使用Formlabs SLS 3D 打印為機(jī)器和車輛生產(chǎn)定制控制系統(tǒng)

總部位于德國(guó)的IBL Hydronic是一家專為建筑、市政、農(nóng)業(yè)和林業(yè)以及其他專業(yè)機(jī)械和車輛提供定制的電子、液壓和軟件解決方案的公司。內(nèi)部配備了一臺(tái)激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）Fuse系列打印設(shè)備，能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建功能性原型，并在內(nèi)部生產(chǎn)復(fù)雜的液壓組件作為最終用途使用。

IBL Hydronic的3D打印技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師Tom Heindl談?wù)摿?strong>SLS 3D打印如何促進(jìn)控制解決方案的創(chuàng)新，以及工作流程如何因此得到優(yōu)化和加速。

開(kāi)發(fā)適用于機(jī)械和車輛的自動(dòng)化控制系統(tǒng)

IBL Hydronic為各種工業(yè)機(jī)械開(kāi)發(fā)和制造控制系統(tǒng)，例如建筑車輛、農(nóng)業(yè)和林業(yè)機(jī)械以及市政車輛。在這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中，公司提供控制組件的硬件和相應(yīng)的定制軟件。產(chǎn)品組合從簡(jiǎn)單的控制模塊到包含高級(jí)用戶界面的即插即用設(shè)備控制系統(tǒng)。

在過(guò)去的一些工作中，IBL證明了已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)極限，因此他們開(kāi)始考慮使用3D打印解決方案。最初都是采用外發(fā)3D打印服務(wù)完成，隨著需求量的提高，為了能夠快速響應(yīng)客戶的需求，在2019年公司投資了他們的第一臺(tái)內(nèi)部3D打印機(jī)，在內(nèi)部生產(chǎn)組件，3D打印起著關(guān)鍵作用。

"使用3D打印對(duì)我們來(lái)說(shuō)，光學(xué)特性（如層線）保持不可見(jiàn)是非常重要的，并且我們也最大化了我們的設(shè)計(jì)自由度。在其他3D打印技術(shù)出現(xiàn)初步質(zhì)量問(wèn)題后，我們決定使用Fuse 1 SLS 3D打印機(jī)，"Heindl說(shuō)。

Heindl認(rèn)為， SLS 3D 打印技術(shù)在 Fuse 1 上使用尼龍粉末打印的主要優(yōu)勢(shì)是無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)。這個(gè)技術(shù)為更多有價(jià)值的新項(xiàng)目打開(kāi)了一扇又一扇的門(mén)，擁有SLS 3D打印機(jī)意味著不再需要使用如CNC銑削、車削或機(jī)械加工等制造方法。這為我他們節(jié)省了很多時(shí)間與成本。

3D打印中小批量零件，定制最終用途

內(nèi)部擁有一臺(tái)Fuse 1打印機(jī)，為Heindl及其團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了顯著的靈活性優(yōu)勢(shì)，使他們能夠?qū)⒖蛻舴?wù)水平提升至全新高度。
在為農(nóng)業(yè)機(jī)械和市政車輛制造商開(kāi)發(fā)控制裝置時(shí)，IBL往往無(wú)法依賴現(xiàn)成的組件。他們專注于針對(duì)每個(gè)客戶的獨(dú)特挑戰(zhàn)和需求，利用其內(nèi)部的SLS 3D打印機(jī)，開(kāi)發(fā)定制化解決方案。
這種專注于定制化服務(wù)的能力，是他們?cè)谑袌?chǎng)中的獨(dú)特賣點(diǎn)，使IBL的產(chǎn)品與那些依賴減材制造或注塑成型工藝的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)。注塑成型不僅成本高昂，而且過(guò)程復(fù)雜，對(duì)于小批量生產(chǎn)的需求而言，這種工藝并不經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

使用SLA和SLS 3D打印技術(shù)構(gòu)建的控制解決方案，根據(jù)客戶的農(nóng)業(yè)和林業(yè)機(jī)械進(jìn)行定制。

由于能夠快速交貨并充分利用3D打印機(jī)的產(chǎn)能，F(xiàn)use 1 打印機(jī)的投資回報(bào)率是非常高的。除此之外，公司可以通過(guò)提高制造能力來(lái)獲取新客戶。

3D打農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制模塊

IBL Hydronic 參與的一個(gè)項(xiàng)目涉及了一家農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商開(kāi)發(fā)一個(gè)控制面板，該控制面板必須針對(duì)特定機(jī)器進(jìn)行定制。最終，該項(xiàng)目以創(chuàng)紀(jì)錄的速度完成。在僅一個(gè)月的開(kāi)發(fā)后，控制模塊就完成并向客戶展示。

3D打印的特殊紋理處理賦予模型皮革外觀，讓人很難察覺(jué)這是3D打印的部件

利用SLS 3D打印技術(shù)精心制作的外殼組件，經(jīng)過(guò)精密組裝，并配備了柔軟的皮革扶手墊。為了打造一個(gè)既實(shí)用又美觀的設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)在3D模型設(shè)計(jì)階段巧妙地融入了表面紋理。打印完成后，這些組件經(jīng)過(guò)細(xì)致打磨，并通過(guò)染色工藝賦予了它們色彩。

最終，這些完全由SLS 3D打印技術(shù)制成的組件，不僅在功能上達(dá)到了預(yù)期，其表面也呈現(xiàn)出類似皮革的質(zhì)感和紋理，極大地提升了產(chǎn)品的外觀吸引力，完善了整體設(shè)計(jì)。

控制面板外殼的組件是在Fuse 1上使用尼龍12材料打印的，最后進(jìn)行打磨和染色。

IBL團(tuán)隊(duì)利用SLS和SLA 3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮了增材制造所能提供的全部設(shè)計(jì)和功能自由度。例如，像白色和橙色半透明按鈕這樣較小的部件是在SLA 3D打印機(jī)上生產(chǎn)的，在這個(gè)控制模塊中，可以將功能集成到軟件中，以便在系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)從按鍵發(fā)出閃爍的警告信號(hào)提示。

增材制造所提供的快速和靈活性是IBL新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中控制模塊的基礎(chǔ)。通過(guò)內(nèi)部3D打印，可以顯著減少與外部制造服務(wù)提供商在討論和規(guī)劃階段的前置時(shí)間，公司可以更快地向客戶交付結(jié)果。

“如果我們沒(méi)有投資內(nèi)部3D打印機(jī)并學(xué)習(xí)這個(gè)過(guò)程，我們就不會(huì)贏得某些客戶?！?/div>

——Tom Heindl，IBL Hydronic 3D打印技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師

Heindl和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃利用他們所獲得的經(jīng)驗(yàn)，在未來(lái)擴(kuò)展到新材料、制造能力和設(shè)計(jì)可能性。像這樣的3D打印控制面板項(xiàng)目為新方法奠定了基礎(chǔ)，并為他們未來(lái)的項(xiàng)目拓寬了視野。