便于与客户更好沟通的3D打印技术

添加技术帮助一家模具制造商建立了与客户之间更好的沟通联系，并创建了一项具有更高生产效率的设计工艺。

模具制造商必须将自己看作是客户的合作伙伴，以便使其早期供应商参与其业务，并赢得竞争优势。这意味着在产品设计过程中模具制造商必须与客户很好地合作，以确保产品的最佳制造性能、质量、生产成本和模具的交货期。

这种合作策略简化了设计工艺，其效率超过了传统的方法，因为采用传统的方法只有当最终的设计方案确定之后才能参加投标，而制造商只有在模具的制造过程中才会发现费用高昂的制造问题。在这里，相互之间的沟通联络是一个必不可少的关键因素，并且有多种技术可以用来帮助提高模具制造商及其客户之间的沟通联系。其中一项极为流行的技术就是3D打印技术，Michigan州Warren市的Proper国际集团就是这样一个已经成功将这一技术应用于实际工作之中的模具制造商。

Proper国际集团已在汽车行业建立了一个小规模的模具生产基地，尤其是在照明模具、内饰纺织品模具、镀铬和高清晰度产品和多材料模具、玻璃封装模具和叠层模具的生产方面表现优异。

在该公司内的模具生产部门有一个设计实验室和一个由工程技术人员组成的团队，配置有最新的CAD/CAM/CAE软件，为其客户设计、制订和执行创新的解决方案。这里正是充分发挥3D打印技术作用的地方。

正确发挥3D打印技术的作用

3D打印机是一个车间整体CAD系统的主要延伸工具，是整个设计工艺中不可或缺的重要组成部分。3D打印技术是专门为接近工作站和网络而设计的，很像一台标准的激光打印机，按照3D打印设备制造商Stratasys公司技术联络经理Joe Hiemenz先生的说法：“3D打印技术为创建概念和工作模型提供了一种快速的低成本替代方法。”

3D打印技术是采用一台材料打印机，由数码文件创建成目标对象的过程。这是一种低成本且易于使用的打印设备，能够以特别快速的形式创建原型。其另一个优点是，该打印机可放置在设计师和工程师非常容易接近的地方，使他们能够高效、快速地完成工作任务。

按照Proper国际集团销售和市场营销副总裁Joe Grippe先生的说法，由于该公司希望扩大其为现有客户的服务范围，它们发现3D打印技术将有助于公司向上游发展，以便于更早地深入到客户的工作项目之中。Proper国际集团拥有一台从Stratasys公司引进的3D打印机。这台打印机是专门为其设计实验室采购的，主要用于该公司工程技术人员在与客户早期工作时审核数据和前端可行性分析。

该3D打印机采用熔融式沉积造型工艺（FDM），这是一种由Stratasys公司申请专利的添加式生产工艺，利用来自CAD文件的数据，逐层制造塑料零件。“在使用FDM工艺的过程中，塑料细丝被送入到挤出加工头上，同时将其加热到半流质状态。”Hiemenz先生解释说，“然后随同由CAD文件确定的刀具路径，通过该加工头精确地以0.005in（1in=25.4mm）的厚度，将材料逐层沉积成型。该模型是从底部开始成型制造的，每次增加一层。”

这种工艺可以创建概念模型、功能性原型或由工程热塑材料生产的零件，例如ABS（丙烯腈）、聚碳酸酯、聚芳砜、混合型以及医疗类和聚醚酰亚胺等热塑材料。

“通过FDM工艺制造的塑料件具有足够的韧性，可耐受抛光打磨、油漆、钻孔、组装和测试，然后就可以安装在产品中销售了。”Hiemenz先生说，“FDM添加式制造系统也可用于创建硅胶模具的工具模型和原版模型。FDM工艺通常被用来制造工具，例如工装夹具等，以及零部件生产。”

按照Proper国际集团工程经理Jim Lake先生的说法，其最大的限制是所创建的零件尺寸会受到很大的影响。Proper国际集团专门从事大、中型复杂模具的生产。在大多数情况下，由该公司模具所制造的零件的大小都会超过3D打印机的尺寸限制，因此该公司制作了1/2或1/4比例的3D打印图纸。

打印过程

Proper国际集团表示，3D打印机易于安装，并适于在办公室环境中使用。在3D打印机中创建的大部分零件，一般在晚上开始生产，第二天完成任务。这使得在生产一个零件时（例如生产汽车大灯/尾灯的元件或HVAC暖通零件或控制台零件时）可能模具的加工条件较差，需要在设计中修正解决。在向客户解释正确的选择方案时，拥有一个实际的物理零件是非常有用的。

“通过减少工程设计的变化和缩短上市时间，迅速优化其形式、适应性和功能性可以对生产成本产生决定性的影响。”Hiemenz先生说，“这对于那些拥有3D打印机作为他们设计工艺中一个重要组成部分的模具制造商来说，将成为一个独特的竞争优势。”

Gripper先生解释说：“我们所经营的产品，其几何形状变得越来越复杂。有时，通过图纸或3D CAD方式来传输某些想法或概念是很不够的。凡是能够用物理方式显示设计意图的地方，提供一个快速的数字化样机，对获得正确的设计和从各方购入是非常关键的。归根结底，一个数字化样机可以减少重复设计，缩短完成整个设计所需的时间。”

打印的可能性

“3D打印技术使我们能够与那些可能无CAD知识或无法接近CAD数据的客户进行更清晰明确的交流。”Grippe先生说，“为了能够把握与其看起来相反的物理零件，可以帮助他们更好地了解我们正在讨论的实际情况和实质性的问题。”虽然Proper国际集团不直接推销3D印刷技术和印刷能力，但该公司将这种能力看作其一项增值服务，以便增强竞争能力。

外包加工/内部生产之间的辩论

是否需要拥有您自己的3D打印机或通过外包服务解决，必须在一个坚实的业务基础上作出决策。按照Stratasys公司Joe Hiemenz先生的说法，如果将服务供应商的成本与内部3D打印的成本比较，会存在许多变数，通过比较如果一个公司每星期将一个相对比较简单的零件发送到一家外部服务供应商那里，其几个月下来的开销就可以买一台3D打印机，同时还能够达到内部控制和保密的目的。

Grippe先生认为，零件的复杂程度将影响到使用3D打印技术是否具有实际意义的问题。“如果贵公司不是一家经营复杂几何形状和复杂零件的模具制造商，那么采用3D打印机可能对贵公司就没有什么价值。” Grippe先生说，“然而，如果贵公司经营复杂的零件，包括其数据和模压成型条件，那么有了物理零件之后，对您与您的客户进行业务联系是很有价值的。”