惠普3D打印渠道經理袁玲麗:《增材制造重塑制造業(yè)》的主題演講?,F場聆聽了專家們的演講。下面是現場速記的文字記錄。
袁玲麗:各位尊敬的來賓,大家下午好!
我們今天的演講已經接近尾聲,所以大家可能也比較辛苦。
其實我把我演講的題目稍微換了一下,因為做了3D之后我也做過很多演講,每次演講都是講增材制造如何是將來的趨勢,有什么案例。今天我想說,我們能不能換一個角度,因為惠普從一個傳統(tǒng)的2D巨頭到3D打印,其實我們也經歷了很多探索、摸索,也有一些經驗。所以今天我們把惠普在這個過程中的經驗跟大家分享一下,所以接下來我講的內容會比較輕松,大家可以比較放松地來聽。
首先,我們都認為轉型的過程不會那么簡單,就像今天很多演講者都提到,我們都知道增材制造將來會是一個趨勢,它的未來很美好,但是這個過程是很艱難的。
為什么惠普之前要做3D呢?首先回到惠普公司,可能很多人知道,惠普是在硅谷的一個起源。我們作為一家從出身就把技術作為核心的公司,我們使命就是不停創(chuàng)造新的技術,讓我們的客戶體驗到科技的樂趣。所以在今后幾十年過程中,我們一直在用技術去開發(fā)新的產品,包括3D打印機。
到目前為止,我們比較有名的產品是PC和打印機,這兩個產品目前來說都是全球市場占有的第一名。舉兩個數字,我們的打印機每秒鐘發(fā)一臺貨出去,所以在我剛才說話的幾分鐘里面,可能幾百臺打印機已經發(fā)出去了。PC更厲害,1秒鐘1.7臺運出去。
說這些不是說惠普有多牛,惠普規(guī)模其實并不是全球最大的公司,我們只是500強、50強。但換一個角度來看,我們做產品,我們做研發(fā),我們是不是就是3D打印的客戶?所以接下來我們從惠普作為客戶角度來說,我們是怎么使用3D打印機的。當然這背后除了剛才所有嘉賓說的增材制造能夠給大家?guī)淼暮锰幹?,我們覺得還有一個對惠普來說非常有意義的好處,就是可持續(xù)發(fā)展,因為惠普是一家致力于可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)。大家可能會問增材制造跟可持續(xù)有什么關系,我們知道減材制造是很浪費資源的方式,從碳排放來說增材制造制造非常環(huán)保的。所以可持續(xù)發(fā)展不是簡單說我們不去破壞環(huán)境,我們不去做有污染的事。我們應該是采取更先進的技術,去減少浪費,去塑造可持續(xù)發(fā)展的長期的目標。
我們的轉型之旅是什么樣的?我本人沒有爬過雪山,但是爬雪山并不是搞一個裝備,看著山頂就能夠爬上去,不是這么簡單的事情。除了有好的裝備還要有好的計劃,所以我們需要建立幾個營地,爬珠穆朗瑪峰中間有好幾個營地。我們認為在不斷學習中,我們也梳理了一下自己的思路,3D打印我們思考的時候我們看給企業(yè)帶來什么好處,我們總結一下對我們意味著第一是節(jié)省時間,在我們開發(fā)新產品過程中,可以大大節(jié)省我們開發(fā)的時間,促進我們迭代的次數。
舉個例子,3D打印機,這種工業(yè)級的設備以前在惠普,我們的開發(fā)周期是五年,五年一個工業(yè)級的平臺做出來,但是這款3D打印機我們應用了3D打印技術,所以花了兩年時間就把產品做出來了。其次,我們還希望3D打印能夠幫助我們節(jié)約成本,幫我們降低在研發(fā)到生產過程中的成本。第三是希望我們的設備,我們的產品利用增材制造3D打印技術能有更好的性能。第四是我們也有可能做一些定制化的產品。最后也是我們最核心的一點,就是這個方向應該是可持續(xù)發(fā)展的技術。
