見微知著：高科技模型工坊 每日熱聞

從一家模型鑄造廠發(fā)展成為汽車行業(yè)最重要的合作伙伴之一，德國增材制造服務(wù)商Modellbau Kurz 為小規(guī)模和大規(guī)模生產(chǎn)的原型設(shè)計(jì)做出了杰出的貢獻(xiàn)。這家公司之所以能夠快速進(jìn)行開發(fā)，得益于其采用了最先進(jìn)的3D打印技術(shù)。在這里，傳統(tǒng)與創(chuàng)新以及面對變化的積極應(yīng)變能力都充分發(fā)揮了優(yōu)勢。

工廠入口處的塑像尺寸令人驚嘆。塑像頭部是鋼制的,它那炯炯有神的目光正在凝視遠(yuǎn)方,這也是一雙見證了許多奇跡發(fā)生的眼睛。很多汽車行業(yè)的大人物在自己的新車型在市場上大放異彩之前都曾來過這里提出自己的設(shè)計(jì)需求。1972年,這家工廠是作為一家模型鑄造廠成立的，隨著家族企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，日益在各大品牌的汽車開發(fā)過程中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。位于格林根的Modellbau Kurz因其能夠開發(fā)大量現(xiàn)代機(jī)器部件而在汽車行業(yè)備受歡迎,逐步成為工業(yè)建模行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，尤其是在3D打印領(lǐng)域。

(資料圖)

“在我們這里，根據(jù)用戶的創(chuàng)意，有形產(chǎn)品可在數(shù)小時內(nèi)被創(chuàng)造出來”，第三代公司管理經(jīng)營者尼可·庫爾茨（Niko Kurz）向我們解釋道，總的來說，公司結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。之所以復(fù)雜，是因?yàn)楦鱾€產(chǎn)品及其生產(chǎn)流程都有所不同?！皩?shí)際上沒有什么是我們生產(chǎn)不了的”，庫爾茨說：從儀表板、中控臺中發(fā)揮作用的支架和小部件到發(fā)動機(jī)缸體或保險(xiǎn)杠。然而，所有這些產(chǎn)品的開發(fā)都是保密的。因?yàn)楣緟⑴c了主要汽車制造商的開發(fā)過程，因此保密工作至關(guān)重要。例如，這些剛剛從3D打印機(jī)出來的小裝飾部件就是屬于某個一級方程式車隊(duì)的。它們可將空氣動力學(xué)的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，但若是競爭車隊(duì)得到風(fēng)聲，那么對于車隊(duì)來說將是致命的打擊。

展望未來

這家位于格林根的公司擁有大約70名高素質(zhì)的工程師、設(shè)計(jì)師和建模師,公司產(chǎn)品涉及范圍極其廣泛，因此庫爾茨家族不斷提醒自己要著眼于未來。他的父親拉爾夫于1989年將真空鑄造工藝引入公司。“當(dāng)時,它就和今天的3D打印一樣是具有創(chuàng)新性的”， 庫爾茨解釋道。

陰模用硅膠成型，產(chǎn)生的空腔再次被空氣和氧氣填充。 現(xiàn)在，在5000平方米的公司場地上，他們可以采用這種工藝用聚氨酯塑料制作體積高達(dá)7升的 1 ∶1 復(fù)制品。

過去原始模型必須費(fèi)力地通過手工方式進(jìn)行制造。即便在現(xiàn)代化的今天，公司廠房內(nèi)還保留了一個裝有大型銑床或車床的車間，學(xué)員可以在那里從零開始學(xué)習(xí)相關(guān)工藝。然而，借助3D打印機(jī)，通過去除材料獲得理想形狀工件的減材工藝現(xiàn)在已被增材工藝（即通過堆積材料）所取代。

從制作原型開始

工件幾乎是憑空產(chǎn)生的，因?yàn)椴牧鲜且粚右粚臃笊先サ?，并在化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)過程中融合和硬化。通過這種方式，可以在最短的時間內(nèi)生產(chǎn)出原型、工具或批量試生產(chǎn)的產(chǎn)品和小批量產(chǎn)品。3D打印技術(shù)始于立體光刻技術(shù)，這種技術(shù)在20世紀(jì)90年代用于制作真空鑄造的原始模型。

今天，3D打印技術(shù)能做的事情遠(yuǎn)比你想象的要多得多?！耙虼?，它可在產(chǎn)品的原型開發(fā)中發(fā)揮非常重要的作用”， 尼可·庫爾茨解釋道。但是公司需要了解用戶的設(shè)計(jì)理念，才能通過自己的技術(shù)幫助其實(shí)現(xiàn)。由于斯圖加特地區(qū)附近有許多汽車制造商，這家公司的開發(fā)部門能夠非常靈活快速地響應(yīng)客戶的要求。

Polyjet聚合物噴射技術(shù)在這里發(fā)揮著最重要的作用，使用這種技術(shù)可以生產(chǎn)出各種顏色或硬度且非常逼真的原型。激光使粉末狀聚酰胺熔化并硬化?！斑@是目前最先進(jìn)的技術(shù)”，庫爾茨解釋。不僅可以制造原型，而且可以制造出量產(chǎn)零件。這里的計(jì)算方法很簡單：“如果每千克3D打印的成本為60歐元，注塑成型的成本為4歐元，金屬模具的生產(chǎn)成本為3萬歐元，我很快就能知道采用哪種工藝可獲得利潤?！?/p>

高科技3D打印技術(shù)

Modellbau Kurz擁有各種不同的生產(chǎn)流程以及豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，用于制造模具和注塑成型部件或軟質(zhì)泡沫系列零件，除Polyjet技術(shù)外，還會采用其他3D高科技打印技術(shù)。例如，采用熔融沉積成型（FDM）技術(shù)使塑料層層融化。這種方式相對較快且成本低廉，主要用于早期原型的構(gòu)建。選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)用于生產(chǎn)壁比較薄的大型移動部件。在這里，粉末變成非常薄的涂層，首先涂在整個表面上，然后通過激光燒結(jié)或熔化使其逐步成型。

“我們還可以使用歐洲最大的SLS打印機(jī)之一生產(chǎn)高達(dá)1米的零件”， 尼可·庫爾茨說。 采用多射流熔融3D打印技術(shù)（MJF）可以按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)快速、廉價地生產(chǎn)用于功能測試和壓力測試的原型。與SLS一樣，這項(xiàng)技術(shù)使用粉末形式的塑料材料。一種導(dǎo)熱液體被印在粉末床上，它對紅外光起反應(yīng)并進(jìn)行熔斷。

有時也需要手工制造

雖然具備各種高科技，大量手工勞動仍然是必不可少的。根據(jù)工藝的不同，必須對打印部件進(jìn)行噴砂處理或移除支撐結(jié)構(gòu)的操作。讓產(chǎn)品擁有完美的表面？沒問題，在內(nèi)部涂裝車間就可以實(shí)現(xiàn)。這家模型制造商在醫(yī)療領(lǐng)域的名氣也不小——3D打印技術(shù)現(xiàn)在在骨科醫(yī)療器械制造以及假肢制造領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。

不斷重塑自我也許正是這家卓越公司的鮮明特征之一。尼可·庫爾茨并不缺乏將傳統(tǒng)與創(chuàng)新相結(jié)合的宏大愿景。樓上鮮紅色的消防泵就象征著這一點(diǎn)。如果制造商需要對產(chǎn)品進(jìn)行逆向數(shù)據(jù)分析和研究，具有高度靈敏性的3D掃描儀可以做到這一點(diǎn)。在技術(shù)術(shù)語中，這被稱為逆向工程。

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