专家访谈：APWORKS 首席执行官 Joachim Zettler 关于寻找合适的金属 3D 打印商业案例

如果你从未听说过APWORKS，你可能听说过Light Rider：世界上第一个曾经3D打印的摩托车。 APWORKS 于 2016 年推出这款电动摩托车，因其轻巧的设计、增强的性能和复杂的几何形状而备受赞誉——这是增材制造可以实现的光辉典范。

APWORKS 成立于 2013 年，是从空中客车公司分拆出来的，是金属增材制造解决方案的领先供应商。该公司涵盖了金属增材制造的所有领域，包括零件优化和合格的批量生产。该公司还开发了自己的高强度铝合金 Scalmalloy® 并申请了专利，该合金用于 Light Rider 项目。

最近被空客飞机金属部件的一级供应商Premium AEROTEC（也是空客的子公司）收购，APWORKS服务于广泛的客户群，主要包括航空航天、汽车和机器人产业。

本周，我们与 APWORKS 的首席执行官 Joachim Zettler 进行了交谈，讨论为什么公司需要为 AM 找到合适的商业案例，为什么该技术非常适合汽车行业以及未来会怎样对于整个行业。

你能告诉我一些关于 APWORKS 和你作为一家公司的使命吗？

APWORKS 成立于 2013 年，是空中客车公司的子公司。

去年，我们被航空航天制造供应商Premium AEROTEC收购。 Premium AEROTEC 是空中客车公司的一级供应商，也是世界上最大的航空航天制造商之一。

Premium AEROTEC 非常重视增材制造，因此此举非常自然。虽然这不会改变 APWORKS 内部的任何内容，但我们现在在 Premium AEROTEC 中拥有一个更加以生产为导向的股东。

对于APWORKS，我们的使命仍然相同：我们希望成为我们客户的增材制造工业部件的一站式供应商——而不仅仅是来自受监管行业。例如，汽车也是我们服务的一个相当大的客户群。

我们还认为我们的角色是教育我们的客户，因为我们的客户来找我们时没有任何增材制造方面的知识或经验。

另一方面，对于已经具备一定添加剂知识的客户，我们确保可以帮助他们开发对技术有意义的应用程序。

这包括帮助重新设计和优化组件以及使用增材制造实际生产零件。

我们从事的项目规模差异很大，从小批量生产我们每年生产大约 20,000 件产品的光学行业项目。

这是我们使命的另一部分：为跨行业的添加剂建立商业案例，并成为我们客户的首选合作伙伴。

您提到汽车是 APWORKS 的一个重要行业。汽车行业可以通过哪些方式从增材制造中受益？

如果我们看看赛车运动，甚至像布加迪或法拉利这样的豪华车，该领域的汽车公司通常对缩短交货时间感兴趣，无论是在产品开发阶段还是在一级方程式赛车等备件方案中，他们需要获得高质量功能部件相当快。

除了交货时间，我还要说成本是该行业的另一个问题。

考虑到这一点，问题就变成了如何确保通过添加剂减少交货时间和成本？这很重要，尤其是与传统的制造方式相比时。

零件整合是其中的重要组成部分。例如，这可能意味着能够一次性打印出先前由 10 个独立组件组成的零件。这很棒，因为它减少了质量检查，当然也减少了组装时间。

同时，如果我们设计增材零件，我们需要确保这些组件是优化。这种优化通常会提高性能，而这种改进的性能对于我们的客户来说往往是一个很好的商业案例。

这也是赛车运动一直在关注的：缩短交货时间绝对仍然是主要驱动因素，但这正慢慢被更多的性能驱动问题所取代。令人惊讶的是，当我们为汽车公司重新设计组件时，减轻重量通常不是驱动因素。

您是否发现寻求您服务的公司已经对 AM 有了很好的了解，或者他们真的处于了解该技术可以做什么的开始阶段？

在过去的几年里，这个行业确实发生了变化。

当我们在 2013 年启动 APWORKS 时，我们的大多数客户对该技术的功能知之甚少。

有趣的是，虽然我们仍然有一些客户对 AM 知之甚少，但我们有越来越多的客户意识到该技术的好处以及可以用它做什么。这很好，因为这些客户真正了解商业案例所在——以及如何充分利用增材制造。

对于需要更多添加剂信息的客户来说，这可能是一个耗时的过程。他们需要回到他们的公司，传播添加剂的想法，并尝试寻找对添加剂有意义的合适途径。当然，我们会在此过程中为我们的客户提供支持。

