衛浴設備生產商導入3D列印機改善生產流程

科勒公司創立於 1873 年，為全球知名的廚衛產品生產商，提供如科勒、Kallista等強大的品牌組合，這些品牌在設計、工藝和創新方面不斷樹立新標竿，使所有產品遵循同一套品質標準。

3D列印加速產品開發

科勒計畫於今年發佈先進智慧馬桶Numi 2.0，融合了精巧設計、技術和工程科技，有著讓消費者滿意的驚艷功能，卻也研發創新功能帶給設計師和工程師許多挑戰。智慧馬桶的內部設計極為複雜，擁有數十個嵌入式感測器和600多個元件，設計上的微小變化都可能導致整個專案重大修改。

智慧馬桶面世前，設計師需進行無數次反覆運算，有時需微調感測器，有時需修改整個方案以適應功能的調整。為了驗證概念，科勒曾將原型CNC生產外包，但整個過程十分耗時，尤其是報價和談判，通常需要等待超過一個星期，導致設計師很難進行即時修改，從而推遲了上市的時間，對設計團隊無疑是個大問題。作為產業的創新先驅，科勒當然不想讓消費者們苦苦等待，也不想留給競爭對手追趕的時間。

在考慮如何加快原型製作的過程中，科勒將目光投向了3D列印——工業4.0時代的明星技術。作為上海研發中心負責新產品開發和測試的經理林雲志先生考慮了SLS和SLA等多種技術，由於團隊成員想要一個適合在辦公室使用的系統，他們縮小了選擇範圍，最終確定了Stratasys的3D列印應用方案，並決定引入兩套3D列印系統來應對挑戰：Stratasys F900® 3D列印機和Connex3 Objet 500 3D列印機。

3D列印完成從功能測試到零件生產的製程需求

科勒將這兩套3D列印系統分別用於設計和原型製作階段，以滿足不同目的。在需要列印大型零件（如馬桶座圈）時，F900 3D列印機尤為有用，因為設備成型空間大，並且可以列印製造級材料。且用ABS-M30（一種層粘合性強、拉伸性強、擁有抗衝擊和抗彎強度的3D列印材料）列印許多零件，如風道和噴頭支架。對於對韌性要求較高的零件，如鎖扣等，則使用FDM Nylon 12列印，其高抗疲勞性非常適合列印需要快速振動的元件。最重要的是，FDM 3D列印材料可在大量製造前作為直接生產中試批次的最終用途零件，簡化驗證流程並減輕工作負擔。

應用工程師陳玲女士表示：“能在手中拿到實物很好，這樣就可以進行符合產業標準的不同功能測試，3D列印技術帶給我們極大的自由度。”如果使用機加工或銑削，涉及到室體和腔體結構時，必須先將原型分成多個零件，相較之下，3D列印無需將原型分解成零件就可生產完整模型，過去需要一週才能完成的工作，現在不到三天就能完成，如此一來，團隊可更專注於改善設計以滿足客戶需求。

3D列印技術協助團隊更專注於完善設計

在科勒團隊使用F900 3D列印機和堅韌3D列印材料製作功能性原型的同時，也使用Connex3系統進行更複雜的設計驗證。作為世界上第一台多色彩和多材料3D列印機，該系統能將具有不同機械、光學或熱性能要求的零件放在同一托盤列印，一體成型完整產品，列印後無需組裝，提供給科勒團隊更多的靈活性。在創建CAD檔之後，可將數位設計轉化為實際概念模型，這些模型包含流暢的三色漸變、鮮豔多色紋理、時尚透明色或不透明乳白色，能符合預期的最終產品。

陳女士對VeroClear（一種用於透明丙烯酸模擬的透明PolyJet 3D列印材料）列印的零件尤其滿意。VeroClear的透明度和Connex3 3D列印機的精度相結合，設計團隊可輕易地將馬桶原型內的水流視覺化，以立即驗證概念原型並進行必要更改。陳女士還表示“GrabCAD 軟體的介面對使用者非常友好，可以自動展現最佳的佈局。我已無法想像如果沒有3D列印機，我的工作會是什麼樣子，現在，我可以在設計過程中更加專注，相比以前，可以更好的完成工作。”

Stratasys的3D列印解決方案使原型製作流程縮短了至少40%，成本也減少了一半，在引進這兩個系統之後，團隊實驗室也嘗試了一些新的想法，例如使用列印的零件來測試模具和水溫。當設備損壞時，工程師可以自己列印螺紋接頭來替換損壞的零件。經過短短的六個月，實驗室中的每個人都發現3D列印機的用途比他們想像中多很多。隨著F900和 Connex3 Objet500在工廠裡不停地運轉，團隊非常確信他們可以按時交付Numi 2.0。並希望Stratasys今後能夠提供更多的3D列印材料選擇，也希望3D列印的零件可以實現大批量生產，並成為最終用途的零件。

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