Form 4L 和 Fuse 系列如何幫助 Microsoft 保持領先地位

微軟身為科技業的先鋒成員，長期以來一直處於硬體和軟體領域的前沿，作為快節奏產業的領導者，需要毫不妥協的速度、對追求最高品質創意的痴迷，以及對使每個零件都達到嚴格標準的承諾。

八年來，Mark Honschke 一直在微軟高級原型設計中心 (APC) 領導快速原型設計，這家科技巨頭 95% 的硬體產品都是在這裡設計、測試或開發的。 APC 恪守微軟對速度的承諾——Honschke 將中心的工作比喻為「以短跑選手的速度跑馬拉松」。他的團隊接受來自 80 多個硬體類別以及這些類別中的多個團隊的請求，同時始終如一地在 24 小時內交付。

將 Form 4 和 Form 4L 添加到機群中，Honschke 能夠運行更多的列印班次，將一些構建從“夜間構建”切換為“日構建”計劃，以加速迭代並提高生產率。除了 formlabs 的雷射光固化 (SLA) 印表機外，APC 還運行兩台Fuse 系列選擇性雷射燒結 (SLS) 印表機，用於生產最終用途優質功能性的尼龍零件。

“對於需要嚴格公差和工程級材料的項目，Form 4 是我們的首選。它以驚人的快速列印時間生產高性能零件，使我們的模型製造商能夠在 24 小時內生產多次迭代。 ”－Mark Honschke，微軟高級原型中心的增材原型主管。

Formlabs 3D 列印機如何融入 Microsoft

▲APC 使用 formlabs 3D 列印機來滿足 Surface 平板電腦概念驗證 (POC) 組裝建置的要求。

APC 有多台印表機每天每夜都在運作。由於有 80 個產品類別以及這些類別中的不同項目，每天可能會帶來不同的零件，但數量保持不變。為了處理一致的流程，APC 擁有多台熔融層積建模（FDM）列印機、兩台 Formlabs選擇性雷射燒結（SLS）Fuse 1+ 30W 列印機、七台全彩 PolyJet 機器和五台 Formlabs SLA 3D 列印機，其中包括 Form 4 和 Form 4L。

Honschke 的團隊作為內部服務中心運作；他們決定哪種材料和機器最適合零件，並在設定、列印、後處理和交付之前與請求者進行討論，所有這些都在 24 小時內完成。

這種服務中心的模型雖然速度快得令人難以置信，但對於 Microsoft 內的特定團隊（架構師）來說仍然不夠快。 “建築師生活在設計師和工程師之間。他們將從設計團隊獲取資訊並創建草圖，然後製作原型，直到設計師對產品的體驗感到滿意。然後他們會將其交給工程師，讓他們成為該產品的生產商。” Honschke說。

▲SLA 3D 列印非常適合製作需要高精度的組件（例如這些連接器）的原型。

APC 需要額外的列印能力，該能力易於使用、價格實惠、速度快，並且可以使用各種材料提供高品質的零件。一位在先前的工作中使用過 formlabs 機器的架構師建議使用 Form 3，儘管這種情況很快就發展到包括 Form 3L、Fuse 1+ 30W、Form 4，以及現在的 Form 4L。

「對我來說，formlabs 技術幾乎是我們必須擁有的工具。我工作的很大一部分是查看列印機群並與我們收到的請求類型進行比較，然後找到我們能力中的漏洞並找到合適的技術來填補這些漏洞，這不是一般的 3D 列印，不過 formlabs 在這方面做得非常好。它是非常工程級的材料，具有高分辨率和高品質的表面光潔度。」－Mark Honschke，微軟高級原型中心的增材原型主管。

formlabs 生態系統提供的材料所具有的多功能性和機械性能，使團隊能夠為每項特定工作選擇合適的樹脂。憑藉 Form 4 和 Form 4L 的快速列印時間，能夠輕鬆地在材料之間切換，甚至可以一天多次切換，這意味著 Honschke 的團隊可以選擇最適合作業的樹脂 — 而不是為了方便而使用印表機上設置的任何內容進行列印。

「Tough 2000 樹脂是我們的主要材料。Gray Pro和 Tough 2000 具有超高解析度的工程級強度，這是我們幾乎任何其他技術都無法獲得的，」Honschke 說。

將 Form 4 新增至 Microsoft APC

在 APC，Honschke 將在下午 4:00 左右之前接受請求，然後啟動列印機過夜運行。早上，在列印成品被取下、後處理和交付後，他們將尋找可以作為日構建完成的新請求。高精度印表機可以將零件從夜間列印變成一天列印，可以顯著提高機群的生產力。

「我在 Form 3+ 上跑的一個部分是 8 小時 19 分鐘的列印。 Form 4 的時間只有兩個多小時。因此，現在我們可以利用這些印表機進行日間構建，尤其是我們所看到的新速度 — Form 3+ 不被視為日間構建技術，」Honschke 說。

對於處理 APC 處理的大量零件（每週數百個零件）的實驗室來說，運行日構建而不是等待過夜有助於 Microsoft 工作流程保持精簡。有些零件可能是仍處於早期設計階段的新產品，靈光乍現的時刻可能不會持續一整夜。其他的是工廠修復和重新設計，可以保持生產運作或節省組裝過程中的時間和金錢。