所以我們做了這么一個項目,我們要在惠普內部作為客戶先來使用3D打印技術,于是我們有兩個部門,供應鏈部門和3D打印部門,一起組織了這么一個項目。我們把這個項目分成幾個營地,我們要有計劃,所以我們總結成三個營地:第一個營地叫技術替代,就是我用3D打印技術來替代現在我們用注塑或者機加工的方式,來達到更快的速度和更便宜的成本。第二個營地是提高性能,做完替代以后還要思考能不能幫助產品進行性能的提升。第三個也是比較好的營地,就是增材設計,為增材制造而設計我們的產品,徹底解放設計師的思維。
從第一個開始看,第一個營地叫做簡單的替換,也是我們的第一步,我們就從我們自己這款3D打印機開始,我們跟老板匯報了一下,說我們想用3D打印技術生產這款打印機,老板很支持,因為我們自己用成功了才意味著我們的客戶能夠應用成功。于是我們開始了這樣的過程,這個過程并不是有一腔熱情就要把所有東西都用3D打印,這是不現實的。我們經歷了幾步篩選,比如我們在產品中先尋找有多少機會可以做3D打印,哪些零部件,它的大小、技術要求、它的材料是不是可以用3D打印來做。做了這個初步篩選之后我們通過技術分析和測試,看它的強度、性能能不能滿足產品的要求。第三步,也不能為了做而做,我們會讓財務來分析,如果這個東西我們用3D打印做以及用原始的方法做哪個更能節(jié)約成本。最后這三步篩選出來之后,很重要的一步,我們還可能重新設計一下這個零件,因為以前很多零件設計的時候是為簡材設計的,我們把它挑出來用增材制造設計的時候,我其實可以讓設計師重新做一些設計,比如一些拼接的零部件我們可以不用拼接了,可以把它放在一起,類似于這樣的改進。
于是我們來看一下我們現在的產品,這其實是一個視頻,很遺憾,播放不了。這個視頻是把3D打印的零部件摘出來了,其實在現在的這款3D打印機里面,有一半塑料零部件,大概有66個零部件是用3D打印機打印出來的,我們這邊有展臺,大家有興趣可以去看一看,讓技術人員指給你們看哪些部件是用3D打印打印出來的。
我們同時讓供應商幫我們來測試,這些零部件我們已經設計好了,是用3D打印做的,你幫我們來生產,麻煩你幫我們核算一下,用3D打印零部件來生產我們是什么樣的情況,我們的合作伙伴幫我們評估了一下。最終我們發(fā)現,零部件平衡點是5000到40000個,在5千到4萬個數量的零部件用3D打印比用傳統(tǒng)楷模的方式便宜。通過這60多個零部件使整個項目成本節(jié)省了70%,并且這些零部件減重也達到了70%,設計周期大大縮短,以前五年的平臺兩年就可以做出來。
除了3D打印機我再講一個例子,因為惠普還做很多工業(yè)級產品,比如這款產品是一個3.2米寬的很大的工業(yè)體打印機,機器長5米,跟一個中巴車差不多大。這種機器中數量也是一個工業(yè)級產品,可能一年數量不會太大,里面有很多零部件是定制化的。我們也在里面挑出了一些零部件做改造,比如第一個金屬的零部件,是原始的設計,用的是CAC傳統(tǒng)的加工方式加工的,用來掛2D打印機里面顏色較準的一個零部件,它需要一定的功能性,但是它的承重要求也還可以,評估下來,我們把這個部件可以做3D打印。第二個零部件是我們簡單的做了一個修改,把金屬件變成了尼龍件。第三步,我們把它做了輕量化的設計,把里面做了鏤空。第四步,我們又作了拓撲優(yōu)化,現在這個零部件也在工業(yè)打印機上找得到,作為最終產品在使用。通過這一系列的變化整個成本降低了一半,重量減輕了93%,碳排放減少了95倍,是非常厲害的。同時,我們不僅僅限于把它作為我們的樣品,作為我們的最終零部件,我們還在搭建生產線過程中用了大量的打印,作為我們的工裝、夾具等等,這其實是3D打印非常適合的一點,我們也在用。
