如果一家公司專注于注塑成型，那么其工作量將是巨大的张鸟。而在采用增材制造技術(shù)后首潮，所有的工作量將不再成為問(wèn)題，并且還能進(jìn)一步擴(kuò)大其業(yè)務(wù)范圍留旱。

Thogus是一家位于Ohio州Avon Lake市的注塑成型企業(yè)刹造，曾經(jīng)它與醫(yī)療器械制造商之間沒(méi)有任何業(yè)務(wù)聯(lián)系。但現(xiàn)在情況已經(jīng)改變了格你。一家生產(chǎn)醫(yī)用CT掃描儀的公司每年生產(chǎn)的設(shè)備不超過(guò)幾百臺(tái)劫欣。這些設(shè)備許多元件的需求量都很小。這對(duì)于需要一定產(chǎn)量才能制造模具的注塑成型企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)問(wèn)題述逾。因此盹清，盡管熱塑性材料是非常理想的選擇，但Thogus公司也并不是這項(xiàng)業(yè)務(wù)的候選企業(yè)殴客。CT掃描儀生產(chǎn)商只能通過(guò)機(jī)加工車間來(lái)制造這些小批量的部件曾辙。

然而，近期Thogus公司增強(qiáng)了其生產(chǎn)制造能力傀铃。隨之而來(lái)的是糕米，該公司能夠重新定義其業(yè)務(wù)范圍。Thogus公司仍就是一家塑料制造企業(yè)茫经，但是今天除了采用注塑成型外巷波，該公司還能夠提供利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的塑料部件。具體來(lái)說(shuō)卸伞，就是通過(guò)熔融沉積成型（FDM）在Stratasys公司的設(shè)備上直接制造部件抹镊。之前Thogus公司局限于注塑成型時(shí)，其最小可行訂單量為幾萬(wàn)件荤傲。而采用增材制造技術(shù)后垮耳，最小可行訂單量?jī)H為1件。正是因?yàn)檫@種變革遂黍，CT掃描儀生產(chǎn)商除了機(jī)床加工之外终佛，現(xiàn)在有了其他的選擇。

圖1 圖中所示為通過(guò)增材制造技術(shù)生產(chǎn)的末端工具雾家，該部件的需求量?jī)H為10個(gè)查蓉，

過(guò)去如此小的產(chǎn)量Thogus公司無(wú)法承接

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

Thogus公司總裁Matt Hlavin先生大約在10年前就開(kāi)始關(guān)注采用融合材料層制造部件的設(shè)備乌询。他對(duì)Stratasys公司的熔融沉積成型工藝尤其感興趣，原因是該公司設(shè)備所生產(chǎn)的部件與Thogus公司使用常規(guī)模具生產(chǎn)的部件非常相似豌研。Thogus公司的第一臺(tái)熔融沉積成型設(shè)備購(gòu)買于經(jīng)濟(jì)衰退的2009年年初妹田。設(shè)備到達(dá)后浙踢，提供的不僅是一種潛在的工作方式装蓬，更是一臺(tái)原型制造的工具，這使得該公司深感其前景的巨大相誓。在一個(gè)月內(nèi)禽忧，Thogus公司就賺回了這臺(tái)設(shè)備的投資寓吼，并購(gòu)買了第二臺(tái)熔融沉積設(shè)備。

“設(shè)備投資是未來(lái)更大戰(zhàn)略的一部分衙乡≈紊”Hlavin先生說(shuō)。他的公司不再只是一家制造企業(yè)箱歪，也不再僅是生產(chǎn)大型部件供應(yīng)客戶〕迷茫現(xiàn)在Thogus公司是一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)合作伙伴±扛啵“我們是一家能夠提供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的公司委蒿。”Hlavin先生說(shuō)歹朵，“而增材制造技術(shù)所提供的模型和短期生產(chǎn)能力是這種商業(yè)模式成功的一個(gè)重要因素黎人。”

