■馬路科技
工業4.0
所謂的4.0目標與以前不同,並不單是創造新的工業技術,而是著重於現有的工業相關之技術、銷售與產品體驗統合起來,透過工業人工智慧的技術建立具有適應性、資源效率和人因工程學的智慧型工廠,並在商業流程及價值流程中整合客戶以及商業夥伴,提供完善的售後服務。其技術基礎是智慧型整合感控系統及物聯網。
這樣的架構雖然還在摸索,但如果得以陸續成真並應用,最終將能建構出一個有感知意識的新型智慧型工業世界,能透過分析各種巨量資料,直接生成一個充分滿足客戶的相關解決方案產品,更可利用電腦預測,例如天氣預測、公共運輸、市場調查數據等等,即時精準生產或調度現有資源、減少多餘成本與浪費等等,需要注意的是工業只是這個智慧型世界的一個部件,需要以「工業如何適應智慧型網路下的未來生活」去理解才不會搞混工業的種種概念。
重新定義製造生產流程的三個理由
產品需要特定的材料特性
3D Systems提供各種材料特性,可製造具各種屬性的零件與傳統材料競爭,包括:耐用性、彈性、韌性、耐磨損、透明度、耐高溫、阻燃、可鑄造、生物相容性。
降低生產成本
橫跨應用面和技術面,可以利用3D列印的加入,簡化供應鏈的模型和生產,以實現降低成本之目的。
- 工具機加工:通過按照需求生產,大幅減少甚至消除工具機加工的需求。
- 夾治具:3D列印夾治具,已確保高品質的組裝,最大化減少人工時間,並儘量減少成本浪費。
- 模具母模:透過高精度的3D列印設備生產母模,可應用於翻模、射出模具、精密鑄造,降低成本並縮短週期。
- 數位化製造:採用具有量產能力的3D列印設備,可達成無模具生產及大量客製化生產,有效降低時間與金錢成本。
加速產品上市時間
於開發階段採用3D列印製程,例如:外觀模型、設計驗證等,藉此壓縮開發時間,加速產品上市。
光固化3D列印──優點和挑戰
近乎完美的樣品表面品質
光固化3D列印技術,以提供最平滑的表面品質、最好的細節精細度和最仿真塑膠射出零件等特色著稱,並在積層製造技術行業內備受認可。
多功能性材料與零件壽命
儘管光固化材料已使用25年以上的時間,因材料性能與壽命而始終受限於製造打樣品。由於光固化材料的機械性質會迅速降解,特別是暴露在紫外光下及環境濕度影響時,通常製造出的零件僅適用於幾週內。現在通過技術的提升採用新的環保光固化材料來解決這點。
使用擁有專利的化學技術,提供了材料長期穩定的機械性能,且適用於室外或室內,3D Systems所生產的Figure 4材料,表現出的拉伸強度和衝擊強度,即使在8年的室內環境老化試驗和1.5年的室外老化試驗中,依然維持著穩定的表現,且皆透過ASTM D4329與ASTM G194得出相關數據證明。
產業應用案例
助聽器製造商,採用3D Systems Figure 4解決剛性與橡膠材料生產客製化產品的難題。
助聽器中有許多不同的塑膠零件,這些零件包括在每個助聽器中安裝電子元件和隔絕聲音的機構,其中部分零件小於8mm×3mm。由於其尺寸微小,這類零件需要機械手臂進行組裝,故需要大零件的吸嘴,及小零件的金屬夾具。但是,這些處理方法具有缺點。吸嘴難以正確定位零件,導致吸力失效。金屬夾具易在零件表面上留下磨損痕跡,以上幾點直接導致了產品製造週期延長。
解決方案一:高精度3D列印設備
使用3D列印製造助聽器有幾個主要好處,相較未採用時,最終產品具有八倍以上的生產率。3D Systems Figure 4解決方案是一種光固化的積層製造技術,利用非接觸膜技術,達到精度和細節呈現度,以及超快的打印速度。這種經濟和多功能的解決方案,可提供速度、質量和準確性,且具有工業級耐用性、售後服務,以及用於可應用多功能性的材料轉換替換。
解決方案二:加速設計變更
當新產品被分配模具設計部門,設計師使用Figure 4來輔助設計過程,快速的樣品、機構驗證,使得設計的速度在較短的時間段內完成。
解決方案三:加速產品生產
使用Figure 4解決方案的關鍵效益是在沒有模具的情況下生產零件。能夠從數位檔案直接到最終零件製造,從傳統加工過程中減少大量時間,零件通常在一兩天內完成,為生產部門留下很多開心的客戶。組裝部門則利用Figure 4製造各種不同規格的夾治具,因其準確性及可代替金屬夾頭,加速了組裝產品進度。
解決方案四:可靠的材料性能
生產部門應用Figure 4 PRO-BLK 10和Figure 4 RUBBER-65A BLK兩種材料來解決軟硬料零件製造問題,這兩種材料具有長期使用的特性,擁有戶外1.5年及室內8年以上的壽命。