3D打印正从始至终改变着制造的方式。其中的一些变化是:传统上,生产一个新部件可能需要在模具等工具上进行资本投资,而3D打印只需要一个构建文件和原材料;传统制造业必须处理液体和芯片等废物,而3D打印几乎不会产生废物;在那些可能曾经制造并储存在库存中的部件,可以根据需要3d打印相同的部件。
由于这些变化,生产场所也在发生变化。3D打印技术使得几乎任何地方的生产都成为可能,甚至是在布鲁克林。
自治市区东威廉斯堡区的涂鸦建筑是家巫术制造。,两年历史的启动,在5,000平方英尺的空间内生产聚合物最终用处的部分,其中生产楼层仅占2,000平方英尺。尽管足迹有限,但该公司能够通过3D印刷容量的组合,目前能够在数千个部分中进行批量尺寸的注射成型 - 特别是在内部开发的200多台台式打印机和制造软件的车队。凭借更多的设备和计划的自动化集成,公司希望能够在不久的将来与传统成型的批量串行成型100,000份。
Hardware-Enabled
目前,巫术制造。该公司表示,从1个到1万个零件的批量尺寸,其价格与注塑成型相当,但周转时间更快。这在一定程度上是可以通过大量的3D打印机实现的。该公司在布鲁克林的微型工厂存放了200多台MakerBot Replicator 2 3D打印机,其中两台高摞在定制的架子上,以适应紧凑的生产空间。零件可以印刷在PLA或TPU,在全范围的颜色。
该公司的联合创始人兼首席产品官乔纳森•施瓦茨(Jonathan Schwartz)表示,公司的目标是“大批量生产对尺寸精度没有高端要求的大宗商品零部件”。客户范围从建筑公司订购比例模型,到工业客户需要原型或工业硬件的短期运行,再到营销机构订购数以千计的促销赠品,所有这些打印机都是串联生产的。
Voodoo的选择没有意外。它的四个创始人 - Schwartz,Max Friefeld,Oliver Ortlieb和Patrick Deem均由Makerbot雇用,因此很熟悉这台打印机并充满信心能够生产最终使用质量零件。在微焦点上使用相同的打印机型号有助于确保可靠性并防止任何可能带有更改机器的混淆。拥有这么多也意味着内置冗余;当一个人下降时,可以将作业重新输出到其他打印机中以允许维修或维护。
重要的是,尽管该公司目前从事3D打印生产,但Voodoo并不认为自己是一家3D打印制造商。施瓦茨说:“我们是一家数字制造公司。”他解释说,巫毒实际上是技术不可知论者。该公司的理念是通过正确的经济方式提供服务,而不是忠于任何特定的制造方法。目前,这种方法碰巧是3D打印。
软件驱动
虽然依赖桌面3D打印机的制造业务本身是不寻常的,但也许Voodoo MFG的特征更为重要。是使这款“数字制造”模型可行的软件。拥有几百3D打印机的一件事,但它是另一个能够以有效的方式接收和将作业部署到它们。这就是伏都教的创始人的软件专业知识。
Voodoo的四位创始人中的三位——施瓦茨、弗里菲尔德和奥特利布——在2012年共同创建了他们的第一家公司,一家名为Layer by Layer的3D打印门户网站。当时,有许多在线服务,用户可以购买和销售3D打印设计,但大多数要求客户购买实际的3D模型文件。施瓦茨说,这种设置意味着许多设计师出于对盗版的担忧,在发布设计时非常谨慎,而那些制作这些设计的人也非常昂贵。因此,他和他的合作伙伴开发了一个使用数字版权管理(DRM)软件的平台,使客户的3D打印机能够以一种他们从未真正持有3D模型的方式流媒体文件,从而保护设计师的作品。
Layer by Layer于2014年2月被MakerBot收购,其创始人成为MakerBot的员工。2015年5月,三位创始人加上MakerBot的前并购主管帕特里克·迪姆(Patrick Deem)离职,成立了Voodoo Mfg。在MakerBot的工作使他们四人相信,3D打印高质量的最终使用部件是可能的,因此3D打印成为一项新业务背后的可行技术,该业务将基于在线订购的便捷性和灵活的按需制造。
在没有3D打印和复杂软件的组合,提供从设计文件到生产部件的直接链接的组合,这种在大规模定制中的承诺可能不可行。
离开MakerBot后,创始人不得不从头开始重建他们的大部分软件。他们不仅重新创建了一个类似于Layer by Layer概念的在线订购系统,而且还开发了巫毒操作系统(VOS),施瓦茨称之为操作的“大脑”。VOS现在驱动着业务的各个部分,从管理新订单到控制打印机本身。每个Replicator 2打印机都通过USB连接到这个系统中。
