整合和連接各個(gè)數(shù)字生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的增材制造

南極熊導(dǎo)讀：隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，制造商應(yīng)考慮如何通過(guò)增材制造技術(shù)以及相關(guān)工作流程來(lái)最大化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這包括利用高效設(shè)計(jì)、按需生產(chǎn)以及減少材料浪費(fèi)的生態(tài)優(yōu)勢(shì)。

2024年12月27日，南極熊獲悉，比利時(shí)3D打印服務(wù)和軟件提供商Materialise指出，有效的增材制造數(shù)字線程解決方案對(duì)于促進(jìn)增材制造用戶的可持續(xù)性至關(guān)重要。深入分析顯示，將數(shù)據(jù)集成至增材制造流程的每個(gè)階段，能夠通過(guò)多種途徑提升效率。這些途徑包括減少浪費(fèi)、提高能源效率、設(shè)計(jì)更具可持續(xù)性的部件，以及實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

△數(shù)字化生產(chǎn)在個(gè)性化需求的眼鏡市場(chǎng)具有前景

控制浪費(fèi)

增材制造的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是它能夠高效且經(jīng)濟(jì)地按需或小批量生產(chǎn)零件，這一能力不僅減少了對(duì)過(guò)剩庫(kù)存和儲(chǔ)存空間的需求，還通過(guò)降低運(yùn)輸和包裝需求，帶來(lái)了顯著的生態(tài)效益。

在眼鏡行業(yè)，3D打印技術(shù)的應(yīng)用正逐漸成為推動(dòng)更可持續(xù)商業(yè)模式的關(guān)鍵，正通過(guò)這一技術(shù)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。以比利時(shí)品牌Odette Lunettes為例，該品牌以獨(dú)特的3D打印鏡架著稱。通過(guò)3D打印，Odette Lunettes能夠迅速應(yīng)對(duì)潮流變化，并通過(guò)定制化減少材料和資源的浪費(fèi)。

Odette Lunettes與Tom Boonen合作推出的系列，展示了這種可持續(xù)性新方法的成效。這個(gè)系列的鏡框采用生物基材料Ultrasint PA11 3D打印，不僅可定制，還能按需生產(chǎn)，降低過(guò)度生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。與Materialise合作，品牌僅用兩個(gè)月就完成了從開發(fā)到推出的整個(gè)過(guò)程，這在很大程度上得益于增材制造的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)化的數(shù)字設(shè)計(jì)流程。

Odette Lunettes創(chuàng)始人Eline De Munck表示：“可持續(xù)性必須貫穿品牌的所有方面，結(jié)合3D打印和PA11材料，我們實(shí)現(xiàn)了這一承諾，制造出既時(shí)尚又可持續(xù)的鏡架�！�

Materialise指出，這只是相關(guān)案例的一部分：數(shù)字解決方案同樣能夠通過(guò)優(yōu)化增材制造過(guò)程本身來(lái)減少浪費(fèi)。公司進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：“通過(guò)使用軟件工具實(shí)現(xiàn)任務(wù)和工作流程的自動(dòng)化、流程監(jiān)控以及模擬，我們可以更精確地控制材料使用量，優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少浪費(fèi)，提前識(shí)別廢料和缺陷，并提升生產(chǎn)規(guī)劃的效�！�

△金屬3D打印部件示意

提高生產(chǎn)效率

數(shù)字軟件工具在確保基于增材制造的生產(chǎn)流程高效可靠方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Materialise強(qiáng)調(diào)：“無(wú)論是哪種技術(shù)，通過(guò)軟件自動(dòng)化工具，我們都能最大限度地減少材料使用和機(jī)器能耗�！�

具體來(lái)說(shuō)，Magics Nester這樣的數(shù)字線程工具允許SLS用戶在單次構(gòu)建中嵌入更多部件，同時(shí)保持打印質(zhì)量，從而最大化材料和工藝效率。而e-Stage工具則具備多個(gè)可持續(xù)優(yōu)勢(shì)，包括通過(guò)最小化支撐結(jié)構(gòu)來(lái)減少樹脂消耗，以及更高效的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和后處理流程。