圖2 Thogus公司已經(jīng)變身成為一家產(chǎn)品開(kāi)發(fā)公司

另一個(gè)重要因素是工程技術(shù)人員挠说。Thogus公司一直在以比增添熔融沉積成型設(shè)備更快的速度增加工程師澡谭。該公司的化學(xué)工程師、機(jī)械工程師损俭、生物醫(yī)藥工程師等約15人蛙奖，占公司員工人數(shù)的1/6。此外撩炊，公司的30臺(tái)注塑成型設(shè)備現(xiàn)在主要用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)∑槁觯“工程技術(shù)人員+增材制造技術(shù)+生產(chǎn)能力”使得Thogus公司可以支持一個(gè)客戶從新部件的最初概念性試產(chǎn)直至成批生產(chǎn)的全過(guò)程拧咳。

“2008年開(kāi)始的經(jīng)濟(jì)衰退不同于2001年∏糇疲”Hlavin先生說(shuō)骆膝，“很多公司在上一次經(jīng)濟(jì)衰退期就砍掉了他們的內(nèi)部產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門，后來(lái)又重新上馬灶体。在最近這次經(jīng)濟(jì)衰退中他們又再次砍掉阅签，但還沒(méi)有重新上馬掐暮。而Thogus公司現(xiàn)在能夠滿足這一需求×行颍”

圖3 增材制造設(shè)備是Thogus公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵

增材制造技術(shù)的應(yīng)用

Thogus公司現(xiàn)在擁有5臺(tái)不同規(guī)格型號(hào)的Stratasys熔融沉積成型設(shè)備碧爬。這些設(shè)備在添加工藝車間內(nèi)運(yùn)行。他們不僅被用于短期生產(chǎn)部件睹肝，也被用于短期生產(chǎn)模具旺胳。50件的訂單可通過(guò)直接生產(chǎn)來(lái)完成，而500件或5000件的訂單則可以使用FDM生產(chǎn)的模具画柜，通過(guò)注塑成型制造完成捞蹈。以最近的一個(gè)丙烯部件為例，僅需15h就可以制造完成其FDM模具围杉，之后利用該模具在注塑成型設(shè)備中可生產(chǎn)15000個(gè)部件钧鸳。Thogus公司也持續(xù)尋找供自己使用的增材制造產(chǎn)品」哉常客戶定制的5S陰影板正在用這種方法制造搓睦。注塑成型操作人員沒(méi)有足夠的時(shí)間尋找所需的頂出桿，因此該公司采用增材制造工藝生產(chǎn)這些頂出桿谋啃，并用于成型設(shè)備中舰绘。當(dāng)要對(duì)輸送帶進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，使其能夠引導(dǎo)小部件進(jìn)入下面的一個(gè)容器中葱椭，其中所需要的導(dǎo)向支架就可以利用FDM進(jìn)行快速制造捂寿。

圖4 FDM能夠快速生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，也能夠制造用于大批量鏡頭生產(chǎn)的模具

Thogus公司內(nèi)部使用增材制造技術(shù)主要用于裝載機(jī)器人臂端工具的生產(chǎn)孵运。對(duì)于注塑成型設(shè)備而言秦陋，自動(dòng)化是指采用夾具或其他客戶定制的工具。Thogus公司曾經(jīng)依賴于工程公司和一個(gè)機(jī)械車間制造這些工具≈伪浚現(xiàn)在該公司擁有了工程技術(shù)人員和增材制造能力驳概，可自行設(shè)計(jì)其臂端工具，并利用增材制造設(shè)備生產(chǎn)旷赖。

圖5 增材制造用于支持Thogus公司的自有設(shè)備顺又，車間中裝載機(jī)器人的臂端工具現(xiàn)在就是通過(guò)FDM生產(chǎn)制造的

金屬模具

Hlavin先生表示，Thogus公司的下一步計(jì)劃是利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)金屬模具等孵。他們已經(jīng)開(kāi)始利用直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行模具的生產(chǎn)試驗(yàn)稚照。如果這些試驗(yàn)成功，Thogus公司將購(gòu)置自己的直接金屬激光燒結(jié)設(shè)備俯萌。

圖6 脫模桿也通過(guò)FDM機(jī)床進(jìn)行制造

這臺(tái)設(shè)備可能會(huì)輔以兩臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工果录，這種方案對(duì)Thogus公司而言是可行的，以實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)期生產(chǎn)成型模具的制造能力。通過(guò)以這種方法探索增材制造的可能性咖雀，Thogus公司將會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展其業(yè)務(wù)范圍擎势。

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