Greg Morris没有花太多的时间在幻想未来工厂的样子上,因为他早已在经营一家未来工厂。
他的公司Morris科技(
http://designnews.com.cn/0711-310.aspx)专注于生产航天、医药以及工业应用方面尖端的金属组件。第一眼看上去,Morris似乎经营了一家满是高端CNC机器的传统机器商店。在机器工具旁边,Morris空出一间EOS成型金属激光烧结(DMSL)机器储藏室,该设备用连层熔融金属粉末生产零件。

使用这六台机器,Morris最大限度的集合了世界上DMLS制造能力。他不仅使用这些设备来塑造原型,还可以用来生产零部件。这是一个由众多名词集合的实践——包括快速制造,成型数字制造,固体自由形态制造以及少量分层制造。所有这些名词都要采用添加剂加工技术,而在一开始,是计划用于成型塑模,以及生产成品的。Morris相信添加剂加工系统将会很快占领市场的极大份额。“我们正在产品生产方式革命的边缘。”他说道。

EOS最新的塑料成型机器Formiga 100是自我复制
功能的一次质的飞跃,而该功能长久以来都只
停留在科学幻想上。该设备当中的23个生产零件,
事实上是由其他EOS成型金属激光烧结机器制造的。 他并不是唯一一个位于这场革命前沿的人。例如,波音公司已经广泛采用快速成型机器为F18和其他军用飞机制造零件、工具并加工急救用品。“我们仅仅接触到了数字加工业的冰山一角。”波音公司Phantom works小组工程设计经理Jeff Degrange先生(http://designnews.com.cn/0711-311.aspx)介绍说成型数字加工已经成为助听器行业的标准实践方法。3D系统公司CEO Abe Reichental(http://designnews.com.cn/0711-312.aspx)先生说:“从数字上看,有数百万助听器是在立体成型系统基础上生产出来的。”

采用FDM 400 mc设备,Stratasys公司提高了自身的
生产能力和零件质量,以满足制造商的需求。 其他使用者也都跟上了数字加工业的流行趋势。曾经出版过美国快速成型工业年度报告的分析家Terry Wohlers估计,现在有大约12%掌握了添加剂加工技术的用户采用该技术进行生产。而在2003年,这个比例是3.7%。他说:“现在快速成型技术是一个热门话题。”
在不久的未来它将会变的更加热门。许多添加剂加工技术已经从成型塑模和单边工作向成熟加工类型转移。但是在制造领域广泛接受添加剂技术(同时也让设计工程师们都接受之前)它们必须克服很多重大的技术难题。
材料缺点
今后几年要面临的最大问题都和材料有关。传统观点认为,当添加剂零部件具有可伸缩性或具备其他机械特性的时候,不能和它的塑模、机器加工和浇注的复本相匹配。
对于添加剂塑料系统来说,这样的观点有它的合理性。美国路易斯维尔州立大学快速成型中心运营经理Tim Gornet解释说:“由于设备的类型、采用的特殊材料、甚至是组装平台上零件的位置各异可导致性能的不同。”总的来说,他相信SLA设备上采用的激光治疗光固化树脂材料具有伸缩性,并且影响设备搭配无载或轻载应用程序的性能。例如Stratasys公司的熔融沉积模型或3D系统公司的选择性激光烧结系统上采用的热塑添加剂材料,将成型塑料性能之间的差异缩小到一定程度。但是性能上的差异还是存在。Stratasys公司熔融沉积模型系统产品经理Fred Fischer先生说,“我们从未告诉世人我们的材料与成型塑料是完全一致的,我们只是说更加接近。”该系统在挤压热塑层基础上生产零件。例如采用ABS塑料,Fischer指出熔融沉积模型FDM占成型性能的70%至80%。其他数据则显示存在更大的性能差异。相反的,越来越多的情况表明,采用添加剂金属加工流程,与浇注方法相比性能并没有多大的改变。Morris说道,他的航空以及医药客户花费了成千上万的美金投入到机械性能测试中,以证明DMLS流程满足他们应用程序的需求。结果虽然是保密的,但是Morris对流程的伸缩性性能做出报告——包括最终伸缩强度,屈服强度和延展度——这些与锻造特性很相似而且“比浇注效果更好。”他说,同样的情况在疲劳特性上也可以找到。
另外一个材料问题涉及到了选择的自由度。如今使用添加剂工艺时,可供工程师们选择的材料具有局限性。如Morris所说,“现在供我们浇注和加工的合金只有成百而不是上千种。DMLS现在拥有四种,包括钴铬合