谈到数字制造,尤其是 3D 打印,有很多实现流程自动化和加快生产速度的机会。我们与增材制造(AM)服务提供商普洛托实验室(Protolabs)合作,找出其工作流程中的重复任务,创建自动化解决方案,最终每次制造过程中,植入物标记时间每批减少近两小时。
探索普洛托实验室的流程
自动化是当下的热门话题,人工智能和 ChatGPT 在众多行业掀起波澜。在 Materialise 公司,我们的软件团队多年来一直在实现诸如嵌套和支撑生成等任务的自动化。如今,他们将目光投向利用全新的工作流自动化工具,为用户的重复任务创建定制脚本,该工具可用于 Magics 软件和 CO - AM 软件平台。
Materialise 与普洛托实验室合作已超十年,普洛托实验室非常熟悉使用 Magics 和 e - Stage 等软件工具来简化其工作流程。2022 年,两个团队发现工作流自动化工具是一个很有前景的解决方案,能帮助普洛托实验室在工作中的重复任务上节省时间。在对该软件做了更多说明后,Materialise 与普洛托实验室安排了一次调研会议,以探索其流程,并确定首先实现自动化高效的工作流程。
两个团队回顾了从接单到发货的整个流程,确定了几个可从自动化中受益的步骤。然而,在他们的金属 3D 打印生产中,有一项任务脱颖而出,成为合适的测试选择:脊柱植入物标记的自动化。这是一项简单的任务,无需团队独特技能,所以它是工作流自动化非常合适的对象。这些医疗部件3D打印比铣削更具成本效益,但在其数字工作流程中仍有潜在的时间节省空间,可将生产力提升到新水平。
标记:从枯燥乏味到快速高效且激发动力
这项标记任务需要在每次制造的每个植入物上添加一个 10 到 12 位的唯一标识符,每个部件大概需要几分钟。当一次制造需要几十件个部件时,标记时间就会累积起来。
在生产医疗部件时,标记这一步骤不能跳过或偷工减料。每个部件都需要可追溯,以符合相关规定,普洛托实验室甚至安排了第二位数据准备人员检查标记工作,以降低出错风险。而这些时间本可以用在更明智的地方,有利于生产,甚至能提高团队成员的工作满意度。
“现在团队可以把时间用在更具挑战性、更有趣的工作上,这些工作能真正激发他们的积极性。”
—— 克里斯托夫・埃尔哈特,普洛托实验室客户项目与增材设计经理
开发与验证
自动化工具的合作开发始于初稿,在两个团队确定该项目目标两周后,Materialise 分享了初稿。初稿已能运行且前景良好,接下来,普洛托实验室就使工具完美适配其工作流程的具体要求向 Materialise 提供反馈。经过三到四次迭代和两轮测试,最终的软件工具准备就绪,就可以实施。
有了脚本后,普洛托实验室必须重新设计其流程,以充分利用自动化带来的优势。普洛托实验室通过识别部件 “族” 来调整之前的工作方式。这项一次性工作涉及将 12 到 20 个部件分组,以便工作流自动化工具识别,并根据普洛托实验室的标准快速标记。这一过程完成后,该工具就可以有效解决枯燥的标记工作。
有了智能标记脚本,你只需指明一次标记位置,该工具就会自动将标记应用于已准备好的部件的任何复制品上。
“使用我们新的自动化工作流程,一个人标记 20 个部件可能只需要五分钟。以前,两个人得花一个半小时甚至两小时。这可不是个有趣的工作。比如说,他们再也不用等到周五下午 6 点才启动机器。现在团队压力更小,把时间用在更具挑战性、更有趣的工作上,这些工作真正能激发他们的积极性。” 克里斯托夫说。
每次制造节省大约两小时,让准备人员有更多时间花在真正需要他们专业知识的任务上,比如优化机器管理、部件摆放等。当然,由于智能标记提前两小时启动机器,也给团队带来了更大的灵活性。“这让我们更灵活敏捷,” 克里斯托夫分享道,“我们能更快做出反应。如果早上收到部件需求,我们甚至当天就能把订单安排到机器上生产。”
自动化:增材制造的未来
在首个工作流自动化流程取得成功后,普洛托实验室预见它还会在金属 3D 打印生产的其他方面发挥作用。该团队目前已实现约 90% 的立体光刻支撑生成自动化,但他们认为在金属打印方面,这项任务还有更多自动化空间。在完成初始支撑生成自动化后,他们仍需在某些区域加强支撑,以更好地支撑部件。未来,普洛托实验室希望几乎所有金属部件的支撑生成都能实现自动化。
自动化对于涉及相似几何形状部件的任务是个便捷工具,但未来的另一个重点是将其应用于一次性部件。对于以原型制作占大部分工作的公司来说,这将是一项特别有价值的资产。
“硬件和软件的自动化帮助我们提高产量,” 克里斯托夫说,“目前,从技术上讲,我们可以实现客户要求的任何产量,但根据几何形状,采购同事可能会指出,在生产一定数量的部件后,成本会变得过高。我们可以通过在准备和后处理阶段实现更多自动化来降低成本。实现机器流程的自动化也至关重要,这样能提高机器效率和生产力。”
“在 Materialise,我们将继续把自动化带给增材制造商,” 工作流自动化产品经理科恩・诺伊延斯(Koen Neutjens)表示,“这个智能标记应用程序现已面向 Magics 和 CO - AM 用户提供。接下来,我们计划通过与客户紧密合作,提供更多自动化功能。”