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不可不知的五大“秘密”之3D打印后處理成本

2016-11-04

  3D打印的優勢無可否認,但談到后處理成本,往往成了一大“頭疼事”。

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  不久前,美國波士頓的初創企業Rize剛剛推出了一款工業級桌面3D打印機Rize One,號稱打印產品完全不需要后處理就能直接使用。正是憑借這一大亮點,Rize One迅速釣到了很多3D打印應用企業的胃口。在開展調研之前,Rize公司首席行政官Frank Marangell認為,快速成型技術和材料的創新程度依次體現為:強度、表面精度、色彩、零后處理、環保。

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  而真正調研之后,這位曾任Stratasys營運副總裁、現任Rize首席行政官的資深從業者,突然覺得真正關鍵的應當是后處理這個環節——采用快速原型的人群中大部分是用在夾具和模具制造,而這些人都渴望一個可以幫助他們快速完成后處理的方案。

  FDM工藝需求的后處理是相對簡單的,但是也要去除支撐結構,然后打磨拋光或噴涂:

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  一個3D打印模型可能需要花半天時間浸泡在氫氧化鈉溶液里,以去除支撐材料。

  FDM后處理不僅對環境有害,對操作人員來說也很煎熬。你必須得戴上手套、用上鉗子。但是這樣進行后處理后,出來的部件很容易讓你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,再去支撐、打磨。而選擇性激光燒結(SLS)被Frank Marangell比作了“考古挖掘”,你必須得在一個密封腔室里慢慢去掉大部分的粉末,然后用水沖洗干凈。

  除了制作的部件更強韌之外,Rize One會在打印支撐結構時在其與打印件本身之間噴射一種叫做Release One的排斥性墨水,而這種墨水能令支撐的拆除更容易(僅需30—45秒),卻不會影響打印件本身的質量。另外,它采用了獨特的增強聚合物沉積(APD)技術,能改變每一個打印體素的性質,制造出強度2倍于FDM打印件的均勻物體。

  處于Beta測試階段的Rize One桌面級3D打印機,將后處理時間從幾小時縮短至不到一分鐘。

  有些后處理甚至需要數天。這樣的耗時成本是巨大的,于是Rize One委托一位增材制造顧問Todd Grimm專門做了一份《后處理對3D打印的影響》的報告。以下是這份報告顯示3D打印后處理成本的5大方面:

  1. 浪費生產時間

  這份報告顯示,3D打印時間每增加6個小時,后處理時間也相應增加1小時。

  如果你的公司也這樣需要做后處理,3D打印就突破不了時間的瓶頸,反而可能延長了產品上市時間。

  “由于后處理的阻礙,Newell Rubbermaid利用3D打印的效率僅達到60%,”Frank說道,“想象一下,如果你的工廠每周的生產運作只有3天,另外的時間很多用來做后處理,那會是多么效率低下。”

  有預測稱,2025年全球3D打印市場價值將會達到4900億美元。但是,如果后處理這個門檻跨不過去,這種預測就很可能面臨夭折的風險。

  2.增加勞動力成本

  打磨和精加工還會大量損耗人力,有一些崗位還需要高技能人才,高薪聘請繞不過去。在上述報告中,運行4-10臺打印機的人員總工資約為10萬-50萬美元/年,而打印后處理直接帶來的人力成本約為每臺打印機5萬美元/年。


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