塑料增材制造车间2019

塑料添加剂制造车间，近期举行的半天活动Amerimold2019年在芝加哥，聚集了模具制造商、技术供应商和提供工业3d打印服务的公司。这些模具制造商、技术和服务提供商对数字建模、设计考虑、AM如何在模具车间中使用、它如何补充注射成型以及AM如何在生产中取得成功提供了见解。

打开塑料车间，加法制造媒体主编Peter Zelinski介绍了设计中心经理Marc Mitchell, Byrne Tool + design和定制模具设计和TeamVantage副总裁Lester Jones。Jones和Mitchell提供了模具制造商和模具制造商如何适应AM以降低成本和交货时间，消除返工和及早发现错误，以保持项目的轨道。

罗克福德，密歇根州为基础Byrne工具+设计在Stratasys Fortus 250 MC FDM机上为其客户提供原型零件，并使用Stratasys Polyjet J750使用实际部分材料生产用于低批量生产的固定装置和3D印刷模具。减少对其客户的市场时间是关键，米切尔解释说，并使用印刷模具进行客户批准以减少甚至消除昂贵的工具变化，可以减少产品发射数周甚至几个月。

该公司在其Stratasys机器上打印的众多例子之一是UL开关按钮的模具。Byrne Tool决定同时启动生产和原型工具，这样打印模具中的零件可以送到UL审批，以减少昂贵的返工。为了创建模具，3d打印的手负载被用于在模压部件中创建下切，钢销钉确保模具半对准，打印的顶出器用于同时推动所有销钉。根据米切尔，创建的原型工具由PolyJet光聚合物数字ABS在J750平行的生产过程中加快了客户的产品推出7周。

另一个项目涉及Byrne工具+设计建设一种新的生产模具，用于深层锥形部件，通过两件式结构利用芯中的共形冷却。根据Mitchell的说法，从传统的制造过程中节省的成本为50％，花了24小时才能打印冷却核心与几乎为期两周的交货时间。

AM如何补充注塑成型?

“我总是在寻找新的东西来学习，我喜欢知识的突破;最后但并非最不重要的是，我喜欢失败，我喜欢摔倒，就像我在滑雪时一样。当你摔倒时，你会受伤，但如果你想要摔倒，摔倒是过程的一部分，你只需要做出反应，”惠普3D打印公司汽车战略和生产开发经理大卫·塔克在演讲中说道。在他看来，模具制造商是非常有创意的，即使增材制造对他们来说是新的，他们也应该考虑如何与AM的业务互补，为他们的客户创造成功。

While explaining HP’s Multi Jet Fusion technology, Tucker used the bulk of his presentation to focus on the question of how AM can complement injection molding, which use cases are appropriate, how the innovation cycle can be sped up and how tooling expenditures can be reduced and controlled using AM. “When tools don’t make economic sense to make, why make them?” he said.

而且，AM是对模具店产品的补充，而不是替代。Tucker强调，工具有业务用例，所以采用与当前技术竞争的东西无助于业务用例。AM应该是一个很大的补充，它应该能够创造新产品。AM还提供了独特的机会，创造零件不遵循注塑规则，如模具流动考虑。AM提供了创造独特设计的机会，专注于部件特性，并利用拓扑优化实现性能突破。

由于时间是每个商店的关键点，摩尔制造商应该采用节省时间的策略。Tucker的建议是看看现有的过程，消除您花费大量时间的一切，看看您的部件和组件，并决定哪些可以作为标准零件购买，而不是在内部制作它们。你需要加速哪些技术？也许冲压，电线切割，弯曲或其他制造工艺。然后想想我可以提供加快制造过程的内容。

塔克补充说:“一旦你建立了AM系统，它就比数控机床更容易操作。”“为添加剂设计并不容易。但是操作机器却是。就像点击打印一样。你不需要太多的知识。此外，AM是企业吸引年轻人才的一个很好的方式。”

进化：准备批量生产？

虽然我提供了模具制造和注塑的巨大机会，但今天的大部分嗡嗡声都是关于产量生产的。但是打印成千上万甚至一百万种生产零件需要什么？Bruce Bradshaw，CMO，Evolve Contive Solutions相信，一家公司可以从注塑生产线旁边的车间坐在车间坐在车间的机器或生产细胞中受益 - 如果在这五个区域的价值链中存在验收和进步：成本，速度，质量，可扩展性和材料。

根据Bradshaw的说法，行业立即抓住了这座表面。用例包括定制的汽车徽章，飞机线束和内饰，定制矫形器或助听器，牙齿对齐器和夹具和夹具的模具，用于制造工具。然而，一些目前对生产的看法阻止了许多运营经理实现了真实的最终使用应用程序。他们认为用AM的零件是昂贵的，缺乏材料和质量，这项技术在工厂楼层上不可扩展且可靠，并且由于礼仪软件难以实现。关于AM采用的其他限制是许多组织内的技能集和流程，高质量成本和慢速速度。

