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不可不知的五大“秘密”之3D打印后处理成本

2016-11-04

  3D打印的优势无可否认,但谈到后处理成本,往往成了一大“头疼事”。

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  不久前,美国波士顿的初创企业Rize刚刚推出了一款工业级桌面3D打印机Rize One,号称打印产品完全不需要后处理就能直接使用。正是凭借这一大亮点,Rize One迅速钓到了很多3D打印应用企业的胃口。在开展调研之前,Rize公司首席行政官Frank Marangell认为,快速成型技术和材料的创新程度依次体现为:强度、表面精度、色彩、零后处理、环保。

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  而真正调研之后,这位曾任Stratasys营运副总裁、现任Rize首席行政官的资深从业者,突然觉得真正关键的应当是后处理这个环节——采用快速原型的人群中大部分是用在夹具和模具制造,而这些人都渴望一个可以帮助他们快速完成后处理的方案。

  FDM工艺需求的后处理是相对简单的,但是也要去除支撑结构,然后打磨抛光或喷涂:

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  一个3D打印模型可能需要花半天时间浸泡在氢氧化钠溶液里,以去除支撑材料。

  FDM后处理不仅对环境有害,对操作人员来说也很煎熬。你必须得戴上手套、用上钳子。但是这样进行后处理后,出来的部件很容易让你PK掉其他方案:

  比如光固化(SLA),打印完成后需要泡在酒精里,然后用UV光固化,再去支撑、打磨。而选择性激光烧结(SLS)被Frank Marangell比作了“考古挖掘”,你必须得在一个密封腔室里慢慢去掉大部分的粉末,然后用水冲洗干净。

  除了制作的部件更强韧之外,Rize One会在打印支撑结构时在其与打印件本身之间喷射一种叫做Release One的排斥性墨水,而这种墨水能令支撑的拆除更容易(仅需30—45秒),却不会影响打印件本身的质量。另外,它采用了独特的增强聚合物沉积(APD)技术,能改变每一个打印体素的性质,制造出强度2倍于FDM打印件的均匀物体。

  处于Beta测试阶段的Rize One桌面级3D打印机,将后处理时间从几小时缩短至不到一分钟。

  有些后处理甚至需要数天。这样的耗时成本是巨大的,于是Rize One委托一位增材制造顾问Todd Grimm专门做了一份《后处理对3D打印的影响》的报告。以下是这份报告显示3D打印后处理成本的5大方面:

  1. 浪费生产时间

  这份报告显示,3D打印时间每增加6个小时,后处理时间也相应增加1小时。

  如果你的公司也这样需要做后处理,3D打印就突破不了时间的瓶颈,反而可能延长了产品上市时间。

  “由于后处理的阻碍,Newell Rubbermaid利用3D打印的效率仅达到60%,”Frank说道,“想象一下,如果你的工厂每周的生产运作只有3天,另外的时间很多用来做后处理,那会是多么效率低下。”

  有预测称,2025年全球3D打印市场价值将会达到4900亿美元。但是,如果后处理这个门槛跨不过去,这种预测就很可能面临夭折的风险。

  2.增加劳动力成本

  打磨和精加工还会大量损耗人力,有一些岗位还需要高技能人才,高薪聘请绕不过去。在上述报告中,运行4-10台打印机的人员总工资约为10万-50万美元/年,而打印后处理直接带来的人力成本约为每台打印机5万美元/年。


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