3D打印的優(yōu)勢無可否認,,但談到后處理成本,,往往成了一大“頭疼事”。
不久前,,美國波士頓的初創(chuàng)企業(yè)Rize剛剛推出了一款工業(yè)級桌面3D打印機Rize One,,號稱打印產(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,,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認為,,快速成型技術(shù)和材料的創(chuàng)新程度依次體現(xiàn)為:強度,、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營運副總裁,、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)當是后處理這個環(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簡單的,,但是也要去除支撐結(jié)構(gòu),然后打磨拋光或噴涂:
一個3D打印模型可能需要花半天時間浸泡在氫氧化鈉溶液里,,以去除支撐材料,。
FDM后處理不僅對環(huán)境有害,對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韌之外,,Rize One會在打印支撐結(jié)構(gòu)時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),,卻不會影響打印件本身的質(zhì)量,。另外,它采用了獨特的增強聚合物沉積(APD)技術(shù),,能改變每一個打印體素的性質(zhì),,制造出強度2倍于FDM打印件的均勻物體。
處于Beta測試階段的Rize One桌面級3D打印機,,將后處理時間從幾小時縮短至不到一分鐘,。
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3D打印的影響》的報告,。以下是這份報告顯示3D打印后處理成本的5大方面:
1. 浪費生產(chǎn)時間
這份報告顯示,3D打印時間每增加6個小時,后處理時間也相應(yīng)增加1小時,。
如果你的公司也這樣需要做后處理,,3D打印就突破不了時間的瓶頸,反而可能延長了產(chǎn)品上市時間,。
“由于后處理的阻礙,,Newell Rubbermaid利用3D打印的效率僅達到60%,”Frank說道,,“想象一下,,如果你的工廠每周的生產(chǎn)運作只有3天,另外的時間很多用來做后處理,,那會是多么效率低下,。”
有預(yù)測稱,,2025年全球3D打印市場價值將會達到4900億美元,。但是,如果后處理這個門檻跨不過去,,這種預(yù)測就很可能面臨夭折的風險,。
2.增加勞動力成本
打磨和精加工還會大量損耗人力,有一些崗位還需要高技能人才,,高薪聘請繞不過去,。在上述報告中,運行4-10臺打印機的人員總工資約為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打印機5萬美元/年,。