3-Dimensional Services 公司 激光和原型制造的碰撞

底特律——這座密歇根州最大的城市已今非昔，但它附近的區(qū)域仍是美國汽車產(chǎn)業(yè)的核心區(qū)域，附近城鎮(zhèn)中的很多企業(yè)仍在蓬勃發(fā)展。羅切斯特山的工業(yè)園就是這樣一個(gè)地方，這座繁榮的城市位于工業(yè)大都市底特律以北約 25 英里（40 公里）。這里的一切都井井有條：街道像箭一樣筆直，草坪都修剪整齊，中小型企業(yè)的美國國旗在微風(fēng)中飄揚(yáng)。這里也是 3-Dimensional Services 公司的所在地。



數(shù)據(jù)上沒有什么不利，但是……

按照一些行業(yè)專家的說法，這家公司很快就將不復(fù)存在。公司創(chuàng)始人之一 AlanPeterson 先生對這些預(yù)測不以為然。“多年來，人們一直在說最新最好的計(jì)算機(jī)程序必將淘汰原型制造，但我們的公司一年比一年壯大，不僅不斷增加機(jī)器，訂單也很充裕。”根據(jù)他的經(jīng)驗(yàn)，仿真有多么出色都無所謂。客戶最終還是想要能夠拿在手里的實(shí)物。“計(jì)算機(jī)只能測試人為設(shè)定的參數(shù)，但當(dāng)你用實(shí)物進(jìn)行碰撞試驗(yàn)時(shí)，就會出現(xiàn)預(yù)料之外的狀況。” Peterson 先生說道。但這位公司總裁對數(shù)字化領(lǐng)域并不抗拒，而且恰恰相反，3-Dimensional Services 的原型制造正是憑借數(shù)據(jù)發(fā)展起來的。事實(shí)上，Peterson 先生從一開始就把希望放在激光上。“原型制造需要機(jī)械不斷處理新的作業(yè)任務(wù)，因此靈活性極為重要，這就要用到激光。”Peterson 先生說。原因很簡單，與機(jī)床相比，使用激光無需耗時(shí)，而且也無需更換成本高昂的配套設(shè)備，只要輸入激光數(shù)據(jù)就能實(shí)現(xiàn)想要的成果。

原型和大批量生產(chǎn)

3-Dimensional Services 公司自 1992 年成立以來便一直專注于原型制造，如今已擁有員工 485 人?？蛻糁饕植荚谄?、海運(yùn)、公司航空航天和家電業(yè)。一直以來，3-Dimensional Services 公司都是采用塑料、鋼材和各種合金進(jìn)行成型、焊接、銑削、沖壓和切割。

Peterson 先生解釋了他們的工作機(jī)制：“客戶通常只要提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，依照此數(shù)據(jù)我們制造出 50 個(gè)原型件。制造商完成初始測試后，3-Dimensional Services 公司一般會再為市場調(diào)查提供 300 到 400 個(gè)原型件。接下來就是數(shù)千件的小批量生產(chǎn)。我們在整個(gè)開發(fā)過程中都與客戶通力合作，一直到大批量生產(chǎn)。”但有時(shí)批次數(shù)量高達(dá)幾十萬件。“這通常發(fā)生在有產(chǎn)品召回的時(shí)候，也就是說制造商需要盡快替換部件！”客戶總是希望工作能夠又快又便宜：“質(zhì)量是必須保證的，無需與客戶多討論。做到完美是我們的承諾。”這只是 3-Dimensional Services 公司最初投資激光的原因之一。在速度和精度上，激光工具無與倫比。所以該公司的工廠使用了 30 套激光系統(tǒng)——包括通快制造的激光切割系統(tǒng)和激光焊接系統(tǒng)。”



飛行激光

只要看一眼焊接系統(tǒng)內(nèi)部就能知道 3-Dimensional Services 公司是怎樣利用激光優(yōu)勢的了。一根機(jī)械臂不間斷地準(zhǔn)確移動，在鋁合金工件上生成焊縫。當(dāng)然，產(chǎn)生焊縫的不是機(jī)械臂，而是激光掃描振鏡。機(jī)械臂和掃描振鏡的同步移動。這項(xiàng)技術(shù)稱為遠(yuǎn)程激光焊接或“飛行焊接”，因?yàn)閽呙枵耒R會“飛”過工件。

“鋁的導(dǎo)熱性非常好。激光焊接的優(yōu)勢在于可在很短的時(shí)間內(nèi)加熱工件，也就是說現(xiàn)在我們能生成以前無法實(shí)現(xiàn)的焊縫。”

3-Dimensional Services 公司使用掃描振鏡當(dāng)然也可以飛越過激光切割中的工件。“我們過去依賴于復(fù)合機(jī)械，工件在移動，但激光是固定的，這樣生產(chǎn)不夠快也不夠準(zhǔn)。”因此 3-Dimensional 使用通快雙重工作站激光加工系統(tǒng)，操作員可在激光加工工件的同時(shí)進(jìn)行設(shè)置。“這是另一種節(jié)約時(shí)間的方式。”Peterson 先生表示，他在選擇激光源方面非常靈活。“固體激光器的切割速度快得驚人，而且切割質(zhì)量無可匹敵，但有時(shí)選擇 CO2 激光器更好，特別是需要在同一個(gè)位置很快再次切割工件的時(shí)候，固體激光器會使工件過熱。”Peterson 先生對于一點(diǎn)格外確信：“憑借激光等最先進(jìn)的技術(shù)，原型制造依然有著極為廣闊的發(fā)展前景，我堅(jiān)信這一點(diǎn)！”