






文/ 邱月燁
2018年,在中國的一場發(fā)布會上,媒介追問惠普機構(gòu)3D打印全世界總裁Stephen Nigro關(guān)于金屬3D打印的最新動作,Stephen奧秘笑笑說:“這是一個很大的奧密,火速你們就曉得了?!?/p>
不久后,在美國老牌工業(yè)城市芝加哥,Stephen在2018年國際制造技術(shù)展(IMTS)上發(fā)布了專為大批量生產(chǎn)工業(yè)級金屬零件而開發(fā)的3D打印技術(shù)——HP Metal Jet(惠普金屬打印機)。
幾乎是4年前的同一時間,惠普發(fā)布了Multi Jet Fusion(多射流熔融)技術(shù),2016年正式推出制品,可用于生產(chǎn)工業(yè)級塑料3D打印零部件,已為包含寶馬集團、耐克、捷普、強生等全世界領(lǐng)先企業(yè)的業(yè)務(wù)運營供給技術(shù)支持。
在3D打印行業(yè),惠普是一個踩在巨人肩膀上的“新人”。打印技術(shù)始終是惠普善于的行業(yè),惠普打算把這一優(yōu)良從2D延續(xù)到3D。
“在過去30年里,咱們始終遵循著惠普的‘噴墨摩爾定律’,亦始終在化學(xué)技術(shù)上連續(xù)累積和鉆研。因此呢,咱們才可有今天的3D打印技術(shù),并真正將其運用到大規(guī)模的批量化生產(chǎn)之中,產(chǎn)生切實的經(jīng)濟效益?!盨tephen說道。
打印黑科技
從原型設(shè)計升級到規(guī)模生產(chǎn)的主題貫穿著當下的3D打印產(chǎn)業(yè),在IMTS上,有3D打印機構(gòu)乃至打出了“Stop Prototyping, Star Producing(停止原型設(shè)計,起始規(guī)模生產(chǎn))”的口號。
2018年6月,惠普在廣東省佛山市安排了中國第1個工業(yè)級3D打印定制中心,亦是亞太及日本地區(qū)規(guī)模最大的。這是一個由10臺Multi Jet Fusion 3D打印系統(tǒng)構(gòu)成的3D打印工廠,旨在滿足各個行業(yè)對原型生產(chǎn)以及零部件批量生產(chǎn)日益增長的需要。日前,惠普已然在全世界創(chuàng)立了25個這般的3D打印工廠。
惠普的目的是經(jīng)過3D打印加速第四次工業(yè)革命的到來。無疑,在全世界12萬億美元規(guī)模的制造業(yè)中,金屬3D打印將會打開一個更大的市場,每年僅汽車、工業(yè)和醫(yī)療行業(yè)就能生產(chǎn)數(shù)十億個金屬零件。
此前惠普叫作,相比其他3D打印系統(tǒng),Multi Jet Fusion能夠以高達10倍的速度且僅有一半的成本來打印高品質(zhì)的塑料零部件。在接受《21CBR》記者采訪時,Stephen一樣對HP Metal Jet有著絕對自信。當HP Metal Jet達到了以下三個標準,惠普才決定推出:第1,惠普的辦法或技術(shù)能為市場帶來顛覆性的改變;第二,降低3D打印金屬零件的生產(chǎn)成本,帶來新的經(jīng)濟效益;第三,采用金屬做為結(jié)構(gòu)元素進行生產(chǎn),零件的質(zhì)量必須過硬。
惠普拿出的數(shù)據(jù)是,相比于同類制品中擁有競爭力的粘合劑噴射成型(Binder Jetting)和選取性激光熔融(Selective Laser Melting)金屬3D打印處理方法,HP Metal Jet可將工作效率提高高達50倍。值得一提的是,惠普運用的是行業(yè)標準的金屬粉末,與傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù)(Metal Injection Molding)相同,相對其他金屬3D打印運用的粉末,成本低非常多。
“涂粉末和乳膠粘合劑在全部生產(chǎn)過程中起著決定性功效。在HP Metal Jet中,零件之間能夠以很輕的重量(不到1%)結(jié)合在一塊?!?Stephen進一步解釋道,這對設(shè)備人制造等行業(yè)至關(guān)重要。
在采訪的過程中,Stephen拿出汽車行業(yè)中常用的一個零件“指形從動滾輪”,“倘若你運用傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù),單個零件的成本是1.6-2.1美元,但這是基于10萬個的成本。倘若你運用選取性激光熔融技術(shù)(Selective Laser Melting,一種金屬3D打印技術(shù)),成本將是40美元至50美元;而HP Metal Jet技術(shù),成本是1.9-2.3美元?!?/p>
