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加速世界向本地化制造转型

—— 3D打印产品与解决方案供应商Ultimaker考察纪实

2019/6/5    来源:e-works    作者:e-works  许之颖      
关键字:3D打印  Ultimaker  荷比卢考察  
5月21日上午,“2019e-works荷比卢制造业数字化创新之旅”考察团参观了Ultimaker的总部。Ultimaker是一家总部位于荷兰乌德勒支的3D打印机制造公司,创立至今已有八年。产品管理高级副总裁Paul Heiden接待了考察团一行,介绍了公司的发展历程、产品及为客户提供的服务,并分享了企业3D打印的实践。

    Ultimaker是一家发源于荷兰的3D打印产品与解决方案供应商,2011年由三位年轻的荷兰创客共同创立,现有超过400名员工。除荷兰总部,旗下有两家公司,在美国、新加坡分别设有销售分支机构,并在欧洲和美国建有工厂,Ultimaker在中国市场有代理合作伙伴。

    Ultimaker的产品为桌面级3D打印机,从公司成立至今已销售超过125,000台。Ultimaker的客户遍布制造业、建筑、医疗保健、教育和小规模制造等各个行业,其中不乏世界百强企业。对于制造企业,Ultimaker可支持企业的研发、制造、质量检测、安全控制、服务运维等各业务环节,实现从样件、制造工具到服务配件的打印制造;对于建筑行业,支持概念模型、销售展示、总体规划业务,可制造各种场景的建筑模型;对于医疗行业,可制造手术辅助器械。上述不同行业的应用,不论是制造周期还是成本均较传统模式大幅下降。

    Ultimaker产品管理高级副总裁Paul Heiden和应用工程师Lars de Jongh.热情地接待了考察团一行,考察交流在非常轻松的氛围下进行,Paul向考察团介绍了公司的发展历程、产品,Lars介绍了Ultimaker为客户提供的服务,分享了大量企业3D打印的实践,并带领考察团参观了公司。

Ultimaker的主要产品

Ultimaker的主要产品(图片来源:Ultimaker)

Ultimaker S5

Ultimaker S5(图片来源:Ultimaker)

    Ultimaker的总部建造得非常简约、紧凑,整体建筑为一层楼,前部为研发等职能机构,研发机构设置有概念设计、产品设计、产品仿真、测试等部门,后半部分为生产车间及仓库。其内部装修风格极为开放,办公室与过道之间用储物柜隔开,每间办公室未安装门,而每间办公室内风格各异,墙壁上不规则地张贴各种图案的壁纸,研发样件随意摆放在各个角落,一看就是典型的创意型企业。

    Ultimaker的主要产品是桌面级3D打印机,产品系列有Ultimaker S5、Ultimaker 3系列和Ultimaker 2+系列。Ultimaker的打印模式是FFF模式(也称为FDM的模式),其打印材料主要为非金属,如尼龙、ABS等热塑性材料,以丝状供料,材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时将熔化的材料挤出,材料迅速凝固成型。Ultimaker与全球众多材料制造公司结成合作伙伴,因此可支持非金属材料的打印,可打印的最大尺寸为330*240*300毫米,最小的喷头为0.25毫米。此外,Ultimaker的打印机易于使用,打印头更换非常简便。

    除了3D打印机的研发制造之外,Ultimaker还开发了3D打印软件——Ultimaker Cura,用于生成供打印输出的G代码,该软件是开源软件,可以免费使用。Ultimaker Cura上承三维数模与打印材料配置,对模型分层及加工路径规划后,输出供打印的G代码。Ultimaker Cura的核心一方面是将三维模型分层,提供STL,另一方面是可以解决材料配置的难点,由于不同材料的特性不同,在打印时需要结合材料特点设置合理的打印参数。在Ultimaker Cura中已建立了不同材料的打印参数配置,免除用户打印过程中的参数设置的困难。这款软件目前已有300万用户,除企业外,还有大量的学生和教师用户。

Ultimaker Cura的价值

Ultimaker Cura的价值(图片来源:Ultimaker)

    在Ultimaker的参观交流,以下几点感受比较深刻:

1、颠覆传统制造模式,加速世界向本地化制造转型

    Ultimaker的发展愿景是加速世界向本地化制造转型。在能力上Ultimaker汇集了可靠的3D打印的硬件设备、大量的工程材料资源和自主研发的开源3D打印软件,为企业提供本地化制造服务,在应用的场合按需制造,帮助企业转变制造和生产模式。

    例如设备维修备件的传统制造模式是将制造需求或采购需求传递给供应商,由供应商组织生产并提供,再运送至企业使用,3D打印的制造模式可以变革传统模式,可以在企业内部利用3D打印,直接完成备件的制造,大大缩短采购维修周期。