但是，在未来的运营成本模型将与卷转换，Bradshaw表示，单独的硬件对于工厂集成是不够的，它需要标准化：一种易于使用的文件准备和安全存储解决方案，是一种用于模拟和优化的数字双面解决方案作为西门子NX，以及自动化合作伙伴，以创造新的灵活性。

通过STEP(选择性热塑性电子照相工艺)，Evolve提供了一个替代注塑和其他传统制造工艺的可行方案。它为自动化制造和工厂车间集成而设计，允许用户使用生产级热塑性塑料，用于多个行业的批量制造应用，包括消费、汽车、工业和医疗。

EOS:采用聚合物AM技术实现批量生产

Fabian Krauss，EOS的全球业务开发经理还认为，与AM技术的串行生产是可能的，并且该公司可以利用数字工作流解决方案来允许大规模定制。根据Krauss的说法，AM串行生产超过了大规模的原型;原型设计必须快速，简单，即插即用。谈到大系列时，需要考虑总体拥有成本，技术融入生产环境，以及自动化和质量控制问题。

克劳斯引用的一个用例是一家名为Aetrex的公司生产的他称之为“世界上最精确的定制矫正器”。自1946年成立以来，Aetrex一直以舒适的鞋和脚扫描闻名于世。从扫描到接收，3d打印的矫形器可以在两周内生产出来。扫描仪捕获完整的足部数据，并将其发送到EOS打印设备。在那里，它被处理成一个3D CAD绘图，考虑到每个独立的脚在每个区域需要的支持水平。最终的设计将被送入3D打印机，成品将被运送给收件人。

听起来很简单，但过程是高度技术性的。例如，这种材料是专门为Aetrex设计的(它使用可回收材料，可以重新融入生产过程)。应用程序驱动材料;AM的反应和适应，Krauss说，这是材料在添加剂世界不断优化和发展的一种方式。Aetrex在EOS P400机器平台上打印矫形器，该平台可以为个人客户优化流程，并根据Aetrex的要求开发晶格特定扫描策略。EOS还可以提供完整的IQ、OQ、PQ验证，甚至孵化系列生产单元，如Aetrex在德克萨斯州的EOS生产。

在汽车应用领域，AM还可以在中低量生产中节省成本，比如罗尔斯•罗伊斯(Rolls-Royce)，该公司对复杂塑料部件的需求不断增加(每年不到5万个)。据克劳斯介绍，这家豪华汽车制造商3D打印了超过10万个零部件，每一个转移的零部件节省了10-20%的成本。戴姆勒(Daimler)也通过将零部件从实物转移到数字化来优化其售后供应链。Krauss表示，在与EOS Additive Minds合作的过程中，有超过380个组件符合AM的要求，并认为这完全取决于应用和正确的心态。

预测3D：生产3D印刷的实际应用

新的思维方式也是在他的演讲中向大批量生产服务，贾斯汀Swartz，先进制造和技术解决方案总监提供原型制作服务所要求的转型。在过去的24年里，Forecast 3D一直在提供工业3D打印、短期制造和大批量生产服务，同时拥有45台工业3D打印机，以加速企业的产品开发周期。预测使用HP MJF使用尼龙材料，STRATASYS FDM用于低批量生产，具有各种热塑性塑料和SLM（DMLS），用于金属的低批量生产。

虽然原型设计完全是关于创建最佳部分可能的响应转变时间，但生产部件需要可重复，受控的生产流程会满足客户的期望。对于质量控制，预测使用智能，内部流程监控，包括层控制系统（照片分析每个层进行缺陷），传感器监控，熔体池监控和QC编译数据报告。

将HP MJF与注塑成型进行比较，Swartz拉高了比较制造成本的幻灯片。注塑成型需要非常昂贵的模具和工具，MJF不存在。注入机器设定和模具去除时间被消除，因此工具存储的成本也是如此。然而，MJF工艺具有需要解决的缺点，包括某些部件要求，例如表面光洁度，特征精度，尺寸精度和材料范围。

碳3D: AM设计vs.注塑设计

但并不是所有东西都适合AM，也不是所有东西都适合注射成型，Jason Lopes生产开发工程师Carbon在他的报告中说。零件需要注塑或AM设计;但也有不同。注塑设计阶段包括设计部分,设计注塑、建筑工具、测试和精炼它(这可能需要6 - 23周,洛佩斯指出),用3 d打印技术创建部件如碳数字光合成(DLS)只需要DLS的部分设计和设计,印刷和精炼——最多需要四个星期。Lopes说，模具设计对于注射成型来说非常重要，主要的区别在于DLS侧重于零件设计，而注射成型侧重于模具设计。

当然，根据要求，每个人都必须自己选择设计零件注射成型或设计用于添加剂制造。但是存在根本不能注射成型的部件，并且可以在leopes的脚上找到一个例子。他和他的团队在研讨会期间穿着Adidas AlphaEde运动鞋，其中包括一个独特的3D印刷中底几何，具有可变属性，可以改善不同运动的鞋子性能。利用Carbon公司的数字光合成技术，两家公司开发了首个大规模生产流程，使用新型3D打印材料，使之前不可能的鞋底几何形状得以实现。