如果非要说一个数字，我会说我们大约 60% 的客户对 AM 非常了解。其他 40% 的人仍然需要接受相当多的教育。

您谈到了为 AM 制定商业案例的重要性。公司可以通过哪些方式为 AM 确定正确的应用程序？

这个问题没有一个答案；这在很大程度上取决于行业和特定应用。

对于我们的客户，我们倾向于从头开始，可以说是一种绿色的方法。所以我们不想知道零件以前是什么样子，或者使用了什么生产方法。相反，我们收集边界条件以尝试提出新的多物理场、具有增强性能的优化设计——这只能通过 3D 打印来实现。

我们的客户通常希望我们缩短交货时间并节省材料。有了这些信息，知道客户想要什么，我们就可以轻松确定是否有商业案例。然后，我们缩小零件选择漏斗的范围，以选择更仔细查看有意义的零件。然后根据这些输入以及各种客户的需求和要求，我们通常会提出一个商业案例。

关于在 AM 方面需要不同的设计方法，已经说了很多。 APWORKS 如何应对增材制造设计的挑战？

首先，我们试图让工程师在增材环境的至少一个学科中表现出色，无论是设计还是生产。

我们还优先考虑培训。我们在工作中提供了大量培训，确保我们将设计能力与您需要的工艺知识相结合，以便进行相应的设计。

因此，我们在 APWORKS 的设置是完全一致的：我们的员工不是只擅长设计，但他们或多或少也有制作背景。无论我们设计什么，我们也可以生产。

我们的许多客户面临的一个挑战是他们的工程师通常不知道如何设计添加剂。这就是为什么我们也尝试将我们拥有的知识转移给我们的客户。

对我们来说，这种方法是有道理的，因为一旦您转移了这些知识，公司通常会回来找您，因为他们知识渊博并且能够更快地行动。

我们认为这是 APWORKS 的一个机会，因为即使在大学中，至少在德国，AM 设计仍然没有被广泛教授，至少在我的知识中没有。

去年，APWORKS 推出了其高强度金属粉末 Scalmalloy®。这种材料有哪些好处——您对未来进一步的材料开发有什么计划吗？

Scalmalloy® 的独特卖点是它结合了高强度和高延展性。通常，您要么使用非常坚固的脆性材料，要么使用相对较弱的韧性材料。 Scalmalloy® 结合了两全其美。

我们有时会收到客户询问我们是否可以开发定制材料。对于 Scalmalloy®，我们非常幸运，因为这种材料准确地展现了我们对高强度铝合金的预期材料特性。

但是，我们通常不会把太多精力放在从头开发新材料上。相反，我们所做的是采用现有材料，例如 Ti6Al4V、AlSi10Mg 和 316L，并使用我们系统的工艺参数针对特定用例定制材料。

这比不断开发全新材料要有效得多。例如，我们能够开发出针对 Ti64 优化的工艺参数，将其极限拉伸强度提高近 30%，同时保持相同的断裂伸长率。这是通过相应地改变工艺参数来实现的。

我们倾向于进行材料开发的方式是这样的：客户带着某个问题来找我们，我们试图找到正确的设计方法来解决这个问题。这种设计方法通常与材料有关。因此，即使我们使用像 Ti64 这样相当标准的材料，我们仍然可以对工艺参数进行试验，以更好地利用材料。

在软件方面，APWORKS 开发了 AMXpert 软件。你能告诉我更多关于这个软件的信息以及你为什么开发它吗？

我们使用的软件有两个主要目的。第一个是为客户提供一种在我们的系统中快速获取报价和报价的方法。

您可以上传几何图形，选择您想要的材料并获得报价，或者您甚至可以立即订购。所以这是一个处理系统。

其次，客户可以使用该软件来筛选他们的零件组合。您可以轻松上传数十万个零件和几何图形。该系统附属于我们的内部知识数据库，其中存储了我们过去五年打印的所有作业。

该数据库包含对我们过去完成的所有作业的分析，包括过去失败的是什么，哪种材料和设计组合有意义，最小壁厚等等。从本质上讲，它伴随着我们在使用 AM 的这些年中学到的所有这些经验教训。