VOS允许Voodoo管理其全部打印机机队,并为不同类型的客户提供各种服务。直接打印选项,优化了速度,使客户能够上传设计,并在短短24小时内制造1至100个单位,这是快速原型或一次性制造场景的一个很好的选择。批量生产的批量尺寸范围为10,000个零件,周转时间为两周,这些零件适用于11.2 × 6 × 6.1英寸的MakerBot Rep2信封。更大的批量尺寸和部件可以通过Voodoo销售部门订购,内部设计团队支持需要设计协助的客户。
Voodoo甚至提供API集成,允许客户进行连接他们的客户直接与Voodoo的Microfactory下订单。随着订单进入,VOS将它们调度到可用的打印机,以便制造可以尽快开始。在最近的API案例中,Voodoo制造了10,000个独特的Dixie独特设计,以便通过Dixie的网站创建和订购的消费者。在没有3D打印和复杂软件的组合,提供从设计文件到生产部件的直接链接的组合,这种在大规模定制中的承诺可能不可行。
通过项目Skywalker自动化
Voodoo的下一个目标是将其运行大小提高到100,000份,同时保持对注塑成型竞争的价格。为了到达那里,公司必须在提高生产力的同时将成本降低90%。它希望在未来两年内实现这一目标,自动化将成为一个重要的推动者。
巫毒教最近推出了天行者计划,这是一个将协作机器人整合到其运作中的三阶段计划。第一阶段已经开始了,最近在巫毒的实验室区域安装了来自万能机器人公司的UR10机械臂。
施瓦茨表示,该模型的价格、易用性和10公斤有效载荷使其成为Voodoo进军自动化领域的最佳选择。UR10是通用机器人公司最大的模型,有六个运动轴,并配备了力传感器,当手臂遇到阻力时——比如说,如果它撞到附近的人——就会停止。这种合作机器人比传统的工业机器人慢,但这种安全特性使它可以在没有笼子的情况下运行,甚至与人类并排运行。
安装在机架与脚轮,巫毒制造。目前,该公司的cobot管理着一组由9个MakerBots组成的群组。这个机器人被设定为负责打印过程的“收获”部分:一旦打印完成,机械手将构建板移出并放在机架上,安装一个新的板,然后按“开始”键再次开始打印循环。
以前,所有这些步骤都将由人工技术人员完成,但现在细胞可以无人看管,开放机会在没有人为监督的情况下在周末或周末运行工作。目前在伏都教的转变每天运行8小时,每周5天,可以随自动化大大扩展的时间。打印机的零件仍然必须从构建板上删除并由人类检查,但委托收获步骤到Cobot将释放技术人员来做更多这项工作。
这个有九个打印机的电池和一个合作机器人只是第一阶段。第二阶段将为合作机器人配备视觉系统,而第三阶段将增加动作。这可能意味着将机器人安装到轨道系统上,或将它们与自动化车辆集成以获得更大的灵活性。最终,Voodoo展望未来,每个合作机器人将管理多达100台打印机。机器人的角色也有可能超越收割;施瓦茨说,例如,合作机器人可以接管打印机灯丝的填充工作。
承受不了Microfactory
自动化本身不会降低成本,尽管它会有所帮助。全面的战略将需要削减开支和同时发展业务的结合。例如,一个潜在的增长领域可能包括增加营销努力以赢得客户,特别是那些来自制造业以外的客户,比如营销和活动策划公司。
未来的变化可能还包括技术的转变。到目前为止,3D打印一直是Voodoo生产的最佳选择,但灯丝的材料成本仍然高于注射成型的颗粒。该公司计划随着产量的增加,一次购买更多的灯丝来节省资金,并希望看到更多的供应商参与灯丝的生产,这应该有助于降低成本。
增加或改变生产过程是另一种可能。Voodoo实验室的一部分实际上是用来测试其他3D打印技术的。该业务可以增加或转换为另一种3D打印方法,或集成流程,如激光切割或数控加工。事实上,公司的会计方法甚至支持这一点;施瓦茨表示,公司的会计部门采用了24个月的时间框架,而不是像通常那样在7年时间内折旧打印机。这意味着如果需要,任何设备都可以在两年后逐步淘汰。
身体的成长也是一个问题。拥有200多台打印机、办公空间、灯丝存储器、零件加工区、实验室和21名全职员工,Voodoo 5000平方英尺的微型工厂开始感到拥挤。施瓦茨说,公司很快就需要搬迁,但计划是留在纽约地区。Voodoo的许多客户都在这个城市,离得近有助于加快送货速度。此外,该公司还拥有大量的人才,可以胜任即将招聘的职位(如软件开发人员、3D美工和自动化工程师等)。虽然Voodoo目前的位置仍有一些增长空间(例如,大楼的高天花板可以容纳更多排的打印机),但即将增加的更多机器和员工可能意味着该公司在未来6到12个月内将采取行动。