100 万个塑料零件采用3D打印生产，Merit3D 交付其最大的订单

导读：3D 打印在大规模生产方面可能并不比注塑成型便宜，但成本节约来自于增值创新。

2023年5月23日，南极熊获悉，美国3D 打印服务商Merit3D 从客户 Adhesives Technology 那里获得了 100 万份零件的订单，这在以前甚至是不可想象的。因为对于百万级数量的零件，都会选择注塑成型的工艺来批量生产，采用3D打印来生产并不具备成本优势。

△Merit3D 每月向 Adhesives Technology 交付 40,000 个3D打印树脂吊架（来源：Merit3D）

但局势正在发生转变，这一切都始于供应链中断。

他们是如何获得有史以来最大的 3D 打印订单的，为什么 3D 打印比注塑成型更好？All3DP 与 Merit3D 首席执行官 Spencer Loveless 进行了交谈以找出答案。
Adhesives 是一家建筑和工业相关粘合剂产品制造商，他们使用定制设计的注模塑料组件将其两种相关产品连接在一起。这些小吊架采用几种不同的设计，可确保混合喷嘴与相应的环氧树脂筒保持在一起，并且在运输或零售货架上不会分开。

Adhesives 公司生产的数十种工业粘合剂需要运往全国各地，但没有这个简单的塑料部件，就无法发货，运营几乎停滞不前。

注塑成型是一种成熟的批量生产塑料件的工艺，在全球范围内使用，但近几年供应商经常会出现不稳定的情况，比如受到疫情、地震、禁运等影响。如果将注塑成型业务转回美国既费时又费钱。制作 Adheasives 一个版本的吊架需要一个多腔模具，重新制作可能要花费数十万美元。模具越复杂，模具的成本就越高。

Loveless 说：“一位来自 Adhesives 工作人员看到了我们在社交媒体上发布的一篇帖子，并联系我们看是否可以提供帮助，”

起初，我们的想法是将 3D 打印作为权宜之计或过渡期产品，直到客户能够继续使用注塑成型来生产。

△Merit3D设计的产品吊架（来源：Merit3D）

为 3D 打印重新设计零件

当然，吊架可以是 3D 打印的。Merit 对吊架进行 3D 扫描，创建数字文件，然后开始生产。但在目前的设计中，吊架对于 3D 打印来说成本高得令人望而却步，因为 3D 打印机一次运行无法容纳足够多的吊架。项目将需要更多的打印机，因此需要更多的材料和更多的时间。

“有一种看法认为，如果您对零件进行数字化设计，则只需将其从注塑成型转换为 3D 打印即可，”Loveless 说。但这通常没有经济意义。正如原始零件设计用于注塑成型一样，为 3D 打印重新设计它是唯一的出路。

Loveless 和工程师花了两周时间来评估吊架的用途和特性并重新设计。通过几次迭代，他们开发了一个更小、更轻、美观且使用更少材料的零件。更关键的是，他们拥有 24 台Photocentric Liquid Crystal Magna树脂 3D 打印机，一次打印可生产400 个吊架。每次打印只需不到 4 小时。因此成本大幅下降，Adhesives 找到了临时解决方案。

△Photocentric 树脂 3D 打印机一次打印可容纳 400 个零件（来源：Merit3D）

在收到 Adhesives 几个月后的订单后，Merit3D 向他们展示了另一个设计迭代。他们将这个称为通用吊架，因为它适用于两种以前具有不同吊架的产品。这将消除 Adhesive必须注塑、运输、存储和应用的另一个吊架，以及配套的注塑模具。

“在我们推出通用吊架后，突然之间，Adhesive 随后扩展了他们与 Merit3D 的订单。”Loveless 说。

尽管 3D 打印的吊架比注塑成型的更贵，但 Adhesives 的卖点在于不断创新和改进的附加值。

“在 500,000 件的情况下，我们计划再次改进它，”Loveless 说。这一次，Merit3D 计划利用另一个 3D 打印属性，能够将多个部件合并为一个 3D 打印部件。“目前，他们有一个混合喷嘴、一个吊架和一个盖子作为三个单独的注塑成型部件，但我们的计划是看看我们是否可以将所有这些部件组合成一个部件。”

这项创新将为 Adhesives 公司节省更多的 SKU。

100万只是个开始？

如今，Merit3D 每周向 Adhesives Technology 交付 40,000 个零件，这些零件是在他们的 10 台 Photocentric 打印机上生产的。即使是现在，Merit3D 仍在与 Photocentric 及其原材料供应商合作，为新型 3D 打印树脂寻找性能和成本的最佳组合，这将使他们能够进行更多创新，甚至更薄的吊架具有与当前相同或更好的机械性能。

尽管 3D 打印彻底改变了原型制作领域，但要与注塑成型竞争大规模生产，这是一场材料之战。“我们正在与 ABS、聚丙烯、尼龙和聚碳酸酯等传统商品化塑料竞争，”Loveless 说。

用于 3D 打印的光敏树脂称为还原聚合，通常是专有的。新的工程级 3D 打印树脂定期投放市场，但目前并没有太多选择。

“在 Photocentric，我们的目标是促进工业化、可扩展且价格合理的增材制造解决方案，”该公司的销售总监 Sally Tipping 说。“增材制造和注塑成型之间在成本上仍然存在差异，但我们的目标是降低材料成本。” Photocentric 是一个开放的材料平台，这意味着用户可以与材料制造商合作开发定制树脂。

△英国 Photocentric 的 3D 打印机农场（来源：Photocentric）

增材制造的转折点

从长远来看，Adhesives Technology 能否从 Merit3D 获取这些部件创新并回归注塑成型？可能吧。但是，经济和立法方面的力量积极鼓励美国公司投资新技术，使制造业回流并回归“美国制造”。

Merit3D 利用州级回流补助金购买设备和机器人，从而降低了 Adhesives Technology 项目的成本。

“我们非常积极地与美国和犹他州一起走在最前线，以寻找让制造业回流的新方法，”Loveless 说。“这是一个很好的例子。这可能是 3D 打印历史上最大的零件订单。”

毫无疑问，Adhesives Technology 与 Merit3D 的项目是增材制造发展与注塑成型竞争的重要一步。

“未来不可预知，”Loveless 指出。“根据他们的模具和其他一切发生的情况，我们的目标是为他们可以说的产品增加足够的价值，好吧，我们不会回到我们的注塑模具。”