海爾兄弟

提及“海爾兄弟”,大家一定不陌生,海爾集團銳意進取的形象影響著中國幾代人,無論是在冰箱、洗衣機還是微波爐、吸塵器等小家電上,“海爾兄弟”的LOGO 都代表著創新、實用與美感。那麽,“海爾兄弟”與3D列印又有著什麽樣的故事呢?一起來看一下!

 

與 Stratasys 15 年的 3D 列印情誼

 

在2000年,海爾模具就購入第一台 Stratasys 3D列印機,成為國內先行者。上世紀90年代,家電市場蓬勃發展,海爾集團的競爭壓力越來越大,然而,傳統的模型制作工藝(如手工制作、CNC加工)難以高效滿足設計與生產需求,為團隊帶來了瓶頸。而3D列印顛覆了傳統的模型制作方式,可以在幾個小時內即可打印出所需的部件模型。同時,還可以用非常低的成本隨時進行設計修改。

 

在15年中,Stratasys 3D列印技術的不斷突破,與海爾的創新思維相輔相成。2012年,海爾模具購入 Stratasys 的Fortus 900mc 3D列印機。這款3D列印機基於FDM技術,可構建耐用、精確、可重覆的零部件,最大尺寸可達 914 x 610 x 914 mm,具有兩個材料倉,最大程度地延長了無人值守構建時間, 且能夠水溶去除支撐材料,不易損壞模型,避免了因誤差和損壞引起的模型制作改動,操作環境幹凈整潔。對於要求嚴苛的功能性原型、生產零件、夾具、卡具以及模具,Fortus900mc 可使用滿足多種材料性能要求的熱塑性塑料,其中包括海爾模具一直使用的 ABS-M30,用於實現良好的抗拉、沖擊 和抗彎強度。

3D列印

3D列印

3D 列印迷你洗衣機,驚艷海爾展台

 

2014 年,一台3D列印的迷你洗衣機亮相海爾的各大展台,為海爾增加了不少新“粉絲”。這台3D列印的迷你洗衣機是海爾明星產品免清洗洗衣機的展示版本。

 

除了控制系統、排水管之外,迷你洗衣機的內筒、上蓋、盤座、外殼等各個部件,均由Stratasys Fortus 900mc 3D列印機直接制作而成,完美模擬了實體洗衣機的外觀、結構和功能,這大大推動了產品的上市與銷量。小小的洗衣機在為消費者帶來新鮮感的同時,更體現了 3D 列印在直接制造方面的優勢。褚名舉表示:“有了Stratasys 3D列印,我們無需為展品重新開模、制模,這減少了大量的制造與時間成本。”

 

3D列印助力完成模型制作的關鍵三大方面

 

海爾各類家電產品均在產品研發前期應用了3D列印技術進行部件模型的制作。以明星產品免清洗洗衣機為例,使用 Fortus 900mc 3D列印機,公司完成關鍵的三大方面模型制作,進行設計驗證 :

 

No.1: 列印外觀模型,從美觀和符合設計理念的角度對其(如洗衣機的裝飾板)進 行外觀測試評審,並做出相應的設計調整 ;

No.2: 列印結構模型,將如洗衣機盤座、上蓋之類的部件模型與其他部件組裝, 驗證其尺寸是否吻合,從而保證組裝的嚴絲合縫,避免組裝幹涉 ;

No.3: 列印功能模型,並將其裝上真機進行真機實驗,保證如內筒、平衡環、排 水閥等部件能達到設計師的預期的洗滌、平衡或排水等功能。

 

因此,居安思危、勇於創新讓海爾成為國內 3D 列印的先驅者和受益者,也讓這個品牌在行業無數次大浪淘沙之後,仍然聲名鵲起。

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MachineWorks

技術的發展,讓3D掃描變得更加先進,對於普通用戶來說使用也更加容易。然而,在掃描物體並將其轉化為3D模型的流程中仍存在一些問題。3D掃描儀經常會產生缺少區域或孔洞的模型,容易導致網格偏移,這顯然是有問題的。但最近,Stratasys與MachineWorks合作整合了Polygonica軟件,讓這種現象得到極大的改觀。

近日,Stratasys Ltd宣布與總部位於英國謝菲爾德的MachineWorks有限公司建立新的合作夥伴關系,該公司的Polygonica軟件現在可以在Stratasys GrabCAD Print中無縫工作,實現自動網格修覆,網格偏移,布爾運算和分析功能。

3D列印

Stratasys  GrabCAD Print旨在使添加劑制造更容易,更準確,它位於流行的SaaS平台上,並由新的“設計到3D打印”工作流程應用程序提供支持。該軟件現在將包含Polygonica網格庫。

MachineWorks常務董事林奮強博士表示:

“Stratasys GrabCAD和Polygonica的共同理念是為3D模型提供單一的點擊打印方法,就像我們使用2D打印一樣。用戶不想或不需要知道用於準備文件的軟件,他們只是希望他們的CAD模型打印得最少。”

Polygonica的網格修覆功能可確保模型閉合且不漏水,無自交叉,方向錯誤的三角形,噪聲殼和非流形邊緣。算法可以全自動或半自動應用,以確保對打印工作流程的幹擾最小。強大的布爾和偏移操作對於準備任務至關重要,例如分割模型,雕刻網格,挖空和填充網格; Polygonica分析工具(如最佳定向和碰撞檢測)可用於構建板優化。

Stratasys全球軟件高級副總裁Jon Stevenson表示:

“MachineWorks已經為CNC模擬和驗證軟件設立了行業標準 - 以其強大的Polygonica實體建模工具包為基礎,用於處理多邊形網格,結合Stratasys GrabCAD Print的強大功能,簡化了3D打印流程,客戶可以大大提高3D打印設計的自由度和創造力,從而加速原型設計,工具制造和制造過程。”

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運用3D列印,輕鬆提高效率


防靜電應用

各行各業,尤其是半導體、電子電器、汽車等行業的廠商開始引入3D列印技術,在功能測試、新品研發、生產治具,甚至小批量零件生產上開展了一系列的技術改革。因為機械性能高、材料選擇多的緣故,多數技術製造產業的廠商首選還是FDM 3D列印機。他們對材料往往會有一個特別的需求—防靜電。

3D列印

兩個帶電物體之間的突然電流會對電子器件等敏感部件造成傷害,影響磁性介質,造成電子電器產品運行不穩定或損壞;若是直接生產製造的成品甚至還會造成使用者使用上的疑慮。為了防止這種情況的發生,靜電放電(ESD)安全材料通常被用來保護敏感部件。ESD 防靜電保護對高密度、小型化和具有覆雜功能的電子設備有作用。3D列印的零件,就需要有防靜電的功能。

3D列印

針對這種特殊情況,Stratasys特別出品可防靜電的特殊材質-ESD7,該材質同樣也適用於大部分Stratasys所推出的3D列印機,例如Fortus系列的380、400、450、900mc都能使用這項實用的材料做列印。

3D列印

目前全球已經有不少知名企業在使用防靜電3D列印材料,如富士康,主要應用在電子產品測試工具、維修工具、生產夾具的3D列印。這種特殊性能的材料,已經實在地應用於生產制造環節,使企業大幅受益。

 

延伸閱讀 - 3D列印機台介紹

Fortus 360 / 400 mc

Fortus 380/450 mc

Fortus 900 mc

 

部分內容參考自南極熊3D打印

 


3D列印用基板與機加工用夾具二合一

CNC數控加工對夾具有兩大要求,一是夾具的精度和剛度,二是夾具應該有可靠的定位基準。所以夾具的可調整性,通用性是十分重要的,可以縮短生產準備時間。

通過3D列印-增材製造工藝,可以特別靈活地製造複雜且個性化的零件。基於粉末床的鐳射熔化技術,或簡稱為L-PBF越來越多地被用於製造發動機部件或醫療植入物。但是,目前生產效率很低,尤其是涉及到機加工後處理的時候。那麼是否存在更好的銜接方式,省時省力且更加精准高效呢?根據3D科學穀的市場觀察,日前歐洲頂級的研究機構Fraunhofer IPT推出了突破性的解決方案。

 

3D列印

Fraunhofer IPT開發的夾緊系統使夾緊和定位基準首次在整個工藝鏈中實現標準化

來源:Fraunhofer IPT

 

陶瓷與高溫鋼的結合圓柱銷發揮連接作用

為了簡化L-PBF金屬3D列印與CNC數控加工的銜接並提高加工精度,Fraunhofer弗勞恩霍夫IPT生產技術研究所的研究團隊開發了一種用於3D列印過程中的基板和CNC數控加工過程中帶定位基準的夾具,目前已申請專利。

帶定位基準的夾具是由高溫鋼製成的可重複使用的基板,通過將圓柱銷嵌入其中可以進行增材製造和後續CNC機加工作業。 

現在3D列印結束後,可以在常規CNC數控設備上進一步加工工件,而無需通過諸如電火花線切割等機械工藝將其從基板上拆卸下來,然後再將其固定在夾緊系統上。

這樣的好處是明顯的,將3D列印的工件從基板上切割的過程會帶來鬆動始終會導致零件變形的風險。另外,工件的幾何形狀越複雜,在CNC數控加工設備上進行精確的定位和夾緊就越困難。

CNC數控加工過程中,工件裝夾方式通過確定工件原點來確定了工件坐標系,加工程式中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。而Fraunhofer IPT所開發的這種可重複使用的基板可實現更快的夾持和定位基準,從而將3D列印與CNC加工工序連貫起來。

Fraunhofer IPT開發的新的基板與夾緊系統是基於一種可重複使用的,由高溫鋼製成的陶瓷塗層基板,在基板中嵌入了直徑為5毫米的圓柱銷。銷釘用於將元件連接到基板,並且可以單獨移動和釋放。底盤的定位基準和夾緊由底面的零位元夾緊系統自動完成,完成工作後,只需鬆開連接銷即可。

Fraunhofer IPT開發的夾緊系統使夾緊和定位基準首次在整個工藝鏈中實現標準化。減少了去除工件所涉及的工作,從而減少了閒置時間並提高了生產的自動化程度。如果元件中存在殘餘應力,則可以在金屬3D列印完成之後鬆開連接銷,以使防止元件變形。然後可以在沒有殘餘應力的情況下進行後續的CNC數控加工步驟。

Fraunhofer IPT開發團隊現已申請了此基板技術的專利,而為了進一步改善該系統並開拓新的應用領域,科學家們已經在計畫下一個研究項目:例如,該團隊現在正在通過拉伸和剪切測試來分析圓柱銷和金屬3D列印工件之間的連接強度。通過對不同的粉末材料進行的實驗以及對金屬3D列印不同結構的分析以在未來進一步提高基於粉末床的金屬3D列印工件的品質。

 

文章轉載自3D科学谷

 

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