3D打印的優(yōu)勢(shì)無可否認(rèn),,但談到后處理成本,,往往成了一大“頭疼事”,。
不久前,,美國(guó)波士頓的初創(chuàng)企業(yè)Rize剛剛推出了一款工業(yè)級(jí)桌面3D打印機(jī)Rize One,,號(hào)稱打印產(chǎn)品完全不需要后處理就能直接使用,。正是憑借這一大亮點(diǎn),,Rize One迅速釣到了很多3D打印應(yīng)用企業(yè)的胃口,。在開展調(diào)研之前,,Rize公司首席行政官Frank Marangell認(rèn)為,,快速成型技術(shù)和材料的創(chuàng)新程度依次體現(xiàn)為:強(qiáng)度、表面精度,、色彩,、零后處理、環(huán)保,。
而真正調(diào)研之后,,這位曾任Stratasys營(yíng)運(yùn)副總裁、現(xiàn)任Rize首席行政官的資深從業(yè)者,,突然覺得真正關(guān)鍵的應(yīng)當(dāng)是后處理這個(gè)環(huán)節(jié)——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(gè)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(duì)簡(jiǎn)單的,,但是也要去除支撐結(jié)構(gòu),,然后打磨拋光或噴涂:
一個(gè)3D打印模型可能需要花半天時(shí)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(duì)環(huán)境有害,,對(duì)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(jìn)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(jié)(SLS)被Frank Marangell比作了“考古挖掘”,,你必須得在一個(gè)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(qiáng)韌之外,,Rize One會(huì)在打印支撐結(jié)構(gòu)時(shí)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(huì)影響打印件本身的質(zhì)量,。另外,它采用了獨(dú)特的增強(qiáng)聚合物沉積(APD)技術(shù),,能改變每一個(gè)打印體素的性質(zhì),,制造出強(qiáng)度2倍于FDM打印件的均勻物體。
處于Beta測(cè)試階段的Rize One桌面級(jí)3D打印機(jī),,將后處理時(shí)間從幾小時(shí)縮短至不到一分鐘,。
有些后處理甚至需要數(shù)天。這樣的耗時(shí)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(duì)3D打印的影響》的報(bào)告,。以下是這份報(bào)告顯示3D打印后處理成本的5大方面:
1. 浪費(fèi)生產(chǎn)時(shí)間
這份報(bào)告顯示,3D打印時(shí)間每增加6個(gè)小時(shí),,后處理時(shí)間也相應(yīng)增加1小時(shí),。
如果你的公司也這樣需要做后處理,3D打印就突破不了時(shí)間的瓶頸,,反而可能延長(zhǎng)了產(chǎn)品上市時(shí)間,。
“由于后處理的阻礙,Newell Rubbermaid利用3D打印的效率僅達(dá)到60%,,”Frank說道,,“想象一下,如果你的工廠每周的生產(chǎn)運(yùn)作只有3天,,另外的時(shí)間很多用來做后處理,,那會(huì)是多么效率低下?!?/p>
有預(yù)測(cè)稱,2025年全球3D打印市場(chǎng)價(jià)值將會(huì)達(dá)到4900億美元,。但是,,如果后處理這個(gè)門檻跨不過去,這種預(yù)測(cè)就很可能面臨夭折的風(fēng)險(xiǎn),。
2.增加勞動(dòng)力成本
打磨和精加工還會(huì)大量損耗人力,,有一些崗位還需要高技能人才,高薪聘請(qǐng)繞不過去,。在上述報(bào)告中,,運(yùn)行4-10臺(tái)打印機(jī)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(tái)打印機(jī)5萬美元/年。