Alsom是如何实现3D打印的潜力的

我第一次参观3D打印实验室是在2014年的秋天。在一次去肯塔基州的旅行中，我参观了一个实验室路易斯维尔大学在那里，一个团队正在与通用航空(GE Aerospace)合作，研究3D打印喷气发动机零件的可行性。

当时，3D打印或增材制造似乎是为商业航空而生。通用航空、波音和空客在一年内不会生产数百万台发动机或飞机;波音公司可能只生产600架喷气式飞机，而在业绩好的年份，通用航空公司可能销售3000台喷气式发动机。在某些情况下，喷气发动机或飞机制造商可能只需要每个喷气发动机或发动机的特定部件的几个实例。更重要的是，尽管他们必须为自己的产品提供数十年的支持，但每年所需的维修部件数量相对较少，需求也难以预测。3D打印技术不会因为最低订单要求而积压大量的维修零件，只会在需要的时间、甚至可能是需要的地方生产所需的东西。这是因为设计可以数字化，并通过电子方式传送到世界上几乎任何地方的任何3D打印机上。

无论对错，增材制造似乎在这个领域停滞了好几年:这是一项很有前途的技术，但仍然是一个非常小众的应用，用于生产少量或零星需求的备件或产品。

快进到2018年，情况似乎发生了一些变化。捷普电子而且惠普正在合作建立一个数字网络，为惠普的3D打印设备打印生产级零件，而不仅仅是备件。该技术在大量生产上仍无法与注射成型竞争，但差距正在缩小。惠普辩称，经济盈亏平衡点——即使用3D打印与使用注塑成型一样经济的临界点——是在达到11万个零件的基础上。除此之外，注射成型仍然是前进的道路。

仅仅三年后，我发表了一篇杜克大学教授和施乐公司他开发了一个框架来确定哪些部位适合3D打印。尽管如此，在我访问路易斯维尔7年后，作者确定的最常见的用例是备件。

要问这个问题需要很长时间:现在发生了什么?

这是我在秋天早些时候与Uwe Jurdeczka讨论的话题，他是一家公司的增材制造高级专家阿尔斯通是世界领先的高速列车、地铁、单轨铁路和有轨电车交钥匙系统、服务、基础设施、信号和数字移动的制造商之一。与波音公司一样，阿尔斯通也以小批量制造大型产品，然后支持它们几十年。因此，公司有很多关键和备件，低和不可预测的数量。

2017年，阿尔斯通启动了一项为期3年的研究计划，该计划的部分资金由欧盟提供，目的是了解增材制造。在这种情况下，研究的重点是3D打印金属零件的可行性。尤尔德兹卡说:“我们在列车内部的一些塑料部件和与工人安全有关的一些防护部件上使用了增材制造。”“我们想看看是否可以使用增材制造来生产用于列车内部的金属部件，而不仅仅是备件。”

阿尔斯通相信，到2020年，它可以开始向前迈进，并伸出援手Replique制造零件。Replique是由巴斯夫前员工Max Siebert共同创立的，是Chemovator GmbH的一部分，Chemovator GmbH是巴斯夫的内部风险承建商。Replique“提供了一个安全的数字平台，使原始设备制造商能够通过一个全球和分散的3D打印网络按需向客户提供零部件”，这些合作伙伴都经过了Replique的审查。

根据Jurdeczka的说法，阿尔斯通团队对不同的部件和两种不同的技术进行了试验，以比较各种因素，如制造部件的成本与传统制造方法的比较，生产和接收部件的提前时间，总拥有成本和对环境的影响。可持续性是阿尔斯通传递信息的重要组成部分。

考虑到阿尔斯通业务的全球性，以及运输行业的可靠性和安全性的重要性，该项目进展缓慢。使生产更加复杂的是，类似的列车组件可能对不同的地区有不同的要求。在南非工作的零件在欧洲的规格可能略有不同。然而，到2020年，他们已经确定了几个部件可以用于增材制造。就在那时，他们联系了Replique，开发和生产用于原始设备的定制的工业级系列零件。

第一个合格和生产的零件是用于火车车厢内的金属门塞。repique帮助阿尔斯通选择了材料和印刷技术，然后在短短一个半月的时间里，通过认证并交付了系列生产的门塞。在此期间，阿尔斯通团队表示，门塞“通过了最初的样品测试和组装协议，并获得了最终的系列生产批准。”

金属门塞是第一个在火车内部使用的部件。

开发过程的一个重要组成部分是获得合格的部件，因为运输行业要求很高的安全标准。在这种情况下，部件必须满足特定的防火和防烟规定。Replique的首席执行官兼联合创始人Max Siebert说:“我们有7个领先的材料制造商的生态系统，帮助选择正确的材料，并提供超过60个打印合作伙伴的网络，以制造聚合物和金属部件。”

阿尔斯通的零部件经过了严格的认证程序，以确保它们符合安全标准。

3D打印中心经理Ben Boese指出，与传统方法相比，该公司“能够以成本中性的方式生产门塞”。他补充说，阿尔斯通计划调查新部件的生产，“甚至通过使用更少的填料来使它们更轻”。

尤尔德兹卡说，这些零件运转良好，接收零件的交货时间缩短了。因为印刷零件的规格是数字化的，所以它们可以出口到作为复立克全球网络一部分的制造合作伙伴，基本上在阿尔斯通开展业务的地方创造了本地供应。“生产这些部件的传统方法是购买金属片，弯曲，研磨，涂覆，然后安装。现在，我们订购它，我们收到一个成品部件，我们能够扭矩紧固它，安装它，”Jurdeczka说。他指出，他们可能只需要30个零件在一个订单。“有了3D打印，我们不需要安全库存，”他说。“我们可以按我们需要的数量订购零件。”更重要的是，零部件的运输距离要短得多，这对阿尔斯通的碳足迹产生了积极的影响。

西伯特告诉我，根据他的经验，阿尔斯通在识别3D打印在其运营中的潜力方面取得了巨大进展。他说:“他们认识到，他们可能不需要所有的东西都需要大规模生产技术。”“他们正在实现3D打印的一个基本承诺，即有能力以你想要的材料，在世界上任何地方生产适当数量的零件，并且安全。”