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知名軟件副總裁談3D打印發(fā)展的三個(gè)階段

發(fā)布時(shí)間:2020-09-15 16:36:11 點(diǎn)擊次數(shù):103

近日,Materialise副總裁兼軟件部門總經(jīng)理StefaanMotte先生回顧了3D打印的歷史,并重點(diǎn)介紹了這項(xiàng)新興技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段以及Materialise如何能一直成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。


讓3D打印可用


對于從早期開始一直關(guān)注3D打印的人來說,這不是一項(xiàng)新技術(shù)。大約三十年前第一臺3D打印機(jī)問世,當(dāng)時(shí)3D打印技術(shù)還在探索初期。我們的首席執(zhí)行官FriedVancraen先生在1990年購買了他的第一臺3D打印機(jī),但他發(fā)現(xiàn)這臺打印機(jī)的打印質(zhì)量并不好,打印高質(zhì)量的部件就更不可能。于是他組建了一個(gè)小團(tuán)隊(duì)開始編寫最初的軟件代碼,讓打印機(jī)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這些代碼便是Magics軟件的起源——當(dāng)前用于為3D打印準(zhǔn)備文件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件。


那么,這個(gè)充滿激情的比利時(shí)團(tuán)隊(duì)試圖打印的第一個(gè)部件是什么呢?當(dāng)然是啤酒杯。這是一個(gè)真實(shí)的故事。那時(shí)候3D打印出典型的比利時(shí)星形啤酒杯是不可能的,這也是我們Magics軟件的第一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí),我們專注于讓3D打印機(jī)變得可用,增強(qiáng)軟件和打印機(jī)之間的連接。隨著更多新設(shè)計(jì)的產(chǎn)生,例如復(fù)雜的、輕量化的結(jié)構(gòu)和仿生形狀,我們又進(jìn)一步開發(fā)軟件,將這些設(shè)計(jì)用3D打印變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。


讓3D打印有意義


在我們和整個(gè)行業(yè)讓3D打印變得可用后,問題很快就變成了:我們?nèi)绾螒?yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)?換句話說:哪些3D打印應(yīng)用是有價(jià)值、有影響力和有意義的?3D打印不僅是“不同的創(chuàng)造方式”,更是“創(chuàng)造不同的方式”。成功應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵在于找到真正受益于3D打印提供的工藝、設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化的應(yīng)用。通過共同創(chuàng)造、深入?yún)f(xié)作的過程,我們幫助企業(yè)找到可以產(chǎn)生實(shí)際業(yè)務(wù)增長的有意義的應(yīng)用。


一個(gè)非常有影響力的案例是3D打印在助聽器行業(yè)的應(yīng)用。在助聽器行業(yè)發(fā)現(xiàn)3D打印的變革力量后,這個(gè)行業(yè)發(fā)生了快速且不可逆轉(zhuǎn)的變化。500天內(nèi),美國超過90%的助聽器公司從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)為3D打印,整個(gè)行業(yè)在短短幾個(gè)月內(nèi)就發(fā)生了顛覆。3D打印對醫(yī)療保健行業(yè)也產(chǎn)生了巨大影響,我們創(chuàng)造了第一個(gè)定制化手術(shù)導(dǎo)板和定制化手術(shù)植入體,改變了人們的生活,并幫助研究人員、工程師和臨床醫(yī)生實(shí)現(xiàn)了理想的治療效果。今天,我們正在利用這些變革的藍(lán)圖實(shí)現(xiàn)眼鏡行業(yè)的轉(zhuǎn)變。我們也看到制造業(yè)企業(yè)越來越多地應(yīng)用3D打印。汽車、航空航天和消費(fèi)品行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者也轉(zhuǎn)向3D打印,因?yàn)樗麄冋J(rèn)識到3D打印帶給現(xiàn)有垂直行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力,以及3D打印在新興市場中創(chuàng)造重要商機(jī)的潛力。


讓3D打印有回報(bào)