韓國(guó)3D打印服務(wù)提供商GLUCK專注于生產(chǎn)人形機(jī)器人，發(fā)現(xiàn)Materialise軟件對(duì)于它們的生產(chǎn)流程至關(guān)重要。Magics 3D打印套件簡(jiǎn)化了整個(gè)3D打印工作流程中的數(shù)據(jù)處理，而e-Stage for Resin模塊使GLUCK能夠自動(dòng)生成經(jīng)過(guò)優(yōu)化的支撐結(jié)構(gòu)，以最小化材料使用和移除，同時(shí)確保零件支撐的減少。

隨著GLUCK增加50臺(tái)SLA 3D打印機(jī)以提升產(chǎn)量，并致力于提供按需批量生產(chǎn)服務(wù)，Materialise軟件（包括管理和質(zhì)量保證工具）將繼續(xù)支持業(yè)務(wù)擴(kuò)展，確保穩(wěn)定運(yùn)行，減少打印故障，從而減少能源、時(shí)間和材料的浪費(fèi)。GLUCK表示：“去年我們服務(wù)了3000名客戶，有效管理它們是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。使用Materialise軟件解決方案，我們能夠管理一個(gè)高質(zhì)量、穩(wěn)定且可靠的生產(chǎn)流程�！�

可持續(xù)設(shè)計(jì)

在航空航天等眾多行業(yè)中，目標(biāo)是通過(guò)減輕零件重量來(lái)提升燃油效率。而在其它領(lǐng)域，3D打印設(shè)計(jì)正在探索更環(huán)保的解決方案。

以CMB.TECH為例，這家公司致力于航運(yùn)脫碳，并開發(fā)了氫柴油雙燃料燃燒技術(shù)，將傳統(tǒng)柴油內(nèi)燃機(jī)改造為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件是3D打印的鋁制噴射環(huán)，它將氫氣引入燃燒室。這個(gè)部件采用選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)制造，重量?jī)H為654克，且制造成本比傳統(tǒng)鑄造方法低25%。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。從可持續(xù)性角度看，該部件有助于將卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的二氧化碳排放量減少多達(dá)80%。在原型設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)評(píng)估及制造用于改裝卡車車隊(duì)的最終零件過(guò)程中，CMB.TECH與Materialise的制造專家以及專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)緊密合作。

從數(shù)字主線的角度來(lái)看，Materialise的工作流軟件（包括CO-AM管理解決方案）使制造商能夠從設(shè)計(jì)階段平滑過(guò)渡到全面生產(chǎn)，從而促進(jìn)生產(chǎn)出更具可持續(xù)性的部件。這一數(shù)字主線解決方案還能夠與現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施集成。

△數(shù)字化制造特有的快速更新迭代技術(shù)

持續(xù)反饋和迭代更新

通過(guò)數(shù)字主線架構(gòu)將產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段相互連接，我們能夠利用大量數(shù)據(jù)來(lái)洞察生產(chǎn)流程。這些數(shù)據(jù)揭示了哪些流程運(yùn)行高效，哪些流程存在效率低下的問(wèn)題，需要改進(jìn)。簡(jiǎn)而言之，這些數(shù)據(jù)作為持續(xù)反饋的來(lái)源，幫助制造商不斷優(yōu)化流程，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

Materialise強(qiáng)調(diào)，這些數(shù)據(jù)在開發(fā)新材料和新工藝中尤為重要。公司內(nèi)部利用CO-AM解決方案和質(zhì)量與過(guò)程控制工具來(lái)集中管理構(gòu)建、過(guò)程和質(zhì)量數(shù)據(jù)。這樣的集中管理有助于識(shí)別流程中的質(zhì)量差異、異常和缺陷，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作的見解，為持續(xù)改進(jìn)鋪平道路。

最終，基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)流程理解是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)性的關(guān)鍵。它使增材制造用戶能夠充分利用技術(shù)固有的生態(tài)效益，例如最小化材料浪費(fèi)、高效設(shè)計(jì)和按需生產(chǎn)。