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(3D 列印如何在六個月內實現機器人的批量生產
Savewo是一家總部位於香港的產品設計、開發和製造公司，成立於 2020 年，為該島市的 COVID-19 救援工作生產醫療設備。自成立三年來，Savewo 已成為香港公司在機器人、醫療設備等領域最搶手、最可靠的製造和開發合作夥伴之一。
Savewo 依靠傳統與現代製造技術的結合來幫助其合作夥伴從設計轉向大規模生產。近期，Savewo 完成了一項非凡的壯舉，與 Rice Robotics 合作，在短短六個月內將其產量從單個原型增加到數百個機器人，其中包括數千個終端用途 3D 列印組件。
為了實現這一目標，Savewo 依靠一組 Fuse 1+ 30W 選擇性雷射燒結 (SLS) 列印機和 Fuse Sift 後處理系統。SLS 3D 列印利用尼龍 12 粉末實現更高效的設計週期、更大的設計自由度、卓越的質量公差和精度以及最佳的機械性能。透過證明他們有能力提高這種技術先進產品的大規模生產，Savewo 已經領先於競爭對手，並正在尋求擴大他們的能力。
將生產問題轉化為機遇
▲Rice Robotics 團隊正在尋找一個能夠在短短六個月內完成不可能任務的合作夥伴。
Rice Robotics 也是一家總部位於香港的公司，設計和製造用於食品配送、消毒和檢查領域的機器人系統。儘管他們的創新設計已經小批量部署，但當萊斯開始尋找大規模生產解決方案時，他們遇到了問題。
Rice 與其之前的大型合約製造商之間的溝通障礙來自於品質控管，以及預期設計與最終成品之間的差異，都影響了 Rice 決定尋找可以與其合作的香港合作夥伴。唯一的問題是——時間越來越緊縮，新製造商從首次設計到批量生產只有六個月的時間。
SLS 3D 列印：六個月的救星
Rice 的產品從設計到生產只用了半年時間，Savewo 知道傳統的產品開發過程是不可能的。他們在開發和生產的每個階段都利用了 Fuse 系列 SLS 列印機，從迭代設計到功能測試，再到最終運行機器人中的最終使用組件。
發展速度
對於許多機器人公司來說，特別是在香港和中國大陸，模具製造商距離很近且價格非常便宜，為原型訂購模具和射出成型是一種可行的迭代開發方法。然而，對於如此短的時間，Savewo 知道 3D 列印是他們完成這一切的唯一方法。他們的三台 Fuse 1+ 30W 列印機使他們能夠全天候 24/7 進行列印。
「傳統的工業製造方法需要很長時間。使用 Fuse 1+ 30W，我們可以直接列印，當我們需要更改時，我們可以立即更改設計並重新列印。這可以大大加快整個開發過程，並且列印的物件可以放置在機器人上進行測試。」－Savewo 研發工程師馮先生
設計自由度
▲3D 列印最終使用零件使團隊能夠設計複雜的組件，若使用傳統製造方法生產這些組件不具成本效益。
當 Savewo 決定致力於 SLS 3D 列印，一系列全新的可能性就出現了。Fuse 系列 SLS 列印機具有可作為支撐的粉末床，可列印具有懸垂、底切、內部通道或其他設計特徵的零件，這些特徵使用傳統製造方法將變得昂貴且困難。
透過 3D 列印這些複雜的零件，Savewo 不僅能夠在一夜之間完成修改，而且還能夠透過創建創新和有機的設計來擴展機器人組件的範圍和功能。「一些傳統製造方法無法低成本生產的零件設計，現在可以在 SLS 3D 列印的幫助下輕鬆、準確地實現。」Savewo 研發高級機械工程師 Mr. Zhong 說道。
整個過程中嚴格的公差和控制
▲使用 SLS 3D 列印生產零件可以更輕鬆地對齊零件和控制公差。
Rice 在與之前的承包商打交道時遇到的一個主要問題是設計、原型、β 測試和最終使用模製零件之間缺乏一致性。由於使用了多種不同的技術並且製造商缺乏明確的溝通，這些階段之間缺乏尺寸精度。此外，在整個設計過程中，零件必須稍作改變，以考慮工業注塑過程中發生的熱量、時間和膨脹，這導致預期設計和最終零件之間存在差異。
Savewo 較小的尺寸和清晰、開放的溝通渠道意味著 Rice 的工程師可以傳達他們的需求，並儘可能多地參與列印機本身。由於 Rice 可以輕鬆獲得生產工具— Fuse 列印機，因此可以輕鬆地重新設計零件以進行積層製造。此外，Rice 不必考慮成型的設計因素，因此零件設計可以在從 3D 列印原型到最終零件的整個過程的每個步驟中保持一致。
