)在達(dá)科(Dayco)公司的生產(chǎn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。達(dá)科是全球領(lǐng)先的電動汽車系統(tǒng)解決方案提供商。他們提供的一個組件是售后汽車驅(qū)動系統(tǒng)，這需要在復(fù)雜的發(fā)動機(jī)罩下組裝。這些程序需使用一系列復(fù)雜的工裝夾具進(jìn)行配置，這些工裝夾具完全是為這些一次性部件定制而成。

達(dá)科不是用CNC來制造他們的，而是用3D打印Onyx材料制作而成。Onyx材料是一種低成本、高強(qiáng)度的熱塑性塑料，由尼龍和切碎的碳纖維組成。Onyx的表面光潔度和精度讓達(dá)科的工程師可以自由地設(shè)計以制作高強(qiáng)度部件，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜部件也能輕松設(shè)計。達(dá)科通過Markforged的3D打印機(jī)實現(xiàn)了對復(fù)雜工程級復(fù)合材料零件的自動化生產(chǎn)，可為客戶提供高價值的生產(chǎn)流程。

Prototypenzentrum GmbH (PTZ)是一家專業(yè)根據(jù)客戶數(shù)據(jù)構(gòu)建原型和小批量產(chǎn)品的服務(wù)商。PTZ由于CNC加工，機(jī)器上的刀具會經(jīng)常受到磨損，需定期更換刀具。

PTZ平均每天要在每臺CNC機(jī)床上更換40個刀具。安裝刀具的速度直接影響他們的生產(chǎn)效率，快速更換可以降低運(yùn)營成本，但更換的速度取決于刀具冷卻器將刀具綁定到刀具柄所需的時間。

由于最初的工具冷卻器是使用鋁加工而成，其冷卻效果不是最佳。為了提高零件的效率，PTZ對現(xiàn)有的金屬激光燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行了實驗，并采用了目前最導(dǎo)電的材料AlSi10Mg鋁合金。事實證明，這個過程過于復(fù)雜、危險，成本比較高，難以維持。

Markforged的解決方案為PTZ提供了用純銅生產(chǎn)冷卻設(shè)計的能力，純銅的導(dǎo)電性是過去材料的兩倍。3D打印純銅，不僅提高導(dǎo)電性，而且對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜通道也可以輕松搞定，使得PTZ能夠以更低的成本生產(chǎn)出更有效的冷卻工具，使得更換時間更快，效率提高了38%。PTZ有效地利用Markforged解決方案縮短了周轉(zhuǎn)時間，同時在相同設(shè)備數(shù)量下增加了運(yùn)作更多業(yè)務(wù)的能力。

02

物理強(qiáng)度和耐久性

增材制造在取代過時工藝方面有明顯的優(yōu)勢，而且它在修改舊解決方案方面，也同樣有成效。作為隱形眼鏡的主要制造商，愛爾康（Alcon）使用Markforged來升級自動化檢測流程，以確保其產(chǎn)品符合行業(yè)內(nèi)高標(biāo)準(zhǔn)要求。

愛爾康需要定制支架來升級自動化檢測流程，以將舊電纜系統(tǒng)設(shè)備改造為全新的解決方案。由于支架很容易被磨損，所以，每兩周就需更換一次，加工一次性支架需要4-6周的交貨時間，每個零件花費(fèi)250美元。

與普通3D打印塑料的抗彎剛度比較

愛爾康通過Markforged打印機(jī)能夠生產(chǎn)由高強(qiáng)度碳纖維制成的工程級部件，其成本和周轉(zhuǎn)時間相對于外包給第三方生產(chǎn)要少得多?，F(xiàn)在，愛爾康通過3D打印制造支架，材料成本僅為40美元，并在最終設(shè)計完后24小時內(nèi)就可以完成制作。

