蔡司:用於批量生產的 3D 打印精密零件

對於 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH 的子公司 Carl Zeiss Optical Components 來說,精度很重要——有時精確到百分之一毫米。該公司生產用於工業測量和質量保證目的的顯微鏡、多傳感器機器和光學傳感器。

世界各地的組織都使用蔡司機器來確認它們每次都能產生真正完美的結果。這意味著“可靠性”和“可重複性”是這家總部位於德國萬根的公司賴以生存的詞彙。

“我們生產的機器非常精確。因此,在這些機器的組裝中有很多專業知識,”蔡司卓越運營經理 Johannes Grimm 說。

 

一致、穩定、成功

蔡司生產的每台機器都是為了將光線對準光學測量軸而建造的。這種對齊是用支架和調整螺釘創建的。然而,每台機器都需要不同的對齊方式,這意味著蔡司團隊必須手動完成工作。

 
 

“這不是一個非常穩定的過程,這對我們來說是個問題。我們一直在尋找更好的解決方案,並在 3D 打印中找到了解決方案,”Johannes 說。

通過測量特定機器中的角度,蔡司團隊可以設計和 3D 打印轉接板,確保光線以正確的方向準確傳播——直接到達設備的傳感器——這對於獲得準確的測量結果至關重要。蔡司目前為每台批量生產的顯微鏡 3D 打印一個獨特的轉接板。

 
 

證明它的價值

蔡司的數碼顯微鏡是一種用於測量距離或平面組件(例如圓)的輸入設備。對於 3D 打印,它證明該技術可以在蔡司的工作流程中發揮實際作用。

該公司首先設計並打印了一個用於批量生產的部件——上述轉接板。後來,它涉足夾具和固定裝置。以客戶為中心的項目的潛力也是 3D 打印的潛在豐富來源,打印的原型可以為特定客戶的特定應用生成定制產品。

“我們認為,滿足客戶應用需求的個性化解決方案——這種更大的個性化趨勢——使得閉環和快速開發迭代變得更加重要,”Johannes 說。

定制,現在和未來

然而,蔡司仍在生產定制部件——只是不是傳統意義上的。轉接板是標準化產品中的標準化部件,但每一塊都是“定制”的,即板以不同角度設置,這意味著它們不是為客戶定制的,而是為產品定制的。

 

據約翰內斯說,這是一個優勢。它使生產過程穩定。它還標誌著定制最終用途部件趨勢的開始。此外,不同客戶需求的數量正在增加,並且通過代理,需要3D 打印機處理多種材料,從塑料到復合材料再到金屬。  

從備用到那裡

除了作為調節螺釘和支架的更便宜、更可靠的替代品之外,3D 打印轉接板還對客戶友好。備件基本上可以按需打印並發送到客戶的位置,在那裡它們可以很容易地安裝在機器上。

 

“[客戶] 只需擰緊幾個螺絲即可更換一個非常重要的部件,該部件必須完美對齊才能進行良好的測量,”Johannes 說。“傳統上,我們必須生產多個部件,將它們安裝在一起,然後進行調整.增材製造和 3D 打印不需要所有這些東西。這節省了很多時間——這非常重要——還有很多錢。”

精益裝配,健康利潤 

硬件和軟件的易用性和靈活性對蔡司也很重要。價格也是如此。Ultimaker 的開放式燈絲系統、Material Alliance、開源切片軟件 Ultimaker Cura 及其相對於競爭對手的價格都是導致蔡司選擇 Ultimaker 的因素。

 
 

根據精益生產原則,在蔡司的裝配室內安裝了一台 Ultimaker 打印機。裝配線上的人員能夠為自己創建夾具和夾具,進一步強化了硬件和軟件必須直觀且易於使用的理念。 

對蔡司來說,3D 打印將交貨時間從幾個月縮短到幾天,為其團隊成員提供了額外的時間。額外的時間意味著額外的迭代,意味著對最終產品完美的額外保證。還有成本——曾經 300 歐元的流程現在每個 3D 打印部件的成本約為 20 歐元。

 
 

然而,最終選擇 Ultimaker 的決定相當簡單:這些機器命中了蔡司的兩個神奇詞——如果公司要保持領先地位,產品、流程和工作流程必須圍繞這兩個詞展開。

“結果是可靠的,而且結果是可重複的,”約翰內斯說。“這對於穩定的生產過程很重要。”