帮助您的公司在增材制造方面取得成功的 5 个技巧
您是否已采用增材制造进行生产或希望尽快这样做？我们分享了 5 个帮助您成功的技巧。
增材制造已成为生产的关键制造方法。根据捷普最近的一项调查，超过 55% 的公司正在使用 3D 打印技术生产至少 25% 的功能或最终用途部件。
但是，您如何才能充分利用该技术并确保您的增材生产可以扩展？
在我们深入探讨采用增材制造的公司在增材生产过程中应该考虑的因素之前，让我们首先探讨一下是什么让增材制造对生产具有吸引力。
对于希望采用更敏捷制造的公司，增材制造为按需生产提供了一种经济高效的解决方案。该技术可用于在需要时制造工具和备件，从而减少维持库存过剩的需要。
另请阅读： 为什么公司应该采用分布式增材制造？
此外，对于探索新设计方法的公司而言，3D 打印扩展了设计的可能性。复杂的几何形状，例如晶格结构，可以通过 3D 打印来创建其他技术无法生产的组件。
此外，3D 打印使大规模定制成为可能。在以大批量、大批量生产为标准的传统制造中，小批量生产定制产品的成本高得令人望而却步。 3D 打印使制造商能够绕过高昂的工装成本，从而更快、更经济地生产定制零件。
另请阅读： 3D 打印和大规模定制：我们今天在哪里？
幸运的是，开始增材制造之旅并不一定意味着要立即对该技术进行大量投资或重塑当前的商业模式。成功的增材制造之旅始于研究增材制造能力，并逐渐将技术融入现有流程。
下面，我们将分享 5 个可操作的提示，以帮助您在旅程中取得成功并确保您的 AM 运营可以扩展。
鉴于公司在实施 AM 时面临的所有挑战，考虑在多个方面采用 AM 是有用的。
根据 AM 服务和培训提供商 3DGBIRE 的 Steven Taylor 的说法，公司需要一系列技能才能成功使用工业 3D 打印，包括：
仅关注一个领域，例如机器，可能不足以让您在 AM 中达到需要的位置。
同样，来自 AM 工程咨询公司 The Global Barnes Advisors 的 John Barnes 强调了从几个角度看待 AM 采用的重要性：“在 TBGA，我们使用 4-Lens 方法来制定实施 AM 的计划，其中包括机器、材料、数字和人。在这种综合方法中，我们可以确保不会遗漏任何内容，例如数字工作流程以及提升和培训人员的需求。”
然而，在进入培训和数字化工作流程之前，公司应该对他们想要用 AM 生产什么东西充满信心，这让我们进入下一点：了解转向增材制造的意义所在。
您是否有可以从重新设计中受益的旧零件？或者您目前是否在储备可以按需生产的低需求零件？这只是考虑使用增材制造代替传统生产方法的两个原因。
BRC汽车就是这样做的。这家汽车设计公司与增材制造专家 3T RPD 合作，使用增材制造为其 VW VR6 12v 发动机生产定制进气歧管。
这些和其他小批量、复杂的零件通常会注射成型或铸造，从而导致高成本。此外，设计师能够包括其他制造方法无法实现的设计特征。
正如本案例研究所示，在确定贵公司对该技术的潜在应用时，检查您的产品组合是关键步骤。
利用 AM 的其他方法包括制造通常小批量生产的零件，或需要高度定制的组件，而传统制造在经济上不可行。
当然，并非所有零件都会从增材制造中受益——这就是为什么识别潜在应用是关键。如果您的设计过于昂贵，或者制造起来过于复杂，那么 AM 可能是正确的选择。相比之下，在需要大批量的情况下，最好考虑注塑成型。
但是，您如何才能最好地将识别对 AM 有益的产品的过程与开发其他重要的 AM 技能的过程结合起来呢？
这就是卓越中心出现的地方。
另请阅读：3D 打印的工业应用：终极指南
建立卓越中心 (CoE) 是管理公司采用和集成增材制造的好方法。
CoE 可以定义为为支持业务目标并推动贵公司在某个领域的专业知识而设立的团队或设施——在这种情况下，是增材制造。您的 CoE 将是找到最佳用例和实践并将其传播到整个组织的关键。
组建这样一个团队需要关键利益相关者的投入，包括生产人员和工程师。当然，这并非没有挑战，尤其是因为 AM 与传统制造技术有很大不同。这意味着重新思考设计、生产和供应链管理的传统方法。
这意味着您的 CoE 还应该专注于培养一种新的组织思维方式，这将有助于接受 AM 提供的新制造和商业模式。
世伟洛克是一家已经确定文化转变的重要性的公司，除了成功集成 AM 的流程变化之外。这家美国公司生产大批量的气体和流体系统组件，在减材制造方法方面具有广泛的能力。
然而，该公司已经确定了可以使用增材制造来克服这些传统方法的局限性的领域，例如在其蒸汽跟踪球阀的生产中。在 SME 举办的一次会议上，世伟洛克的演讲重点介绍了改变公司文化的重要性及其对创建“多方面增材制造战略”的承诺。
发展您的员工队伍将是您卓越中心的另一部分。由于绝大多数制造商将缺乏知识作为他们采用 AM 的主要障碍，因此在内部开发人才库变得越来越重要。
“我们往往忘记了人是 AM 的关键资源，而不是设备。通常，培训是在 AM 中取得成功的一个组成部分 .”