快速實施高強(qiáng)度解決方案的能力，消除了愛爾康對檢測系統(tǒng)每兩周預(yù)防性維護(hù)的需求。這最終允許他們以更少的成本生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，同時保持客戶期望的質(zhì)量水平。增材制造讓愛爾康可以替代以前成本高昂的解決方案，減少對第三方服務(wù)的依賴。

總部位于德國的Primetall GmbH提供一站式拖車制造解決方案，通過結(jié)合專業(yè)知識提供高質(zhì)量的服務(wù)，Primetall將咨詢、設(shè)計和生產(chǎn)結(jié)合在一起，提供精確、耐用、高質(zhì)量的零部件。

Primetall 3D打印的輕型玻璃纖維部件非常耐用，能夠承受激光焊接設(shè)備的高速軸旋轉(zhuǎn)。使用Markforge 3D打印玻璃纖維組件是一個非常實惠的選擇，成本比原來的加工鋁制部件低88%。

03

可靠性

精度和準(zhǔn)確性不僅對最終使用的部件至關(guān)重要，對于像Fischer這樣的制造商來說，可靠和快速的原型設(shè)計也是業(yè)務(wù)成功的關(guān)鍵。Fischer為高性能電子設(shè)備制造堅固的連接器，該產(chǎn)品要求精確無誤、經(jīng)久耐用。

Fischer的挑戰(zhàn)在于保持靈活的制造流程，以便在高度競爭中贏得軍事和醫(yī)療行業(yè)關(guān)鍵客戶的信任。為了獲取訂單，F(xiàn)ischer必須比競爭對手更快地進(jìn)行迭代并提供可行的概念驗證(POC)。過去這些組件是注塑成型的，一套這樣的模具通常需要2-4周的交貨時間，每個模具的成本至少為5000美元，但不能保證它能為Fischer贏得合作。

Fischer通過使用Markforged 3D打印Onyx和HSHT玻璃纖維材料制造模具，在2-3天的時間內(nèi)就可生產(chǎn)出來，成本比過去降低了97%。利用Markforged的Onyx和HSHT玻璃纖維材料制造出的模具非常耐磨，并讓他們贏得了價值高達(dá)100萬美元的訂單。

碳纖維3D打印技術(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性幫助Fischer將產(chǎn)品更快地推向市場，為獲得醫(yī)療和軍事合作提供了關(guān)鍵優(yōu)勢，從而提高了Fischer的整體收入。

Markforged客戶Nichirin正在打印具有成本效益的碳纖維和金屬部件，這些部件的強(qiáng)度滿足工程級應(yīng)用，強(qiáng)度足夠大，可以取代機(jī)械加工的金屬部件。

作為全球領(lǐng)先的汽車軟管制造商，Nichirin正在尋找其它的制造方法來減少制造成本，例如用于將托架精確地栓在制動軟管上的支架裝配夾具。這些制動軟管通常需要1-5個支架裝配夾具，每個裝配夾具需要2-4周的交貨時間，成本800到4000美元不等。

Nichirin通過3D打印Onyx材料來制作支架裝配夾具的原型，這是一種既經(jīng)濟(jì)又省時的原型制作方法。在檢驗完Onyx夾具適合裝配后，Nichirin就通過Markforge金屬3D打印機(jī)MetalX打印17-4 PH不銹鋼材料制造完成這種耐用的部件。結(jié)合Markforged的復(fù)合材料和金屬打印材料，Nichirin可以在較低運(yùn)營成本的情況下靈活地重復(fù)打印和完善夾具組件，從而更快地交付最終部件。

04

易用性

隨著越來越多的制造商使用增材制造技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)流程，伯恩斯坦機(jī)械有限公司(BMF)正在圍繞3D打印技術(shù)重組其商業(yè)模式。BMF是一家工業(yè)后處理設(shè)備制造商，主要專注于自動噴砂機(jī)。他們的Twister和Tornado機(jī)器是BMF智能表面控制技術(shù)的一部分，可通過自動噴砂工藝產(chǎn)生均勻且可重復(fù)的表面。

