增材製造業務部門對整個公司重要性

專門的增材製造業務部門是指,由公司組建的包含增材製造設計、工藝、流程管控、後處理及質量檢測等在內的,能夠將增材製造引入公司整體業務,提供創新型解決方案,銜接傳統和新型製造工藝,並能為解決公司在當下及未來所遇到的工業化問題提供幫助的部門。

該部門的建立是基於在增材製造長期使用過程中所遇到的,傳統制造從業人員無法理解新型工藝的重要功能,缺乏對現有工藝可能存在的升級改造機會的尋找能力以及對增材製造工藝鏈的複雜性認識不足等問題。

隨著增材製造工藝使用的深入,越來越多的公司認識到專門的業務部門對充分發揮技術優勢的重要性。當前,GE、西門子、波音、大眾汽車、中國航天三院等企業均已成立相關的部門和機構。接下來,筆者總結和介紹專門的增材製造部門所能發揮的重要作用。

一. 提供生產準備戰略

在產品研發階段,增材製造業務部門可為其他部門的不同產品提供原型設計支持,結合新工藝的製造特點最大程度優化產品性能,並快速實現原型製造,可防止流程中斷,加速設計迭代。

在功能部件直接製造方面,增材製造業務部門可提供相關的打印工藝、後處理、材料表徵及產品認證服務。

增材製造中心可提供從原型到最終零部件生產的多種服務

在備件生產方面,零件的數字化是增材製造部門的一項重要任務。通過掃描技術實現難以採購的零件或者已經過時零部件的數字化、現有零部件的數據保存,快速修改並創建產品用於維護和更換。按需製造的模式對於減少庫存和成本具有重要意義。

工裝夾具的開發和生產,可由以前的供應商提供轉為增材製造業務部門實施,由CAD數據直接成型的優勢可大大縮短最終定型所需要的時間,並能規避出錯導致的延誤交貨等諸多不確定因素,併為公司減少極大支出。

二. 尋找應用機會,提供創新性解決方案

傳統制造產業鏈條往往很長,設計及研發部門以機加或注塑的原則進行產品設計和製造,缺乏尋找潛在應用的能力,導致很多應用機會錯失。

專門的增材製造業務部門,既要了解傳統加工的特點,又能深入理解3D打印製造手段,結合產品本身深度挖掘,以增材製造的思維才能找到優化空間,提供創新性的解決方案。

增材製造作為傳統制造手段的必要補充,可以消除傳統制造方法的限制並允許工程師充分發揮其創造力,開闢新的設計可能性,而專門的增材製造業務部門就是要尋找到可優化的位置和空間,幫助將增材製造引入整體業務。

此外,增材製造部門需要與企業內部其他產品部門的工程師合作,快速傳播知識並挖掘潛在的應用機會。

三. 提供系統化的設計、材料、工藝及產品認證工作

作為新型的製造工藝,增材製造所涉及的各方面要素均區別於傳統制造,對增材製造的認識,應該由僅能製造原型轉為最終功能零件製造,在這個過程中所涉及的產品結構優化、原材料檢測、打印工藝開發及後續產品檢測、材料表徵、關鍵應用的相關認證,均需要專門的增材製造人員完成。

增材製造專業服務團隊的責任可能還包括打印機的升級改造,根據特定需求進行的產品開發以及協調公司其他部門的資源、流程和服務。

專業的增材製造業務團隊成員組成並非無跡可尋,它可由公司其他部門的設計、材料、機械製造、控制等人員組建,施以足夠的增材製造相關培訓、經驗積累,可逐漸承擔起相應的責任。

企業案例

GE Additive AddWorks由200多名專門從事工程和製造的成員組成,專業領域覆蓋航空、冶金、材料、設計等多學科。作為GE的諮詢部門,該團隊專門理順將3D打印投入大批量生產所需的一系列複雜流程,提供系統化的解決方案。GE著名的噴油嘴案例即出於該團隊。

西門子增材製造設計實驗室由包括設計、模擬和製造工藝流程專家在內的30人組成,該團隊利用他們的專業知識,和西門子各個業務領域共同研發具體項目。如有必要,他們可以在現場給出建議。

波音為簡化和加速增材製造在整個企業內的應用,成立了增材製造業務單元,通過專門的增材製造生產中心來培訓並獲得合格的增材製造生產能力。整個波音企業的工程師能夠與設計、分析、材料和流程領域的增材製造專家合作,快速傳播知識並通過增材製造技術獲得更廣泛的機會。

END

專門的增材製造業務部門往往是大公司在增材製造研究和實施方面多年實踐經驗的產物。在當今國內增材製造應用發展尚不足的情況下,力圖希望通過3D打印實現產品改造的企業也可以尋求專業3D打印供應商提供解決方案。但從長遠計,應該逐漸著手建立自己內部的增材製造業務部門。設備的投資僅是第一步,專業的團隊才最為重要。


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