向客户提供真正的速度和卓越价值的想法促使Currier Plastics投资3D打印，而且此技术已经支持此生产实现理念的方方面面。然而，这条道路上满是经验教训。

自1982年起，Currier就成为工业的定制造模者，包含塑料包装、美容化妆品、附属设施、生活用品、电子连接器及医疗测量设备。在2012年，公司投资购买了第一台3D打印机Stratasys Objet 30，将之作为工程部产品设计和开发的工具。此打印机主要用于打印塑料瓶、罐子、容器、闭包和盖子原型。采购的初衷是，想要扩展内部能力。“我们购买的外部服务和零件的成本和数量促使我们投资购买内部3D打印能力。”Currier的新产品开发经理乔尔·西伯解释说。

图1 一个关键考虑因素是零件在结构托盘或平台上的方向

最初的应用是为客户进行零件设计验证。但是，Currier团队很快发现了除影印外的技术新应用，包含生产质量保证固定装置、自动化固定装置、生产层的零件及工具室和次级要求的切割固定装置。“创意不拘一格。”西伯说，“团队每天都在问，‘我能做这个吗?’且回答始终是‘是的，我们可以。’”例如，在采购第一台3D打印机后，Currier的设计和质量保证团队合作确定了用于新定制瓶子设计的几何结构尺寸和公差(GD&T)夹具，帮助简化了零件检验。还有一次，在盖子闭合站改造工作的一名自动化工程师在一夜之间打印出基板和鳍条模型，用于验证和重新设计。这降低了成本，并使工具的交付周期缩短了两周。

现在，Currier团队不仅使用自己的3D打印机实验，还为供应商提供了一系列3D打印方案，使此团队“非常有价值”，新产品开发副总裁加里·基弗表示。尽管公司的增材道路仍在发展，其员工已经对使用此技术打印塑料有了大量见解。下面是公司学习到的一些经验。

首先，Currier已经意识到识别客户对其增材制造能力、用于防止通信中断和生产线零件故障等的重要性。“我们已经了解到，理解客户对零件的功能期望的重要性，因此，我们告知客户我们在做什么。”西伯解释说，“很多客户不能充分把握制造能力(DFM)工艺设计，尤其是它与工具设计和匹配零件有关时，我们花时间帮助客户理解形状、配合和功能的复杂性。”例如，一名客户最近从Currier收到了一些瓶子原型，需要数量超过24个，但是需要饰面更加光滑。这产生了一个问题，这些立体平版印刷(SLA)零件实现需要的饰面，而后的整理工作(例如，喷洒、饰面和喷漆)造模者并未进行。因此，公司必须分包这些服务，这增加了工作时间。“这证明了前提沟通确定客户对我们能力预期的价值。”西伯解释说。

图2 Currier已经扩大了墙壁和零件厚度极限。例如，我们从一些试验和误差学习到，我们的便利瓶子的壁厚阈值为0.040in。如果我们把瓶子变薄，就容易损坏，可能会出现这样的情况，你拿着瓶子想要在清洁箱中清洁，就有可能将之折断，或将之掉在地上使之开裂。

Currier得到的另一个关键观点是，了解了零件方向对3D打印程序的重要性。每台增材机器都有一个结构托盘或平台，但是成功有效的结构的关键是该零件在托盘上的方向是什么。“还记得商场上的一句话吗?‘如果合适，就发货’。是的，我们在这里照搬这句格言，如果它适合放在托盘上并放在信封中，就可以构建。”基弗说。然而，零件的方向很重要，因为它影响生产使用的材料数量及优化形状、配合、功能及支撑材料的位置。

Currier还学会了，在工艺中考虑一些试验和误差，优化产品设计，包含扩大墙和零件厚度极限。“例如，我们的便利瓶子的壁厚阈值为0.040in(1in=25.4mm)。如果我们把瓶子变薄，就容易损坏。可能会出现这样的情况，你拿着瓶子想要在清洁箱中清洁，就有可能将之折断，或将之掉在地上使之开裂。”西伯说。