约翰·巴恩斯
发展卓越中心也不仅限于大公司。中小企业同样可以利用这种方法，尤其是在实施 AM 战略时。例如，利用教育计划可能是一个很好的起点。
例如，普渡大学和巴恩斯全球顾问 (TBGA) 开发了两个 AM 证书课程，旨在为参与者提供 AM 技能的基本知识。
尽管存在挑战，但建立 CoE 将大大增加成功提高您在 AM 方面的知识和专业知识的机会，同时开发使用该技术的最佳实践。
与大学和研究机构建立合作关系是促进组织内采用 AM 的另一种方式。
这种伙伴关系是互惠互利的。一方面，公司可以获得更多的前沿研究和科学人才。另一方面，大学能够获得资金支持和研究合作伙伴。
一个例子是 Proto Precision Manufacturing Solutions，这是一家专门从事金属制造的美国公司。看到金属 3D 打印技术的进步，该公司决定挖掘其潜力。
然而，对于像 Proto Precision 这样相对较小的公司来说，购买金属 3D 打印机并不是一个可行的选择。
出于这个原因，公司在 2018 年与俄亥俄州立大学的卓越设计与制造中心 (CDME) 签署了合作协议。合作背后的目标是帮助 Proto Precision 开发其金属 3D 打印能力。
CDME 在一个大学实验室内拥有一系列金属 3D 打印技术，从粘合剂喷射到粉末床融合。通过使用高端 3D 打印机和 CDME 在 AM 方面的专业知识，Proto Precision 能够快速将金属 3D 打印技术集成到他们的运营中，以满足其不断增长的客户群的需求。
这只是工业界和学术界的联合力量如何加速创新的一个例子。
除此之外，希望将增材制造融入生产但缺乏必要技能的公司可以求助于大学进行劳动力发展。
鉴于现有的 AM 技能差距，与大学（尤其是那些开设 AM 教育计划或培训课程的大学）建立更牢固的关系是一种可以产生巨大成果的有益模式。
最后，当您开始在内部开发 AM 生产能力时，另一个需要考虑的重要事项是您如何实现可重复性。
在 AM 中不容易实现可重复的质量。
大多数 AM 技术需要全面的构建设置，以确保零件完成打印过程并可以进行后处理。正如大多数 AM 用户所知，这有时说起来容易做起来难，因为面对零件到零件和机器到机器的变化和不一致的情况并不少见。
一种方法是收集尽可能多的数据，这可以提供对 3D 打印过程的洞察，并使用这些数据来优化过程。
建立闭环控制系统被认为是提高 AM 可重复性的最有效方法。
一个闭环控制系统包括三个步骤：首先是通过模拟进行构建规划；二是机器和过程监控；最后，使用收集到的数据来分析打印过程并调整系统以防止构建失败并确保可重复性。
建立这样一个系统将需要机器之间的高度连接以及协调这些过程的能力。
这是您需要开始考虑事物的数字方面的地方。安装一个支持有效收集和处理数据并促进透明度和问责制的数字系统，是 3D 打印具有可靠、一致结果的零件所必需的。
例如，Bowman Additive Production 专门使用 AM 生产轴承。由于 AM 专家每天处理多个项目，因此使用 Excel 等工具在请求、生产和后处理阶段保持对零件和生产要求的清晰概览将具有挑战性。
使用专门的 AM 软件使该公司能够收集 3D 打印订单数据，通过生产和后处理跟踪零件，并以数字方式协调所有步骤。因此，Bowman AP 集中了数据并建立了支持可重复性的简化流程。
所以这里的要点是，您应该尽早开始考虑如何管理您的 AM 生产。如果没有为增材制造开发的专门解决方案，如增材制造 MES 和机器集成，您将面临过程复杂性增加的风险。这将使实现高水平的可重复性具有挑战性，并将影响整体扩展能力。
正如高性能 AM-ready 材料的领先供应商 Solvay 的 Brian Alexander 总结的那样，“如果您对将 AM 用作可行的生产过程是现实的，您需要将材料、打印机/工艺和设计相结合才能取得成功，否则您的零件性能、质量和一致性将远低于传统制造。”
因此，找到 AM 增加价值的领域。探索可用的技术，优先考虑最能满足您需求的技术。利用研究机构和咨询公司提供的培训和教育机会。
最后，开始制定实施战略——以您的卓越中心为焦点。
这些步骤将帮助您逐步建立自己的使用高级增材制造的专业知识。 
为什么要采用工业3D打印？
3D 打印技术在各行各业的发展表明，无论大小，公司都可以通过多种方式从 3D 打印中受益。 按需制造
设计创新
大规模定制
许多公司仍然犹豫
尽管有好处，但许多公司仍对采用增材制造犹豫不决。对于资源有限且投资前景令人生畏的中小型公司而言尤其如此。 增材制造成功的 5 种方法
#1 在多个方面培养 AM 专业知识
#2 确定可以从 AM 中受益的应用
#3 建立自己的卓越中心
#4 与大学和研究机构合作
#5 专注于可重复性和流程复杂性的最小化
从大处着眼，从小处着手，快速扩展
采用任何新技术都可能令人生畏，而且并非没有风险。然而，增材制造的长期收益远远超过所需的初始时间和投资。
3D打印