Stratasys：复合3D打印如何优化生产运营白皮书（13页）.pdf

1、解决方案指南复合 3D 打印如何优化 生产运营挑战解决生产车间的日常问题并非易事。您不仅需要提高产量，有时甚至还被要求在不切实际的时间内完成。您还需要不断提升质量，并在出现问题时尽一切努力让生产恢复正常。除此之外，您的 KPI 之一很可能是要在完成上述所有工作的同时降低成本。如果您是制造工程师或生产经理，这可能听起来很熟悉。这代表着一系列难以实现并且相互矛盾的目标。情况真有可能好转吗，尤其是在资源时常缺乏的情况下？我们在此告诉您，这些都是可能实现的。但实现这些目标的前提是遵循一套对现状提出挑战的策略。这包括改变对您机构中如何使用模具保证工厂车间运行的思路，以便使您的运营更具效率、安全性和成本效

2、益。具体而言，是指通过集成 3D 打印模具来弥补传统金属模具制造的不足之处。2解决方案指南所有制造作业都需要利用夹具、固定装置和类似的模具才能制造产品。这些模具是生产过程中不可或缺的一部分。现在的问题在于，大多数制造商都依赖于传统模具，这些通常是由用螺栓固定或焊接在一起的机加工金属零件组成。尽管自工业化时代之初，传统模具一直有着优异的表现，但 3D 打印的模具可提供传统模具无法带来的优势。在深入阐述此点前，让我们先仔细了解一下当前生产模具的思路。您生产车间中的模具可能十分有限，仅支持达到一定的生产速度和质量水平。这些模具之所以有限，是因为其制造成本很高，且依赖于经验丰富的机械师。此外，标准的可

3、制造性设计的约束也限制了这些模具的几何形状。在减材制造过程中，通常会浪费大量材料。使用 CNC 加工、焊接和组装等传统方式制作模具也会花费大量的时间。如果采用外包方式，供应商的积压任务、周转时间和发货过程也会延长交付时间。企业内部生产过程也会遭遇类似的限制。此外，本地制作模具也会消耗很多资源，而这些资源可以用做其他生产活动并带来更多的盈利。但即使您的内部机加工车间无法为您处理最终产品，为什么要让经验丰富的机械师忙于那些原本可以通过 3D 打印来制作的更简单的、要求低的模具呢？金属模具通常很重，大型的模具也不便于操作。它们可能会带给操作人员更多限制，并导致受伤。如果这些模具需要使用桥式起重机和吊

4、机才能移动，将进一步减慢工作速度。通常，这些模具仅仅是为工作任务而设计的，并不会考虑到使用者。而这将导致疲劳和重复性的运动损伤，因为工作人员只会去适应这些模具。这种模具使用模式一直以来是大多数制造作业的规范。但这会限制制造商优化作业的能力，从而带来负面效果。这些可能听起来有些违背我们的直观感受，因为模具毕竟会有利于生产。但如果模具费用过高、难以验证且制造时间过长，那么制造更多模具有助于带来切实改进的观点则很难立住脚。因此，大多数作业仅仅是照做，并且认为这是应有的成本。对于机加工作业，还需增加更多的机床以增加产能。但这种解决方案的费用可能很高，且需要技术娴熟的操作人员，而这类操作人员却是日益减少

5、的稀缺资源。复合 3D 打印如何优化生产运营3解决方案指南现状背后的陷阱您需要试问自己：保持现状是否有助于减少日常出现的制造挑战？保持现状似乎是一张安全牌，但这很可能是因为您已经适应了。这并不意味着情况正在好转。让我们了解一下两家大型制造商卡特彼勒和通用汽车的经验，然后反思其问题是否与您的亲身经历相似。没有制造商可以幸免 作为世界领先的建筑和采矿设备、柴油和天然气发动机等工业产品的制造商，卡特彼勒面临着生产方面的挑战。其中一个小例子是关于其 3500 系列发动机上的钻孔操作。在一项机加工操作中使用的钻孔夹头损坏导致了生产停止。采购替换夹头的交付时间为四周。与之相比，在内部以机加工方式制造一个夹

6、头稍快一些，但仍需要三个轮班和三个工作日。虽然更换或加工新零件的成本仅为 700 至 1000 美元，但通过传统方法解决问题所损失的生产时间却价值高达数十万美元。通用汽车公司在雪佛兰 Equinox SUV跨界车的生产中也出现了类似的情况。通用汽车正在寻找一种更好的模具来将金属板连接在一起。这些模具每年都必须随车型的改变而变化。它们传统上由铝加工而成，但交货期通常为 10 周或者更长。模具还很重，需要协助搬运。在预生产环境中使用时，可能需要更改这些模具的配置，以适应设计更新。在交货期为 10 周的情况下，新模具会迫使制造团队追赶生产进度。您将如何处理这些情况？您是否愿意接受以传统方式制造新模具