一个经常被忽略的3D打印方面是从保持足够供应和确保手边材料不会过期的角度，掌控材料库存控制。“我们采购打印机时，并不了解我们使用材料的速度，因此在配置库存时，就会投资过量。”西伯说，“我们使用材料的速度没有预期的快，导致货架上的材料过期。”每种材料都有保质期，且有一个失效日期戳。现在的机器都是智能的，它们会读出材料容器上的日期代码，不会接受失效材料。“因此，如果您购买标明保质期为两年的新材料时，务必在采购前确保其在供应商架子上的时间不会超过一年。”西伯建议说。为了帮助确定合适的材料库存，他建议跟踪其使用。“您想要在手边准备足够多的材料，让工作顺利进行，并避免采购材料的焦虑，而收到材料的交付周期可能短到只有两天。”他解释说。

图3 在第一次投资3D打印后，Currier很快发现使用不仅限于影印，还包含质量实验室使用的洗涤剂的固定装置的制造

除了规划有效库存管理，还有很多变量会影响工厂最大化3D系统使用的能力，而且须在采购机器前就考虑清楚。这些变量包括与机器尺寸有关的空间限制、次级饰面要求、危险材料处理方案和抽烟、电力要求、噪声水平及使用恶化维护要求。此外，还需要考虑机器材料容量，因为一些结构需要的材料可能超出机器容量，需要在工作期间补充材料。“此外，您还需要监控对性能重要的打印机状况，如打印头对齐、打印头清洁、废物遏制及保持打印清洁和准确度校准的维护时间间隔。解决方案很重要，因此保持此区域清洁很重要。”基佛说。

另外，维护对任何重要的设备投资也很关键，3D打印机也不例外。“您想做的最后一件事是购买一部昂贵的机器，并引起费时又费钱的问题，打印机供应商会每年给我们提供年检。他们校准机器，更换所有风机和过滤器，并执行各种维护项目，关键是让合资格的技师执行年检，保持其校准。”基弗说。

设备位置有助于最小化维护需求。Currier在办公区而不是工厂地板上进行3D打印。据西伯说，制造楼层可能不适用于精密仪器。在工厂操作的机器会接受更多灰尘，会影响其性能。

增加3D打印能力对Currier这样的工厂来说是一笔不菲的投资，因此持续管理和控制打印机的成本很重要。帮助这些成本最小化的方法之一是，不要想着将打印机仅用于创造零件。通过增材制造，可以生产很多其他零件。“例如，生产零件并不需要大量应力、铸造模具、机器人零件、原型、质量实验室的固定装置等，证明打印机成本合理需要的时间比人们预期的要短。”西伯说。

最后，Currier视3D打印是一种持续的教育过程，与实施任何新技术或策略有很多相似之处。它为整间公司生成了一个理解其潜在能力的学习曲线。Currier建议用户实验新技术，尤其是生产增值零件。

图4 帮助确定合适材料库存的唯一方式是跟踪历史和使用，每种材料都有保质期，因此需要认证产品上的日期戳，避免浪费

史蒂夫·费斯是Currier的CAD设计师，取消了生产楼层上的一个事故，证实了3D打印的顺其自然方法如何取得成功。“我们的灌装和封闭机器的瓶盖站的表面曲线复杂的引入斜口受损，引入斜口是回转六角头架的第一个零部件，在处于打开状态时，它与闭包或盖子接触并开始将盖子压下，强制将pintel压入孔板中。我们在现场3D打印了一个临时塑料更换零件，在等待受损金属更换零件从外部车间维修发还的三周内，它使机器正常运行。”如果无内部3D打印方案，Currier可能需要为了那一个零件，停产三周。现在，出现类似情况时，公司就可以考虑使用其打印机，而不是仅将之用于影印。