(PPT圖示)比如惠普有一個口袋打印機,很小一個,可以跟手機連接隨時打照片。在它的包裝工廠上我們做了2千個工裝,這個工裝跟以前的工裝不一樣,因為這是包紙的,紙有不同的尺寸。這個工裝的設計,我們把它的卡口作為一個可以變動的卡口,這樣我們換一種紙去生產線包裝的時候不需要把工裝全換掉,只要把這個卡口稍微挪動一下就可以了。這樣2千個工裝做下來,生產線也大大節(jié)省了轉換時間,工裝制造2千個部件的時間也由13周變成了2周,成本大大降低。這只是一個例子,惠普所有產品生產線上我們都大量應用了3D打印。
剛才講了,第一個是技術替代,是一個比較簡單的第一步過程,也是作為客戶如果想嘗試3D打印,第一步通常都可以從這里開始,就是拿一個已知零部件做優(yōu)化,然后替代。第二步,我們是希望通過3D打印設備的性能還能得到提升,我們是怎么做的呢?比如一個打印頭生產線的生產工具,左邊是一個原始的設計,用的是傳統(tǒng)的機加工,它需要13個零部件組裝在一起,非常重,500多克,成本也很貴,并且需要三到五天才能做成?;谶@個我們做了優(yōu)化,把它做成了一個一體的設計打印出來,減重減到了十分之一,并且成本降到了不止十分之一,一到兩天就能做成。因為這是一個烯打印頭油跟水的過程,它的性能非常好,因為不會漏油,很好清潔和更換。
(PPT圖示)接下來這是第二款打印機,就是惠普明年4月份會推出的一款彩色的尼龍打印機,這個打印機現在還沒有上市,我們設計的時候吸取了第一臺打印機的經驗,這個設計的時候不是做簡單的替代,而是設計的時候我們就開始如何用3D打印技術。這臺打印機比第一臺小,里面140個零部件都是用3D打印的,前不久我跟我們的工程師聊天,他說其實已經有200個零部件了,所以這個打印機應該是世界上用到3D打印零部件最多的一個產品。
(PPT圖示)這是一些3D打印設計,有一些網狀的設計,其實都是利用了3D打印的優(yōu)勢,讓它更輕量化,減少組裝,讓它的性能更好。
還有一個例子,我們來看一下研發(fā)工程師怎么說的。這個例子是一個彩色3D打印機里面的流道,左邊是傳統(tǒng)的設計,如果要設計這個流道傳統(tǒng)要拆分,否則沒有辦法做開模的過程,開完模還要再組裝回去,這是傳統(tǒng)的方式?,F在我們用一體的方式打印出來,其實流道的設計還是有很多不錯的案例,因為有人在做仿真軟件,在做業(yè)內優(yōu)化軟件的時候,在流道設計的時候我們軟件已經很強大,可以做很多模擬和優(yōu)化。但是很少有人去做,為什么呢?因為優(yōu)化出來的管路通常不規(guī)則或者是形狀比較奇怪,傳統(tǒng)的工藝很難加工它。我們現在發(fā)現,有了3D打印本身流道形狀不再是問題,我們就可以完全以最優(yōu)的方式去設計這個流道,設計好了就可以生產出來。所以這也是一個非常好的應用。
這里有一個我們工程師的視頻,他是講述設計流道過程中有什么感受。他說作為傳統(tǒng)的工程師有兩個痛苦,第一是要考慮如何生產,然后再去設計,但現在他只要先想象出設計的樣子,設計出來之后直接可以去做打印,直接做生產,不用考慮后面的可能性。第二點是快速,因為以前有一個設計之后要做樣品,要等兩到三周的時間,樣品回來之后他發(fā)現要進行修改,又要送出去再重新做樣品?,F在今天送了樣品,明天就可以拿著實物去看,去評估它好不好。經驗豐富的工程師看到數字的文件,電腦里三維的文件跟拿到實實在在產品去試完全不一樣。所以可以實現我作為一個設計師,今天設計好明天就可以拿實物嘗試,這對他來講非常有意義和價值。
所以剛才講了爬山的大本營,第一是做替代,第二是優(yōu)化它的性能,使我們的產品更加好,更加優(yōu)化。第三個是增材設計,就是將來的設計是圍繞著增材設計去做的。現在惠普只要是工業(yè)打印機的零部件,因為工業(yè)打印機零部件有一個特點,就是數量不會特別多,我們要求工程師轉換思路,以后設計不需要考慮開模、脫模,先考慮3D打印,我們工程師已經轉換思路。