至此,我們已經(jīng)證明我們能夠讓3D打印變得可用。新材料的開發(fā)、更好更快的打印機(jī)和更高的自動化程度不斷為3D打印行業(yè)提供新的動力。這有助于將3D打印不僅僅定位為原型技術(shù),同時(shí)也是生產(chǎn)最終產(chǎn)品的一種重要的替代性、補(bǔ)充性制造技術(shù)。我們也已經(jīng)使得3D打印變得有意義,目前我們已經(jīng)找到并開發(fā)出了一些可以真正受益于3D打印變革力量的有意義的應(yīng)用,并且在繼續(xù)尋找新的應(yīng)用。我們的下一個(gè)挑戰(zhàn)是:我們能讓它變得有回報(bào)嗎?


為了使3D打印變得有回報(bào),我們需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)批量制造。我們需要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),使其具有經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)性和盈利性。


面向生產(chǎn)力的軟件


如今,醫(yī)療、航空和汽車行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)正在采用3D打印來生產(chǎn)最終產(chǎn)品。我們的軟件幫助企業(yè)解決主要成本驅(qū)動因素:勞動力、材料和打印機(jī),從而擴(kuò)大其運(yùn)營規(guī)模,提高其盈利能力和生產(chǎn)力。3D打印行業(yè)的現(xiàn)狀是:許多中小型企業(yè)的業(yè)務(wù)勉強(qiáng)收支平衡,賺取利潤十分困難,尤其對于同質(zhì)化產(chǎn)品,競爭尤為激烈,這正是我們的軟件能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用的地方。


一個(gè)杰出的案例是我們的e-StageforMetal軟件,它可以自動為金屬3D打印生成支撐結(jié)構(gòu)。該軟件將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的時(shí)間縮短了90%,將支撐移除的時(shí)間縮短了50%,并使粉末回收率接近100%。另一個(gè)案例是我們用于激光燒結(jié)的自動嵌套功能。它能夠一次多打印25%的部件,從而提高打印機(jī)的生產(chǎn)力。此外,自動嵌套可將人工處理時(shí)間從8小時(shí)減少到40分鐘。


除了自動化,通過使用仿真軟件也可以提高生產(chǎn)力。仿真可幫助操作員通過創(chuàng)建虛擬原型來預(yù)測和分析打印期間部件的行為,從而優(yōu)化打印準(zhǔn)備流程,減少重新打印和打印失敗帶來的高額損失。在將仿真應(yīng)用于我們自己的打印流程中,我們發(fā)現(xiàn):以同等質(zhì)量打印相同的部件能夠提速42%?,F(xiàn)今,金屬部件的打印失敗率為10%至15%,這些部件需要重新打印。而打印失敗的或打印出不合格部件的成本是非常昂貴的,特別是對于金屬3D打印。


讓我們看一組數(shù)字。一臺金屬打印機(jī)運(yùn)行一年通常需要花費(fèi)大約400,000到500,000美元。我們的自動化支撐生成軟件可以降低10%(40,000美元)的成本。增加仿真模塊后的軟件能夠幫助用戶降低打印失敗率,在此前基礎(chǔ)上再節(jié)省數(shù)萬美元,具體取決于部件的幾何形狀。總的來說,軟件可以將打印機(jī)的總成本降低10%或更多。對于能以5%的利潤率運(yùn)行的工廠來說(實(shí)際上并沒有多少工廠能以5%的利潤率運(yùn)行),這意味著是虧損還是盈利。


隨著越來越多的公司正在將3D打印作為一種替代性制造技術(shù),打印服務(wù)機(jī)構(gòu)所面對的成本競爭環(huán)境比以往更激烈。因此,他們正在尋找提升運(yùn)營規(guī)模、提高生產(chǎn)力和降低總成本的方法。軟件,特別是仿真軟件,將幫助他們逐漸降低主要的成本,同時(shí)擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模以滿足未來客戶的需求。