Apiar利用 3D 打印實(shí)現(xiàn)奢侈手表小批量生產(chǎn)，完全采用外包產(chǎn)業(yè)鏈

Apiar是一家位于倫敦的英國初創(chuàng)公司，專注于 3D 打印奢華手表的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。Apiar 創(chuàng)始人 Sam White 和 Matt Oosthuizen 擁有工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械工程和大規(guī)模增材制造 (AM) 領(lǐng)域的專業(yè)背景，他們正利用自身的專業(yè)知識(shí)優(yōu)化這些手表的生產(chǎn)流程，并致力于提升產(chǎn)品的適應(yīng)性和持續(xù)變化性。

△Apiar完成的 Gen 1.0 手表，采用 3D 打印部件。來源：Apiar（所有圖片）

制表業(yè)最初只是兩位工程師的愛好，卻提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，讓他們有機(jī)會(huì)利用增材制造技術(shù)徹底革新長期以來的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。盡管懷特（White）和Oosthuizen希望增材制造技術(shù)能夠推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新，但從車間生產(chǎn)來看，制表業(yè)仍然相對傳統(tǒng)。Apiar成立于2022年，其使命是將3D打印技術(shù)引入制表業(yè)，旨在為奢侈品消費(fèi)者打造獨(dú)特、可持續(xù)且輕巧的配飾。

然而，由于Apiar最初只是兩人基于愛好的兼職項(xiàng)目，因此沒有自己的工廠或設(shè)備。因此，White和Oosthuizen必須回答許多初創(chuàng)制造商面臨的一個(gè)問題：一家公司如何在沒有自有車間的情況下，進(jìn)行生產(chǎn)流程？ Apiar專注于在岸外包，在150英里半徑范圍內(nèi)尋找行業(yè)合作伙伴來完成這項(xiàng)工作。這條本地供應(yīng)鏈降低了運(yùn)輸成本，并使Apiar能夠與供應(yīng)商建立密切的溝通和合作關(guān)系。這種緊密的距離和公司之間建立的信任，簡化了其主要在外部運(yùn)營的工作流程。

外包生產(chǎn)

手表的內(nèi)部組件通常是標(biāo)準(zhǔn)化的，許多制造商會(huì)從瑞士或英國外包零件。因此，創(chuàng)始人的想法并非徹底改造標(biāo)準(zhǔn)手表，而是利用增材制造技術(shù) (AM) 生產(chǎn)以前無法制造的復(fù)雜設(shè)計(jì)的新表殼和框架。AM 技術(shù)不僅使 Apiar 能夠完成這一使命，還能以非傳統(tǒng)的高效方式為奢侈品市場小批量生產(chǎn)此類手表。  

設(shè)計(jì)工作完全由 Apiar 內(nèi)部完成，Apiar使用了 Netfabb、Rhinoceros 3D 和Autodesk Fusion 軟件。其首款手表 Invenire v1.0 的設(shè)計(jì)和原型制作均采用 Fusion 和 Netfabb 的生成設(shè)計(jì)和體積網(wǎng)格技術(shù)。Invenire v1.0 采用了螺旋形、六邊形和 X 形網(wǎng)格。Apiar 希望其手表能夠通過 3D 打印技術(shù)獲得良好的辨識(shí)度，因此所有圖案都特意清晰可見。

△Invenirev1.0 手表表殼采用螺旋形、六邊形和 X 形網(wǎng)格，清晰可見，因此可以識(shí)別出手表是 3D 打印的。

隨后，Apiar公司生產(chǎn)了限量版Invenire ERB 手表系列，不帶任何格紋，完全采用 Fusion 的 CAD 功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。在其第二款手表系列 Gen 1.0 中，Apiar 受衍生式設(shè)計(jì)的啟發(fā)，出于美學(xué)考慮，轉(zhuǎn)而采用手工設(shè)計(jì)方法。該公司的目標(biāo)是為這款手表打造一種視覺上奢華、輕巧耐用的設(shè)計(jì)。這些有機(jī)美觀的結(jié)構(gòu)首先在 Rhinoceros 3D 中創(chuàng)建，然后傳輸?shù)?Fusion，利用 CAD 設(shè)計(jì)手表的其余部分。

Apiar 與合同制造商ApexAdditive Technologies在整個(gè)手表部件的金屬 3D 打印過程中緊密合作。在為 Apiar 生產(chǎn)零件時(shí)，該公司使用其內(nèi)部激光粉末床熔融 (LPBF) RenishawAM 500 機(jī)器和專有的零件制造參數(shù)。Apex Additive 增材制造的四個(gè)關(guān)鍵手表部件包括：由鏤空表耳固定的背板、帶表盤的中殼、表冠以及舒適的帶表帶的表扣。所有部件均經(jīng)過熱處理，并采用 23 級(jí)鈦合金制成，重量輕且堅(jiān)固耐用。

零件離開構(gòu)建板后，精加工工藝因產(chǎn)品而異。當(dāng)想要為打印表面創(chuàng)建啞光效果時(shí)，零件會(huì)經(jīng)過噴砂處理。對于高拋光或拉絲效果的零件，它們會(huì)被送到位于伍斯特郡的五軸 CNC 加工工廠Silvey Engineering，在那里它們會(huì)被加工成反映傳統(tǒng)拋光手表飾面的效果。Silvey Engineering 還為產(chǎn)品加工密封槽和其他關(guān)鍵接口，因此組裝后的手表是防水的。然后，這些零件會(huì)經(jīng)過制表業(yè)慣用的手工精加工工藝，可為打印表面提供更高質(zhì)量的拋光。對于最終組裝和質(zhì)量保證，該公司與手表服務(wù)公司Horologium Limited 合作。該公司還與Watch ToolkitLtd.合作，后者為單個(gè)表殼提供表面精加工服務(wù)。