使用尼龍 12 粉末生產最終用途零件
▲Nylon 12 Powder 可製造出堅固、耐用且略顯柔韌的零件，非常適合零件承受大量摩擦和彈跳的機器人應用。
其中許多最終零件都是在 Fuse 系列列印機上列印用於最終用途生產的。尼龍 12 粉末零件的強度和耐用性使其成為機器人等應用的理想選擇。尼龍是工程師們熟悉的材料，材料特性眾所周知。對於 Rice 來說，他們可能對 Savewo 能夠實現大規模生產抱有信心，但他們也可以相信最終的尼龍零件的性能將像射出成型一樣。
機器人技術需要許多功能組件，其中多個組件透過工作關節或緊固鉸鏈安裝在一起。3D 列印並不總能勝任製造足夠堅固的零件以承受組件中持續的拉力、壓力、扭矩和摩擦的任務，但 SLS 列印的零件可以。Fuse 1+ 30W 上列印的尼龍 12 粉末零件可以列印預先設計的螺紋，也可以使用熱熔螺紋攻牙。
Savewo 利用這種能力將許多物件連接在一起，證明了製造方法和材料的多功能性。「尼龍 12 粉末具有足夠的硬度、韌性和良好的機械性能。我們的 3D 列印零件大多帶有螺紋。使用尼龍 12 粉末直接列印零件時，無需多次擰緊或鬆開螺絲。」Savewo 研發總監 Mr. Chen 說道。
Rice 2 上有一個室內送餐機器人，其骨架和外殼的連接部分是用 Fuse 1+ 30W 列印的。這些連接器必須承受機器人「行走」時產生的持續振動，以穩定骨架和外殼。尼龍 12 粉末的靈活性使其成為此類穩定成分的理想選擇。Rice 2 上的其他 SLS 最終使用部件包括霧化器模組（整個 PCB、葉扇、接頭卡扣）、出風口以及中央處理器系統和減震系統的固定。
▲甚至機器人上的大型外殼部件也採用尼龍 12 粉末的 Fuse 系列進行列印，測試證明它們能夠承受壓力、衝擊和一般磨損。
持續開發，每週生產 50 台機器人
Savewo 的內部工廠擁有四台 Fuse 1+ 30W SLS 列印機和一個 Fuse Sift 粉末回收系統，每週能夠生產足夠的最終用途零件來生產 50 台 Rice 2 機器人。更重要的是，Fuse 1+ 30W 上的 3D 列印零件提供了持續優化的機會，而無需重新加工昂貴的成型工具。
如果採用傳統工廠模式，使用射出成型模具進行生產，涉及調度、打樣、修改等步驟，那麼每個零件和每次修改的交貨時間將在 45-60 天之間。對於這個專案來說，較長的交付時間和較高的成本意味著不可接受任何風險。
Savewo 的工程師對產品中的某些因素和不確定因素進行了分類。對於 Rice 2 中確定性較高的大型零件，他們設計了模具並採用傳統的射出成型製造方式，而對於不確定的零件則採用了 3D 列印，這些零件在整個開發過程中可能需要多次更改。
▲使用四台 Fuse 系列 SLS 列印機不間斷生產，使 Savewo 能夠每週交付 50 台機器人，即使某些零件需要重新設計。
小工具，大不同
▲製造數百個小物件意味著 Fuse 系列列印機可以不間斷運行。
在香港，房地產並不便宜，建築物和企業只會興建，而不是淘汰。Fuse 系列列印機的尺寸和規模意味著 Savewo 可以擴大生產規模，而無需改變設施或大量投資更多面積。購買第一台機器後，他們很快又添加了三台機器以提高產量。目前，他們的研發和製造團隊擁有四台 Fuse 1+ 30W 列印機和一台 Fuse Sift，可以快速高效地完成設計流程的每個階段。
在如此短的時間內將 Rice 2 機器人從重新設計到最終使用的大規模生產的整個過程幫助 Savewo 不僅獲得了內部信心，他們的混合製造工藝將發揮作用，而且還確立了自己作為香港創新公司優先選擇的地位。「我們希望Savewo能夠成為香港創新科技的搖籃，推動香港工業4.0的發展。最終，我們希望SAVEWO能夠讓香港製造的名片再次享譽海外。」SAVEWO 首席執行官 Mr. Ding 表示。
Fuse 1+ 30W 列印機可以幫助小公司完成大事。經濟實惠的 SLS 系統提供了易於使用的工作流程、可靠且熟悉的材料庫以及射出成型零件的公差和精度。Savewo 利用這些機器的可擴展性在競爭激烈且擁擠的市場中取得了成功。
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