HP Metal Jet看似與傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù)相差不大,乃至還高出一點,但工業(yè)生產(chǎn)講究的是規(guī)模效應(yīng),HP Metal Jet的優(yōu)良在于此,盈虧平衡點的產(chǎn)量更加靈活?!坝澠胶恻c(相同成本可打印的零部件數(shù)量)在很大程度上取決于零件體積,日前大致上是5萬到10萬件?!盨tehpen告訴《21CBR》記者。
HP Metal Jet一樣會遵循“噴墨摩爾定律”——從1984年惠普第1臺噴墨式打印機誕生敗興,噴墨打印機的打印速度每18個月就會翻一倍。因此呢,HP Metal Jet的盈虧平衡點亦會飛速提高。
在眾多金屬材料中,HP Metal Jet將首要應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼零部件?!?span style="color: green;">首要,市場上日前有許多區(qū)別的金屬,但不銹鋼和鐵基本占據(jù)了世界各地制造業(yè)的主導(dǎo)地位。其次,咱們深入觀察了區(qū)別的垂直行業(yè),尤其是工業(yè)尖端設(shè)備,例如醫(yī)療設(shè)備、泵、發(fā)電機、汽車等,對3D打印非常感興趣。”Stephen解釋道。
3D打印工廠
在商場化路徑上,HP Metal Jet會采取與Multi Jet Fusion類似的3D打印工廠合作模式進行初期推廣?;萜胀嘎叮琀P Metal Jet打印設(shè)備的單臺成本不會超過39.9萬美元(約為275萬元人民幣)。
按照惠普3D打印路線圖,2018年將與上游供應(yīng)鏈合作伙伴一同試水,向部分機構(gòu)推出HP Metal Jet打印工廠的服務(wù);2019年起面向全世界部分地區(qū)客戶交付工業(yè)級終端零件訂單;商用HP Metal Jet處理方法預(yù)計將自2020年起向初期用戶推出,于2021年全面上市。
GKN和Parmatech是惠普最早的兩個上游供應(yīng)鏈合作伙伴,其中,GKN是粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)材料和制品制造商,每年制造超過30億個零件,預(yù)計最早在明年為客戶打印數(shù)百萬個工業(yè)級HP Metal Jet零件;Parmatech已有40數(shù)年歷史,是全世界金屬注塑成型行業(yè)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,專注于為醫(yī)療和工業(yè)行業(yè)大批量生產(chǎn)高品質(zhì)、低成本的金屬零件。
詳細來講,它們會在工廠安排HP Metal Jet設(shè)備,客戶經(jīng)過Metal Jet生產(chǎn)服務(wù)應(yīng)用平臺上傳3D設(shè)計文件并進行預(yù)定,接下來就可以生產(chǎn)終端零件。日前,汽車機構(gòu)公眾、德國威樂泵業(yè)以及醫(yī)療行業(yè)的Primo Medical Group和OKAY Industries等機構(gòu),已下單采購該項技術(shù)生產(chǎn)的金屬零部件。Parmatech主席Rob Hall在接受《21CBR》等媒介采訪時暗示,已安排3臺HP Metal Jet,倘若順利2019年將增多至5臺。
汽車行業(yè)在3D打印的應(yīng)用上始終超前,在IMTS上,公眾展出了用HP Metal Jet制造的鑰匙和汽車變速桿。公眾運用增材制造技術(shù)數(shù)年,最起始進行原型設(shè)計和測試,此刻已用于生產(chǎn)有些功能性和結(jié)構(gòu)性的零件,并將其用于實質(zhì)生產(chǎn)和裝配流水線中。
公眾汽車技術(shù)規(guī)劃與發(fā)展主管Martin Goede博士在接受《21CBR》等媒介采訪時暗示:“一輛汽車包括6000到8000個區(qū)別的零件。HP Metal Jet等增材技術(shù)的一大優(yōu)良在于,咱們無需先構(gòu)建制造模具便可生產(chǎn)符合客戶需求的海量零件。經(jīng)過縮短零件的生產(chǎn)周期,可快速實現(xiàn)更大規(guī)模的批量生產(chǎn)。另外,全部物流供應(yīng)鏈亦會重塑,咱們思慮替代有些傳統(tǒng)過程生產(chǎn)的制品,例如用輕量金屬或塑料來代替鑄造零件?!?/p>
Martin解釋道,公眾每日能夠生產(chǎn)近4萬輛車,不可能在短期內(nèi)將HP Metal Jet引入到所有生產(chǎn)線,但會制定出一個計劃表,例如從可定制化的、小型零件起始,創(chuàng)立成功案例后再從經(jīng)濟的方向去推廣。
題圖源自:受訪者供給