這些機(jī)器使用各種零件，對機(jī)械強(qiáng)度和可靠性有嚴(yán)格的要求。這些零件由于生產(chǎn)過程復(fù)雜以及交貨時間長而導(dǎo)致高昂的供應(yīng)鏈和庫存管理成本。當(dāng)他們認(rèn)識到碳纖維3D打印是一種替代機(jī)加工金屬部件的可行方法時，這樣BMF就能夠在其業(yè)務(wù)和制造流程中進(jìn)行大幅改進(jìn)。

但這還不是BMF經(jīng)歷的最重大轉(zhuǎn)變，由于對零部件的要求很高，BMF的客戶遍布全球，因此需要經(jīng)常更換易損件，將這些零件運(yùn)到正確位置，有時候會出現(xiàn)物流延遲，而且還會讓客戶大量存儲常用備件。相比之下，既然這些零件都可以直接打印，BMF就可以為客戶提供云數(shù)字存儲，通過云數(shù)字倉庫可以將零件發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的任何3D打印機(jī)上，并在幾小時到幾天內(nèi)根據(jù)需求快速制造零件。這一新流程允許客戶將供應(yīng)鏈風(fēng)險降到最小，大大縮短交付周期及制造成本。

Sandia與能源部和私營部門共同出資，通過在不同的物理模擬中測試柴油噴油器的最佳流量，專注于提高內(nèi)燃機(jī)效率。為了測試柴油噴油器復(fù)雜的內(nèi)部幾何形狀的差異，Sandia依靠第三方直接金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)(DMLS)和CNC服務(wù)，這個過程需要數(shù)月的準(zhǔn)備時間，花費(fèi)近數(shù)萬美元。

Sandia一直在尋找具有成本效益的替代品，為下一代發(fā)動機(jī)提供高精度的不銹鋼部件。Markforged解決方案使Sandia能夠利用17-4 PH不銹鋼材料直接打印復(fù)雜幾何形狀的部件，與第三方DMLS服務(wù)相比，其內(nèi)部的后處理不僅降低了復(fù)雜度，而且更具成本效益。Sandia使用Markforged解決方案現(xiàn)在能夠生產(chǎn)高度復(fù)雜的柴油噴油器，設(shè)計更多高質(zhì)量的迭代實驗。

3D打印讓“為制造而設(shè)計”的概念展現(xiàn)了一種新的能力。傳統(tǒng)的制造方法受到切削工藝、幾何形狀和刀具使用的限制，而增材制造使工程師和設(shè)計師能夠設(shè)計制造出以前認(rèn)為不可能生產(chǎn)出的復(fù)雜幾何形狀和填充結(jié)構(gòu)部件。

開發(fā)具有高強(qiáng)度性能的3D打印材料，為工業(yè)發(fā)展開辟了一個全新的、更高效的制造應(yīng)用領(lǐng)域。連續(xù)碳纖維是Markforged獨(dú)有的超高強(qiáng)度材料，將其鋪設(shè)到Onyx等復(fù)合基材上時，可以生產(chǎn)出強(qiáng)度與6061-T6鋁合金相媲美的零件，但重量確比鋁輕。它具有極高剛度和超高強(qiáng)度，可以采用Markforged 3D打印機(jī)自動鋪設(shè)成各種幾何形狀零件。

3D打印的速度和可重復(fù)性允許用戶快速可靠地實現(xiàn)從原型到最終部件的迭代。

借助支持云的分布式制造模型，可以在需要時在需要的位置快速打印正確的零件，3D打印機(jī)可以放置在不同的地理位置。借助3D打印軟件，存儲在基于云的數(shù)字庫存中，這樣零件就可以發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何3D打印機(jī)上打印，只需一個CAD文件，制造商就可以在內(nèi)部完成零件的制作，消除對第三方的依賴和相關(guān)風(fēng)險。