摸了三年3D打印机:那些没人说的糟心细节

上周带刚毕业的实习生进车间,他盯着角落那台闷头吐料的机器看了十分钟,憋出来一句”这就是你们说的3D打印机?我以为都是摆在桌面上打钥匙扣的”。我当时没忍住笑,指了指它旁边堆的半人高的金属坯料——那玩意儿打出来的零件,是要装在重载机床的传动座里的。

先把”打印”这个词的滤镜碎了

很多人对这玩意儿的认知,还停留在”把模型导进去,按个键,等俩小时拿成品”的阶段。根本不是。

它不是”喷”出来的,是一层一层”堆”出来的。每一层的厚度通常只有零点几毫米,就像你用奶油在蛋糕上抹边,抹完一层等它凝住,再往上抹下一层。区别是蛋糕奶油抹歪了可以用刮刀刮掉,这台机器要是层和层之间粘不牢,打出来的零件看着完整,一受力就从层间裂成两半——我上个月刚报废了三个传动支架,就是因为车间空调风口直吹打印腔,半熔融的丝料还没等贴稳就被吹得凉透,层间的结合力直接砍半,装到机床上跑了俩小时,”咔哒”一声就断了,溅出来的碎渣崩到我脚踝上,现在还有个浅印。

工业3D打印机打印腔出料层叠特写
工业3D打印机打印腔出料层叠特写

很多人说3D打印机是”无人工厂的核心”,拉倒吧。我见过的所有产线上的3D打印机,旁边都得站个能随时伸手按急停的老师傅。为什么?因为它太娇贵了。料丝送进去的时候稍微卡一下,喷头堵个针尖大的碎屑,它不会自己喊疼,就闷头在那儿空走,等你半小时后反应过来去看,打印平台上除了一层薄薄的料粉,啥都没有——相当于你蒸馒头,水烧干了都没察觉,掀开锅盖只剩一锅糊底。

这事我遇过三次。

真的,别不信。

别信”想打什么就打什么”的鬼话

很多短视频里演的,拿个3D打印机打个飞机模型,打个高跟鞋,好像啥都能打。真到了车间你就知道,能打出来的形状,和能用来当合格零件的形状,中间差了十万八千里。

你想打个底下平、上面带个悬空小勾的零件,要是没做支撑结构,打到悬空那层的时候,半熔融的料没有地方托着,直接软塌塌垂下来,最后出来的勾是歪的,根本用不了。那做支撑行不行?行啊,打完了还得手工把支撑掰掉,再用砂纸把接触的地方磨平,要是是金属件,还得进高温炉把残留的粘结剂烧干净,再压密——哦对,我之前带的实习生第一次打个带内螺纹的零件,打完了拿出来,那个螺纹孔里面全是没清干净的支撑料,用丝锥通了三遍才通开,手上磨了俩水泡,跟我吐槽说”这哪是打印,这是手工活外包现场”。

3D打印零件拆除支撑结构后表面细节
3D打印零件拆除支撑结构后表面细节

还有个事没人提:打印出来的零件,各方向的强度是不一样的。顺着层叠方向的强度,能达到原材料的九成,要是垂直层的方向受力,强度可能连一半都不到。就像你把一摞A4纸压成块,顺着纸叠的方向压,能扛很大的劲,要是横着掰,一折就断。踩过坑的人都懂。

上次有个新来的工艺员,设计零件的时候没注意受力方向,把要承受横向冲击的支架的层叠方向设错了,打出来十个零件,做冲击测试的时候,十个全从层间劈开,白瞎了小半天的打印时间,还浪费了一整卷料。我当时看着地上劈成两半的零件,真的想把他的设计稿塞到他手里。

它从来不是要替代谁

它从来不是要替代谁
它从来不是要替代谁

很多人说3D打印是要把传统机加工都取代了。真不是。

你想啊,传统的铣床,一块硬金属料块,铣出来的零件,各方向强度一模一样,公差能卡到微米级,只要程序对了,打一万个零件都不带差的。3D打印机呢?打十几个定制的、形状特别复杂的、传统工艺做不出来的小零件,它确实快,省料,比开模具划算多了。但要是让它批量打一模一样的标准件?它的效率连传统机加工的零头都赶不上,还得天天人盯着,怕堵头,怕层间粘不牢,怕料卷卡料。

就拿我们车间来说,现在3D打印机主要干的活,就是打那些新产品试制阶段的验证件——比如新设计的机床防护罩,形状弯弯曲曲的,要是按传统方法开个塑料模具,光开模费就得好几万,还得等大半个月。用3D打印机打个出来,装到机床上比划比划,尺寸不对就改模型,改完了重新打,两三天就能把所有尺寸验证完,省下来的时间够我们多试三版结构。

这就够了。

上次有个来参观的客户,指着3D打印机问,你们这以后是不是就能全自动化了,连师傅都不用了?我指了指旁边正在给打印完的零件磨支撑的老师傅,又指了指机器上那个被按得掉了漆的急停按钮,说,真要是哪天这机器能自己判断堵头,自己清料,自己调整温度,我第一个给它颁个奖。但现在?它就是个手巧但没记性的学徒,你得盯着它,哄着它,稍微不注意就给你捅个娄子。

上周那个实习生现在已经能独立操作机器了,昨天他打了个给工位放扳手的小架子,打完了拿砂纸磨得光溜溜的,摆在自己工位上。我路过的时候瞥了一眼,架子侧面因为层间有点不齐,摸上去还能感觉到细微的凹凸。

他抬头冲我笑,说你看,这就是我用3D打印机打出来的。

我没告诉他,这凹凸的印子,就是它最真实的样子——没有短视频里的丝滑,没有宣传册上的高大上,就是车间里天天跟料渣、堵头、废零件打交道的,实实在在的生产工具。

作者|制造

排版|制造

审核|见微

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