調(diào)整生產(chǎn)流程

英國手表市場規(guī)模在過去兩年里幾乎翻了一番，行業(yè)競爭也因此加劇。懷特表示，3D打印技術(shù)使Apiar能夠快速創(chuàng)新，并領(lǐng)先于市場快速發(fā)展的速度生產(chǎn)手表。懷特說：“對我們來說，好處是，一旦設(shè)計(jì)完成，就可以將它們放置在構(gòu)建板上并有效擴(kuò)展�！�

Apiar首先將機(jī)殼水平放置在Invenire打印平臺(tái)上，由于打印平臺(tái)與打印平臺(tái)上的多個(gè)接觸點(diǎn)需要重新打磨，打印部件總共需要大約七個(gè)小時(shí)的加工時(shí)間。

△1.0代表殼已裝夾在Silvey Engineering公司進(jìn)行加工。由于Apiar與Apex Additive Technologies合作優(yōu)化了其手表部件的3D打印技術(shù)，加工時(shí)間已顯著縮短。  

Apiar 開始生產(chǎn) Gen1.0 時(shí)發(fā)現(xiàn)，垂直放置機(jī)殼可以優(yōu)化生產(chǎn)流程。這樣一來，構(gòu)建板上可以添加超過 25 個(gè)額外單元，而后期加工時(shí)間僅需一個(gè)半小時(shí)，從而加快并簡化了加工流程。3D 打印部件的總生產(chǎn)時(shí)間約為八小時(shí)。懷特補(bǔ)充道：“我們的重點(diǎn)是讓技術(shù)為我們服務(wù)�！�

Oosthuizen 表示，Apiar目前單次生產(chǎn)量可達(dá) 200 塊。這一批量大小與奢侈品市場需求息息相關(guān)，同時(shí)也經(jīng)過了優(yōu)化，以提高增材制造工藝的效率。一次性生產(chǎn) 200 塊手表，能夠幫助公司填滿制造板，降低單位成本，并保持其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

除了更小的產(chǎn)量和新的設(shè)計(jì)可能性之外，Apiar 對增材制造技術(shù)的運(yùn)用也支持了其可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。每款手表都設(shè)計(jì)得輕巧且可持續(xù)。為了減少材料浪費(fèi)，手表零件并非采用坯料加工而成，而是打印成近凈成形的部件。此外，在其最新的手表生產(chǎn)線上，只需從打印的部件上去除 0.75 毫米的材料即可形成產(chǎn)品的最終形狀。在運(yùn)輸方面，Apiar 還與Magical Mushroom Co.合作，定制菌絲體包裝，作為塑料的可堆肥替代品。在能源消耗方面，該公司利用 Apex Additive Technologies 完全由核能驅(qū)動(dòng)的設(shè)施，在整個(gè)制造過程中減少碳足跡。

更小的批次，更快的生產(chǎn)

與量產(chǎn)手表相比，Apiar 的手表產(chǎn)量小得多，非常適合奢侈品生產(chǎn)——這使得增材制造成為比傳統(tǒng)制表工藝更優(yōu)的生產(chǎn)工藝。增材制造技術(shù)使 Apiar 能夠有效降低風(fēng)險(xiǎn)、糾正任何生產(chǎn)錯(cuò)誤，并根據(jù)市場需求快速改進(jìn)和發(fā)布產(chǎn)品。

△完工的 Gen 1.0 表殼，幾何形狀采用更手工的方式設(shè)計(jì)，既美觀又輕巧。

Oosthuizen 表示，與坯料加工相比，3D 打印技術(shù)讓 Apiar 能夠更好地控制產(chǎn)量。如果采用傳統(tǒng)機(jī)械加工方式，Apiar 的表殼需要足夠大的產(chǎn)量才能抵消五軸數(shù)控機(jī)床的設(shè)置時(shí)間和成本，而該公司此前發(fā)現(xiàn)這既困難又昂貴。雖然 Apiar 的手表零件仍然需要機(jī)械加工，但零件在機(jī)械加工過程中耗費(fèi)的時(shí)間要少得多，加工過程也簡單得多。金屬 3D 打印的靈活性加上機(jī)械加工需求的減少，使 Apiar 能夠以更快的速度生產(chǎn)少量產(chǎn)品——這在以前是不可能的。簡而言之，有了增材制造技術(shù)，任何數(shù)量都無所不能。

Apiar 通過與國內(nèi)供應(yīng)商建立穩(wěn)固的合作伙伴關(guān)系，優(yōu)化了其外部生產(chǎn)流程，利用增材技術(shù)控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)量，并最大限度地縮短加工時(shí)間，從而提升了市場地位。在收到其他制表商關(guān)于其 3D 打印和原型制作流程的咨詢后，Apiar 致力于拓展業(yè)務(wù)，并將其增材生產(chǎn)知識(shí)分享給更廣泛的受眾。

最后，Oosthuizen 補(bǔ)充道：“我們希望開始幫助其他人實(shí)現(xiàn)他們的設(shè)計(jì)和夢想，幫助他們使用增材制造技術(shù)以極小的數(shù)量完成原型�！