我们允许我们的客户免费使用 AMXpert，因为我们希望在他们的零件选择过程中教育客户，以便他们可以轻松地识别出适合使用添加剂生产的零件。

有什么成功的故事可以分享吗？

不幸的是，我们所做的大部分工作都是保密的。

但是，我们在时尚界做了很多工作。我们还为各种一级方程式车队生产零件，主要用于原型制作，以及机器人行业的零件。汽车工具是另一种流行的应用。

也许我们迄今为止最广为人知的项目是我们在 2016 年开发的 Light Rider 自行车。Light Rider 是世界上第一辆 3D 打印的摩托车，并使用我们的 Scalmalloy® 金属。这是一款轻型电动摩托车，比传统制造的电动摩托车轻 30%。

我们最初打算成为一个有趣的展示，但我们现在有很多客户想要购买摩托车！与往常一样，我们面临的问题是找到商业销售自行车的商业案例，特别是因为它的生产成本非常高。

但谁知道呢，也许几年后你会在街上看到Light Rider。

认证和零件质量问题是业界的两个关键话题。您在 APWORKS 是否也遇到过这些挑战？

我认为该行业仍在解决这些问题的过程中。如果您想在航空航天等高度监管的市场中使用添加剂，则能够满足某些资格标准尤为重要。

大型主机厂都有一定的质量标准，您作为供应商需要满足这些标准。

有时，这些要求来自现有的锻造、铸造和机械加工等技术，但只是简单地应用于 AM，甚至没有想到这可能是一种完全不同的生产方式。这使得它时不时地具有挑战性。

如果您有今天和明天锻造的零件，您想打印它们，那么您当然必须满足与 3D 打印零件相同的材料属性标准，这几乎是不可能的。

但是有了正确的方法和一定的质量知识，它是可以做到的。

随着时间的推移，我们将看到更多的 AM 标准正在开发中。目前的挑战之一是，AM 还没有足够的规则。例如，该行业正在尝试标准化生产流程以及不同的生产方法应该如何运作。这不仅包括机器的工作方式，还包括粉末特征、后处理链的外观、机器操作员应接受的培训等。

对于刚接触金属 3D 打印的人来说，他们如何确定应该为特定应用考虑哪种技术？

对于公司来说，这通常是一个复杂的问题。

作为刚接触增材制造的中小型公司，您可以像大多数其他公司一样这样做——购买一台打印机，或者聘请一家咨询公司来帮助您制造合适的零件和正确的决定。

但是这种方法通常最终会浪费时间和金钱，因为公司还没有首先为 AM 开发商业案例。我们一次又一次地看到这种情况，公司投资 3D 打印机却发现他们没有商业案例，机器上没有负载——他们最终非常失望。

因此，在花钱或投资任何机器之前，我建议公司首先与成功利用 3D 打印帮助盈利的其他人交谈。向已经在该领域取得成功并且对 AM 非常了解的人学习。

您如何看待未来五年增材制造行业的发展？

该行业正在不断发展，并正在走向工业化。

随着行业的工业化，现在出现了如何利用该技术赚钱的问题。它不再是关于研发；这是关于使用该技术制作商业案例。

此外，随着我​​们看到越来越多的客户开始了解 AM，我们坚信该行业正在朝着批量生产的方向发展。事实上，这就是我们每天都在做的事情。

此外，像 APWORKS 这样的大学和公司提供了更多的教育，我们看到越来越多的应用程序从商业角度来看是有意义的。

机器逐年改进的事实对此有帮助。机器的效率和生产力越高，就越容易为您的应用实现商业案例。

也就是说，添加剂将始终是利基应用的生产方法。我不相信它会取代机械加工甚至铸造。

但是如果五年后你再问我这个问题，我会说我们不仅有更多的应用为添加剂，但它已真正成为一种标准化的生产方法，如铸造或机械加工。

最后，2019 年剩下的时间对 APWORKS 有何影响？

到目前为止，我们一直致力于教育我们的客户群，并帮助他们通过增材制造生产和设计优化的零件和产品。这不会改变。

但发生变化的是，作为一家公司，我们变得更加以产品为导向。除了我们为客户所做的生产工作之外，我们还希望专注于发布我们的第一个产品。细节仍然保密，但我们目前正在开发一种以最佳方式使用 AM 的新产品。

我们还专注于扩展。目前 APWORKS 主要在欧洲运营，但我们希望作为一家公司快速扩展。为实现这一目标，我们今年的目标是增加我们在美国的业务，为我们在美国的客户提供现场支持。

要了解有关 APWORKS 的更多信息，请访问： https://apworks.de/

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AMFG 的专家访谈系列展示了帮助塑造增材制造未来的创新公司和个人。有关参与该系列的更多信息，请联系[email protected]。