3D 打印推动精益制造从优秀走向卓越

最近，我们的 3D 打印小组在纽约和宾夕法尼亚州举办了主题为“智能制造：添加剂是新的第四次转变”的研讨会。通过创建这些演示文稿，我们有机会深入了解当今世界的制造业，并思考 3D 打印如何产生最大的影响。

2018年制造业

看看今天的制造业，你不禁感到惊讶。在我们的现代世界中，我们能够购买这么多不同的产品，真是令人难以置信。你能想象一个产品在你最终购买之前的旅程吗？

让我们看一些简单的东西：一把剪刀。金属刀片必须从地下开采的铁矿石转化为钢。这种钢材必须经过机加工和磨锐成合适形状的刀片。钢以一种单独的方法使用和加工来制造螺钉，使刀片可以相互移动。石油从地下抽取并提炼成塑料颗粒。这些塑料颗粒被加热并在压力下被推入钢制注塑模具中以塑造手柄。手柄、刀片和螺丝以这样的方式组装在一起，创造了一个功能性的切割工具。

制造效率

如果这本身还不够令人印象深刻，那么这个过程会发生数百万次，并且这些装置被运往世界各地。过程成本保持得足够低，你我可以在商店里花一美元买剪刀，所有努力制作这些剪刀的各方都赚钱了（希望如此）。

你能想象创建这些剪刀的每个工具和组件需要多少时间吗？更复杂的事情呢？烤面包机、智能手机和汽车都明显要复杂得多，但如今这些产品都是以消费者可以承受的价格制造和提供给消费者的。当这些产品可以更有效地组装时，每个人都是赢家。公司的利润可以增加，而产品对公众来说更负担得起。我们如何才能采用令人难以置信的制造工艺并使它们变得更好？ 3D 打印在实现这一目标方面可以发挥什么作用？

制造方法

有许多不同的方法可以使制造更精简并努力优化。人们普遍认为丰田开创了精益制造的第一种方法，旨在有意识地瞄准并消除过度负担、不一致和浪费。 3D 打印可以帮助消除浪费的三个方面是运动、过度处理和缺陷。

1.运动浪费

当一件设备或一个人需要移动得比完成任务所需的更远时，就会发生运动浪费。 3D 打印可用于创建自定义工具架、抽屉整理器和整理箱，让工作人员尽可能接近所需的一切。因为这些项目是为制造环境或工作站定制设计的，所以它们比现成的选项更有价值。如果使用传统机加工制造此类定制产品，库存材料和机器时间加起来将使它们比 3D 打印产品贵得多。

2.过度加工的浪费

在设计辅助制造过程的工具时，最有可能发生过度加工浪费。由于使用传统铣削或车削操作可以轻松切割哪些形状的限制，设计师需要问“我将如何制造这个零件？”在设计的每一分钟。在设计要通过 3D 打印制造的工具时，问题会变成“我希望这部分完成什么？”由于 3D 打印的增材特性，通常可以将五个或更多常规制造部件组合成一个单一的增材制造部件，以完成相同的任务。

3.缺陷造成的浪费

缺陷造成的浪费归结为多种因素，但 3D 打印可以提供帮助的最大方式之一是检查零件。我们已经看到许多制造客户创建了具有成本效益的测量或“通过/不通过”量具，使他们能够更加关注检查工作的细节。通过 3D 打印经济高效的测量仪，制造商能够更频繁地检查更多零件，从而减少因错误而报废的产品。当零件能够在制造过程的不同点进行检查时，可以更容易地查明工具或加工问题。

现代制造是一个令人难以置信的过程，当产品在商店或网上很好地展示给我们而没有讲述其起源的完整故事时，很容易被遗忘。将伟大的制造过程置于功能性过程之上的原因通常是对过程每个步骤的细节的高度关注，寻找减少浪费和优化工作流程的小方法。由于企业在其制造过程中每次操作可以节省几秒钟时间，如果乘以一年中的数十万个零件，那么与该时间相关的资金可能会非常可观。 3D 打印可以成为创建实现这些变化所需的物理部件的绝佳工具。

标签：3D 打印、量具、精益制造、材料、零件检验、生产