2、拓展3D打印应用范围,创新应用模式

产品生命周期中3D打印的价值

产品生命周期中3D打印的价值(图片来源:Ultimaker)

    一谈到3D打印,人们往往会想到用于样件制作,然而该技术的应用还有更为广阔的空间,Ultimaker认为3D打印可以服务于产品的全生命周期。有别于通常的3D打印应用模式,Ultimaker不仅帮助其客户打印制造工具,如夹具、辅具,缩短生产准备周期、保障产品质量,而且在产品使用阶段,3D打印也大有可为,服务于维修和备件更换,提高维修效率。基于3D打印的增材制造模式,可以大大提高材料利用率,根据需要在应用的现场单件生产,可以缩短制造周期、显著降低生产成本

3、产品非关重件制造,不可忽视非金属材料

    Ultimaker认为产品中的非关重件,在保障同等强度或其他性能要求下,可以用非金属材料替代金属材料,结合3D打印技术应用,可大大降低制造成本、缩短制造周期、减轻零件重量。与金属材料相比,非金属材料具有以下优势:

    1)材料不受限制,有几百种材料供选择使用;

    2)制造成本低,一方面是3D打印机硬件投入成本较低,另一方面原材料费用较金属材料费用低,一般企业用得起;

    3)制造工艺简单,打印完成后一般不需要后处理。

4、3D打印,从应用场景的分析开始

    Ultimaker不仅为企业提供3D打印机产品,还帮助客户分析挖掘实际的3D应用场景和应用需求。在与企业的合作中,Ultimaker的服务人员往往会先了解企业的业务流程,与客户深入沟通,发现在业务流程中的哪些环节可以通过3D打印来解决业务痛点,通过发掘客户的实际需求,找到适合的应用场景,帮助客户通过3D打印的应用获得实在的价值。

Ultimaker的服务流程

Ultimaker的服务流程(图片来源:Ultimaker)

    实际上,3D打印在企业的应用场景非常广泛,仅辅助制造方面的应用就可以有十几种应用场景,如工装、夹具、装配定位辅具、工具托架、托盘、质量保证的工具等等。

    例如,福特汽车公司通过在试验厂建立一个专门的3D车间,本地工人可以利用Ultimaker 3D打印技术24小时内在现场直接打印制造他们所需的工具,使其能够在新款车投入大规模生产之前确保设计到位,同时也给工程师们更多时间迭代所有定制工具的设计。这些工具的制造周期也大幅缩短,从原先平均10周包括设计与制造在内的外部合同,到现在即使是复杂的装配夹具制造,最迟也能在10天内完成。与常规生产传统工具的成本相比,每个定制工具可以节省1000欧元,如夹具和治具的制造。此外,装配辅助工具比传统工具轻70%。仅福特福克斯而言,就已使用超过50种不同增材制造的工具用于其系列生产。通过打印这些部件,大大延长了机器的正常运行时间,且生产线无需长时间暂停。更重要的是,这些3D打印的工具给福特员工的身心健康带来了很大好处。长期使用传统的金属工具,工作量较为繁重,且随着时间的推移,会对工人的健康产生影响。Ultimaker认为,依照Ultimaker目前的材料范围足以替代金属工具,这给组装人员相对减轻了工作负担。

Ultimaker应用案例

Ultimaker应用案例(图片来源:Ultimaker)

6、未来以Ultimaker Cura为核心构建新的商业模式

    由于Ultimaker Cura的大量免费应用,已成为事实上的标准。未来,Ultimaker将在Ultimaker Cura已有广泛的用户基础之上,寻求更多的合作伙伴,搭建平台,开发更多的应用,为客户提供各种类型的增值服务。此外,基于广泛应用,Ultimaker还将为G代码建立数据库,共享G代码资源,将形成Online Market商业模式。

以Ultimaker Cura为核心构建新的商业模式

以Ultimaker Cura为核心构建新的商业模式

后记

    3D打印技术至今已有30多年历史,近几年虽在国内渐成热点,但实际上并未真正应用普及,很多企业还在3D打印技术前徘徊。究其原因,一是3D打印设备价格昂贵,尤其是金属增材制造,还包括其粉末打印材料费用很高,不是所有企业都能消费得起,另一方面则是企业不知道如何利用3D打印服务于自身业务。Ultimaker在欧美市场的大量应用、行业标准的构建及其个性化的服务模式或许能给中国企业带来更多启示。

考察团在Ultimaker的合影

考察团在Ultimaker的合影

责任编辑:程玥
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