同時我們還跟一些部門合作,說你們的新產品試生產,這是什么概念呢?因為惠普做很多消費級PC跟打印機量都是非常大的,可能最少的產品也要賣幾百萬幾千萬件。能不能用3D打印呢?我們覺得也可以,怎么用呢?比如這是一個惠普新的產品,是一個3D攝象頭,可以裝在普通電腦上,使電腦具有3D掃描的時候。做這個產品的時候我們產品經理和部門會想:這個產品有沒有市場?市場反映怎么樣?我預測它的銷售怎么樣?以前沒有辦法,以前把它生產出來賣,賣失敗了不行,只能到了市場才知道?,F在我們跟工程師說,你可以先生產小批量,比如5千個、1萬個,然后把這1萬個產品投放到市場上去試一下市場的反應,如果市場反應好我們做大批量生產,不好我們是不是可以調整修改或者放棄這個產品。我有很多客戶都跟我說有這個想法,他們有兩個產品,不知道哪個在市場上受歡迎,一個圓,一個方的,我們完全可以每樣生產一些,直接放到商店里面試客戶的反應,然后來選擇哪一個作為主流產品。
惠普批量化定制中心(佛山) 剛才通過上面一步到三步的過程分享給我們的客戶和同行,這是惠普自己作為3D打印的客戶的一些經驗或教訓。
下面來總結一下有哪些挑戰(zhàn),第一要正視風險,并不是所有東西都是適合的,也有可能你有一些嘗試,最后證明是不合適的,有一些是強度達不到的,有些是因為價格等等因素不可以。我們要面對這個可能性,但也要勇于嘗試。第二是你的供應商,因為有些企業(yè)這些東西不是自己來做的,就像我們用3D打印機,但是我們不用3D打印機來生產,是我們生產廠商做這件事情,他們也要配合我們,怎么去做生產,怎么去提高自己管理3D打印生產的能力。第三個是對惠普3D打印技術有信心,它可以作為生產型設備,因為我們已經完全證明了這一點。
其實之前在給我們工程師做溝通的時候,我說你們用3D打印技術來打印這個零部件吧?他們之前都有很多顧慮,但是現在通過證明之后更加有信心,我們相信現在有些部件確實可以用3D打印來生產。最后,真正把3D打印用在生產中不是一個部門決定的,需要很多部門協(xié)調,研發(fā)部門、采購部門、設計部門以及最后的生產部門,彘肩斗需要協(xié)調,包括供應鏈管理的部門。因為以前他管理的可能是模具,可能管理的是一些零部件、庫存,現在他管理的是虛擬的3D打印文件的庫存,生產周期跟以前都不一樣了,所以每個部門都要去協(xié)調。
但是我們也有很多收獲,比如我們發(fā)現3D打印不僅僅是一個用途,它可以從設計到驗證,到生產過程中使用,用的越廣受益就越多。第二,如果你要成功管理層必須要投入,作為管理層是不是支持這件事,是不是有一定的投入來支持這個事?你不能要求下面的工程師馬上就要節(jié)約多少,馬上達到什么樣的效果,要有前期的嘗試和投資過程。當然還有設計工程師思維的轉變以及生產的轉變。第三,越早使用,生產越多對性能幫助越大,因為這是一個學習的過程,當你的工程師知道這個東西怎么用,它有什么樣的好處以及劣勢才能發(fā)揮出來。第四,這個東西需要我們培訓和鼓勵使用,比如所有的設計師,所有惠普機械的設計師都是不懂3D的,你要給他培訓,要告訴他怎么樣去使用、怎么樣去設計,他才會體會到這個好處。最后,我們要跳出傳統(tǒng)思維,有時候我們的思維已經被傳統(tǒng)的制造方式和固有的思維所限制,我們需要能夠跳出這些條條框框,真的去做一些突破性的嘗試。
最后送大家一句話,是我們惠普所有工程師的信念:我們不預測未來,我們去創(chuàng)造未來,未來是我們自己創(chuàng)造出來的。
謝謝
文章轉載自:3D打印世界
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