通過3D打印推動商業和公共交通的可持續性發展

魔猴君  行業資訊   941天前

導讀：隨著近兩年大流行疫情的蔓延，我們開始逐漸意識到經濟的可持續性是多么容易受到干擾。它對供應鏈和全球經濟的負面影響如此之大，以至于各國政府都在實施各種舉措，努力扭轉這一趨勢。例如，拜登總統的增材制造推進計劃（AM Forward），印度的增材制造國家戰略（AM）。

在全球范圍內，商業和客運，如卡車、公共汽車和鐵路，也成為這一趨勢的受害者。由于需求減少、勞動力短缺和供應鏈延遲，這些行業正處于深度低迷之中。其中許多制造商已經開始實施定制的產品配置，以保持競爭優勢，然而，他們提供這些產品的能力已經深受影響。約翰迪爾阿根廷公司總裁的安東尼奧-加西亞說："沒有比不能及時制造的零件更昂貴的零件了?！八湍壳暗脑S多人一樣，承認需要實施更敏捷的產品創新和靈活的制造工藝，以保持可持續發展戰略，并保證在這個新的大流行疫情后期現實交易中的業務增長。

貨物運輸和乘客過境的大幅減少迫使商業貨運公司和公共交通運營商停放他們的大部分資產。他們現在有能力讓這些資產重新投入運營，但發現自己需要合格的維修勞動力，尋找到合適的備件一個難題。有鑒于此，運輸制造商和直接供應商正在重新評估他們的財務戰略，以實現有彈性的供應鏈。他們開始越來越重視關鍵部件的速度和組件的可用性，整合垂直流程，并與位于其裝配地點附近的區域供應商建立伙伴關系。

增材制造（AM）已經證明了其通過提高生產力來支持經濟可持續性的價值。增材制造可以促進快速創新，并通過減少零件數量、簡化零件物流和減少90%的庫存水平，將上市速度提高到3倍。這將帶來無盡的好處，包括減少潛在延誤的風險，以及簡化裝配操作，減少勞動力。此外，通過增材制造技術實現的整體部件，產品質量得到改善，從而提高了可靠性。因此，對服務支持的需求減少了，從而減少了更換零件的數量（可達60%）。由于對庫存的需求減少，在產品報廢時，也減少了對停產庫存零件的處理需求。

圖1. 機車IGBT相位模塊的散熱器的傳統和增材制造工藝對比圖
顯示了利用增材制造減少制造周期、避免生產工具和減少WIP的好處。

增材制造環境可持續性上同樣展現出巨大的優勢。因為與減材制造相比，增材制造能夠生產出所需材料更少的零件、制造輔助設備和工具，從而減少浪費。能夠按需生產零件和生產工具，而不是把它們儲存在貨架上，這也節省了倉庫空間，同時消除了儲存昂貴的庫存以支持停產產品的必要性。最后，由于增材制造提供了設計上的自由，可以創造出傳統制造技術不可能生產的零件，它為工程師提供了為應用設計而不是為制造能力設計的途徑，從而使他們能夠開發出更加節能的產品。

圖2. 在3D Systems的DMP Flex 350 Dual上使用LaserForm AlSi10Mg (A)材料3D打印的優化和集成的雙氣動閥的切面和裝配，與傳統制造相比，質量減少了42%，并取消了15個零件。

增材制造自80年代誕生以來，隨著許多不同類型的打印技術（如光聚合物、粉末床熔融、直接金屬打印等）的加入而不斷發展。我們還看到們，為滿足最終使用的生產需求，制造商所設計的材料數量不斷增加，并整合了先進的軟件應用程序，使設計自由度最大化。增材制造已經成為交通創新的轉型工程工具，也是垂直整合戰略的關鍵加速器，其界面更加簡單，便于采用。增材制造不僅僅是一種新的生產模式，它還實現了一種具有獨特商業利益的不同范式。

無需工裝的生產零件

增材制造是一個固有的過程，它消除了生產過程中的一個主要人工制品——工具。從數字化模擬中直接生產部件的能力不僅使過程更有效率，而且允許商業模式的分散化，快速適應和交付客戶體驗，以及以更少的制造開銷和浪費實現這一點。

圖3. 在3D Systems公司的DMP Flex 350 Dual上使用LaserForm AlSi7Mg0.6（A）材料打印的優化的液體冷卻熱交換器的切面，與傳統的空氣冷卻散熱器相比，節省了83%的空間，并取消了97個零件。

數字化庫存管理

由于數字加密和知識產權保護技術的快速發展，如數字版權管理（DRM）或區塊鏈系統，保護3D模型和3D打印參數是一個與增材制造技術完美結合的現實。設計所有者現在可以在全球范圍內發布數字信息，控制將生產多少物理零件并保證質量，而遠程用戶或制造商可以按需打印，而不需要運輸、保險、存儲或維護庫存。

圖4. 加密3D模型和技術數據包的圖形表示，數字密鑰可以控制要打印的數量及其制造參數，如材料、工具路徑、溫度、速度等。

快速生產工具

與汽車行業相比，商業和公共交通需要大得多的零件，雖然增材制造技術在生產力和構建尺寸上不斷增長，但一些關鍵零件仍然無法使用目前的3D打印機生產。許多零件（如大型金屬鑄件、車身外部零件、大型內飾板）也不能像預期的那樣有效地生產，以滿足終端消費的需要，因此需要以傳統方式制造。在這些情況下，增材制造是創建快速的中低量級模具和鑄造模式的完美解決方案，無論是犧牲性模板還是可重復使用模板，其優點是可以將它們作為數字庫存工具來維護，并消除對環境控制的存儲空間多年的需求。

圖5. 使用Titan Atlas 3.6和PC-GF10，以10%的填充密度在FDM中打印的真空成型模具，根據EN 45545-2:2013 R1，用PC板熱成型一個3毫米的FR地鐵列車面板。

借力增材制造，將交通創新轉為全速前進

具有堅實的可持續發展長期愿景的公司，應努力以促進經濟增長、解決社會挑戰的方式運作，并通過使用可再生資源和消除浪費來保護地球。先進運輸制造商和直接供應商正在重新評估他們的財務戰略，以實現有彈性的供應鏈：對關鍵部件的速度和部件的可用性越來越重視，許多人正在通過將增材制造納入他們的生產工作流程而實現成功。對于那些考慮走這條路的人來說，了解初始資本投資水平、符合業務需求的正確技術以及技術培訓的要求似乎都很艱巨。這就是參與戰略伙伴可以在提供技術援助和端到端解決方案方面發揮很大作用的地方，這不僅有助于執行增材制造的采用，還可以為他們的業務實現最大的利益。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/shendujiedu/43247.html