3D打印后处理成本的五大“秘密-aau3d打印

不久前，美国波士顿的初创企业Rize刚刚推出了一款工业级桌面3d打印机Rize One，号称打印产品完全不需要后处理就能直接使用。正是凭借这一大亮点，Rize One迅速钓起了很多3D打印应用企业的胃口。在开展调研之前，Rize公司首席行政官Frank Marangell认为，快速成型技术和材料的创新程度依次体现为：强度、表面精度、色彩、零后处理、环保。

处于Beta测试阶段的Rize One桌面级3D打印机，将后处理时间从几小时缩短至不到一分钟。

而真正调研之后，这位曾任Stratasys营运副总裁、现任Rize首席行政官的资深从业者，突然觉得真正关键的应当是后处理这个环节——采用快速原型的人群中大部分是用在夹具和模具制造，而这些人都渴望一个可以帮助他们快速完成后处理的方案。

FDM工艺需求的后处理是相对简单的，但是也要去除支撑结构，然后打磨抛光或喷涂:

FDM后处理不仅对环境有害，对操作人员来说也很煎熬。你必须得戴上手套、用上钳子。但是这样进行后处理后，出来的部件很容易让你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，再去支撑、打磨。而选择性激光烧结（SLS）被Frank Marangell比作了“考古挖掘”，你必须得在一个密封腔室里慢慢去掉大部分的粉末，然后用水冲洗干净。

一个3D打印模型可能需要花半天时间浸泡在氢氧化钠溶液里，以去除支撑材料。

除了制作的部件更强韧之外，Rize One会在打印支撑结构时在其与打印件本身之间喷射一种叫做Release One的排斥性墨水，而这种墨水能令支撑的拆除更容易（仅需30—45秒），却不会影响打印件本身的质量。另外，它采用了独特的增强聚合物沉积（APD）技术，能改变每一个打印体素的性质，制造出强度2倍于FDM打印件的均匀物体。

有些后处理甚至需要数天。这样的耗时成本是巨大的，于是Rize One委托一位增材制造顾问Todd Grimm专门做了一份《后处理对3D打印的影响》的报告。以下是这份报告显示3D打印后处理成本的5大方面：

1
浪费生产时间

这份报告显示，3D打印时间每增加6个小时，后处理时间也相应增加1小时。如果你的公司也这样需要做后处理，3D打印就突破不了时间的瓶颈，反而可能延长了产品上市时间。

“由于后处理的阻碍，Newell Rubbermaid利用3D打印的效率仅达到60%，”Frank说道，“想象一下，如果你的工厂每周的生产运作只有3天，另外的时间很多用来做后处理，那会是多么效率低下。”

有预测称，2025年全球3D打印市场价值将会达到4900亿美元。但是，如果后处理这个门槛跨不过去，这种预测就很可能面临夭折的风险。

2
增加劳动成本

打磨和精加工还会大量损耗人力，有一些岗位还需要高技能人才，高薪聘请绕不过去，专业后处理技工的招聘并不容易。在上述报告中，运行4-10台打印机的人员总工资约为10万-50万美元/年，而打印后处理直接带来的人力成本约为每台打印机5万美元/年。

3
降低员工的生产创造力

员工如果在后处理打磨这些工序上花费太多时间，相应就会减少创新的时间。原本这些时间是可以用在研发和加快生产上的。

4
质量不可靠

对3D打印来制造模型这种先进的手段来说，如果还要再用上像美工刀、砂纸和喷嘴这样简陋的工具来完成模型后处理，简直有种惨不忍睹的即视感。

“事实是，不管你把那些支撑切割得多好，总是会留下那么一些边角残料，” Marangell谈到，“这就给部件原本的精确几何形状添堵了，真是个令人讨厌的过程。”
如果部件被损坏，你还得重头开始，甚至反复这个过程，这样就浪费了更多的人力、打印时间以及材料。

5
对环境和人体有害

Grimm的调研中，一家医疗设备公司痛陈道：“3D打印运作是整个研发工厂中‘产生有害废物最大的来源’”。

SLA模型可能被浸泡在氢氧化钠这种高腐蚀性的液体中，危险系数之高是显然易见的，吸入ABS和PLA材料也被证明是很危险的。

“所有这些东西，如果没有一个单独的房间，灰尘将无处不在，” Marangell指着一台SLS设备说道。

这些成本加起来又是一笔不小的支出，你需要妥善地处置这些材料，还要工人配备好合适的手套、衣服和防尘呼吸器，您还需要一个通风的空间确保它安全运行。

所以，后处理成本高、耗时长，而且还对环境有害，该怎么办呢？

“正因为所有的3D打印技术都需要后处理，有经验的使用者都会觉得这一点很烦心。但放弃3D打印又太不明智。

“FDM是你最容易实现的3D打印，” Frank表示，“它污染环境，令人生厌，你还需要手套和钳子，但最终会发现它是最好的选择。”

明年正式推出的Rize One有望改变这种局面，锐步已经表示使用它可以减少50%的运作时间。

Rize认为他们的新技术以及秘密配方将帮助3D打印技术走出实验室，并在办公室和工厂落地生根，它就像本世纪初2D激光打印机走向商业化那样。具有革命性的意义。