3D打印的優(yōu)勢無可否認，但談到后處理成本，往往成了一大“頭疼事”。

 

　　不久前，美國波士頓的初創(chuàng)企業(yè)Rize剛剛推出了一款工業(yè)級桌面3D打印機Rize One，號稱打印產(chǎn)品完全不需要后處理就能直接使用。正是憑借這一大亮點，Rize One迅速釣到了很多3D打印應用企業(yè)的胃口。在開展調(diào)研之前，Rize公司首席行政官Frank Marangell認為，快速成型技術和材料的創(chuàng)新程度依次體現(xiàn)為：強度、表面精度、色彩、零后處理、環(huán)保。

 

　　而真正調(diào)研之后，這位曾任Stratasys營運副總裁、現(xiàn)任Rize首席行政官的資深從業(yè)者，突然覺得真正關鍵的應當是后處理這個環(huán)節(jié)——采用快速原型的人群中大部分是用在夾具和模具制造，而這些人都渴望一個可以幫助他們快速完成后處理的方案。

 

　　FDM工藝需求的后處理是相對簡單的，但是也要去除支撐結構，然后打磨拋光或噴涂：

 

　　一個3D打印模型可能需要花半天時間浸泡在氫氧化鈉溶液里，以去除支撐材料。

 

　　FDM后處理不僅對環(huán)境有害，對操作人員來說也很煎熬。你必須得戴上手套、用上鉗子。但是這樣進行后處理后，出來的部件很容易讓你PK掉其他方案：

 

　　比如光固化(SLA)，打印完成后需要泡在酒精里，然后用UV光固化，再去支撐、打磨。而選擇性激光燒結(SLS)被Frank Marangell比作了“考古挖掘”，你必須得在一個密封腔室里慢慢去掉大部分的粉末，然后用水沖洗干凈。

 

　　除了制作的部件更強韌之外，Rize One會在打印支撐結構時在其與打印件本身之間噴射一種叫做Release One的排斥性墨水，而這種墨水能令支撐的拆除更容易(僅需30—45秒)，卻不會影響打印件本身的質(zhì)量。另外，它采用了獨特的增強聚合物沉積(APD)技術，能改變每一個打印體素的性質(zhì)，制造出強度2倍于FDM打印件的均勻物體。

 

　　處于Beta測試階段的Rize One桌面級3D打印機，將后處理時間從幾小時縮短至不到一分鐘。

 

　　有些后處理甚至需要數(shù)天。這樣的耗時成本是巨大的，于是Rize One委托一位增材制造顧問Todd Grimm專門做了一份《后處理對3D打印的影響》的報告。以下是這份報告顯示3D打印后處理成本的5大方面：

 

　　1.浪費生產(chǎn)時間

 

　　這份報告顯示，3D打印時間每增加6個小時，后處理時間也相應增加1小時。

 

　　如果你的公司也這樣需要做后處理，3D打印就突破不了時間的瓶頸，反而可能延長了產(chǎn)品上市時間。

 

　　“由于后處理的阻礙，Newell Rubbermaid利用3D打印的效率僅達到60%，”Frank說道，“想象一下，如果你的工廠每周的生產(chǎn)運作只有3天，另外的時間很多用來做后處理，那會是多么效率低下。”

 

　　有預測稱，2025年全球3D打印市場價值將會達到4900億美元。但是，如果后處理這個門檻跨不過去，這種預測就很可能面臨夭折的風險。

 

　　2.增加勞動力成本

 

　　打磨和精加工還會大量損耗人力，有一些崗位還需要高技能人才，高薪聘請繞不過去。在上述報告中，運行4-10臺打印機的人員總工資約為10萬-50萬美元/年，而打印后處理直接帶來的人力成本約為每臺打印機5萬美元/年。

 

　　3.降低員工的生產(chǎn)創(chuàng)造力

 

　　員工如果在后處理打磨這些工序上花費太多時間，相應就會減少創(chuàng)新的時間。原本這些時間是可以用在研發(fā)和加快生產(chǎn)上的。專業(yè)后處理技工的招聘也并不容易。

 

　　4.質(zhì)量不可靠

 

　　對3D打印來制造模型這種先進的手段來說，如果還要再用上像美工刀、砂紙和噴嘴這樣簡陋的工具來完成模型后處理，簡直有種慘不忍睹的即視感。

 

　　“事實是，不管你把那些支撐切割得多好，總是會留下那么一些邊角殘料，”　　Marangell談到，“這就給部件原本的精確幾何形狀添堵了，真是個令人討厭的過程。”

 

　　如果部件被損壞，你還得重頭開始，甚至反復這個過程，這樣就浪費了更多的人力、打印時間以及材料。

 

　　5.對環(huán)境有害

 

　　Grimm的調(diào)研中，一家醫(yī)療設備公司痛陳道：“3D打印運作是整個研發(fā)工廠中‘產(chǎn)生有害廢物最大的來源’”。

 

　　SLA模型可能被浸泡在氫氧化鈉這種高腐蝕性的液體中，危險系數(shù)之高是顯然易見的，吸入ABS和PLA材料也被證明是很危險的。

 

　　“所有這些東西，如果沒有一個單獨的房間，灰塵將無處不在，”Marangell指著一臺SLS設備說道。

 

　　這些成本加起來又是一筆不小的支出，你需要妥善地處置這些材料，還要工人配備好合適的手套、衣服和防塵呼吸器，您還需要一個通風的空間確保它安全運行。

 

　　所以，后處理成本高、耗時長，而且還對環(huán)境有害，該怎么辦呢?

 

　　“正因為所有的3D打印技術都需要后處理，有經(jīng)驗的使用者都會覺得這一點很煩心。但放棄3D打印又太不明智。

 

　　“FDM是你最容易實現(xiàn)的3D打印，”　　Frank表示，“它污染環(huán)境，令人生厭，你還需要手套和鉗子，但最終會發(fā)現(xiàn)它是最好的選擇。”

 

　　明年正式推出的Rize One有望改變這種局面，銳步已經(jīng)表示使用它可以減少50%的運作時間。

 

　　Rize認為他們的新技術以及秘密配方將幫助3D打印技術走出實驗室，并在辦公室和工廠落地生根，它就像本世紀初2D激光打印機走向商業(yè)化那樣。具有革命性的意義。

 

　　“你仍然需要一個空間、一個實驗室去完成特別復雜的后處理，”Frank表示，“但到時那些想要原型的設計工程師、想要制作某個工具的生產(chǎn)工程師，或者想要制作牙模的齒科醫(yī)生來自己完成了。他們只要買一臺3D打印機，而不用專門利用某個實驗室才能打印。”