「能夠在 24 小時內迭代多次是我們實驗室的目標。每個人都提出請求，其中一些答案是非常有時間限制的。他們需要了解為什麼這個部件可能會故障，這樣他們就可以回到工廠並告訴他們。」Honschke 說。

自從將 Form 4 新增至工作流程後，團隊每天都會進行多次列印，並且能夠立即從其他 SLA 印表機切換一些容量。「機器啟動後幾分鐘內我們就開始列印了。設定非常簡單。我們真的很喜歡新的刮水器設計和樹脂槽的新鎖定機制，」Honschke 說。

▲APC 現在運行五台 Formlabs 樹脂 3D 列印機，包括兩台 Form 4 和一台 Form 4L。

然而，對於成功的列印而言，速度和易用性並不是一切。表面光潔度和列印品質仍然是最重要的——其中許多零件將繼續成為最終的設計批准單元或模型，並且它們需要看起來像零件。

「在一些小零件上，我注意到表面處理往往比以前的列印機更好。對於透明部件，我們使用 formlabs，因為您得到的堆積成層折射更少，並且您將獲得更真正透明的部件 - 我告訴大家，這是 SLA 樹脂中最接近完全透明的東西，」Honschke說。

Form 4L：增加 APC 的外型尺寸

自從將 Form 4L 新增至 APC 以來，Honschke 和他的同事 Ryan Laprise 已經能夠承擔更多工作並提高中心的吞吐量。

一位同事最近要求提供一個比實驗室 Form 4 印表機的建造體積更大並且需要快速完成的平板電腦外殼。「這是我們在 Form 4L 之前無法完成的構建，週轉時間會花費太長的時間，而且 3D 列印也不是一種選擇。這會減慢迭代過程。 3D 列印團隊將原型放在 Form 4L 上，並在當天下午交付了零件。「如果我們能在四個小時內得到它，這將改變遊戲規則，」Honschke 說。

但列印時間並不是全部——預先處理和後處理時間也會對團隊的生產力和效率產生影響。 Form 4L 簡化了 APC 的樹脂 3D 列印工作流程，縮短了準備工作和收尾工作，幫助他們更快地實現零件從概念到交付的速度。

Form 4L 的建造體積使拆件數量成為過去的一半，並為團隊提供了白天快速零件以及夜間更高產量的選擇。在後處理中，較小的支撐接觸點尖端縮短了完成零件所需的時間。

▲Form 4L 的大體積可容納 Microsoft 硬體產品中的各種組件，使團隊能夠製作 Surface Pro X 外殼等設備的原型。

APC 通常可以滿足概念驗證 (POC) 組裝建置的要求，範圍從 Xbox 到 Surface 平板電腦再到耳機等。但由於組件不是同時製造的，3D 列印必須介入。 “他們可能一周內收到電路板，但中框可能要等三周才能到。我們需要弄清楚，‘哦，這個電路板厚了半毫米，因此我們無法關上這個外殼’，所以當我們進行這些組裝時，不是一次兩次，而是 50 到 100 次組裝，”Honschke 說。

最近收到了 Xbox 中方塊的 POC 請求，數量為 50，因為外包某些內部元件存在一些問題。「我說，『是的，我們可以為你們提供 50 個零件，但我們無法整理它們。』但對於 Form 4L，這實際上並不是什麼大問題，因為支撐件更容易移除。」

「我們能夠在三天內完成三個完整的構建，而不是一周半的時間。因此，僅憑 Form 4L 就已經收回了成本。」- Mark Honschke，微軟高級原型中心的增材原型主管。

Form 4 和 Form 4L 共同為 APC 開闢了新的機會 - 如果他們能夠以如此高的速度獲得這些高品質零件，他們將能夠為大型 POC 構建提供更多內部服務。「Xbox 每年進行一到兩次 POC 構建，Surface 每年進行兩到三個，如果我們能夠在內部提供該服務，保密安全性會更好，如果我們速度更快，我們就能更快地發現問題。我認為 Form 4 和 Form 4L 存在良好的商機，我認為這將證明引入員工來管理它們是有意義的，」Honschke 說。

Fuse 系列如何讓功能類零件盡可能輕鬆

儘管 Form 4 和 Form 4L 的速度幫助 Honschke 團隊提高了吞吐量，並幫助他們承接了一些較大批量的原型訂單，但當需要最終使用功能和更堅固的功能原型時，他們使用不同的技術。

隨著 Microsoft 旗下產品的不斷成長，APC 需要做出調整。添加在不同應用中表現出色的技術是他們能夠滿足新產品類別不斷增長的需求的一種方法。「隨著微軟擴大產品類別，我們發現對能夠承受實際使用的高解析度原型的需求，從耳機帶到控制器主體。 SLS 是生產這些原型的最佳選擇，」Honschke 說。

SLS 3D 列印機或其他粉床融合技術（如 MJF）被用來製作功能原型零件，這些產品可以以高尺寸精度列印，但也能承受彎曲、拉伸的嚴酷考驗。當 APC 開始評估他們應該在其機群中添加哪種類型的粉末印表機時，Fuse 系列佔地面積小且易於使用，這有助於證明這一點。

「大多數標準 SLS 系統需要大量空間、高安裝設施成本，而且運作時通常非常髒。以用戶為中心的 formlabs 系統旨在消除標準 SLS 系統的缺點，並且不斷進行的改進使創建 SLS 零件變得盡可能輕鬆。」- Mark Honschke，微軟高級原型中心的增材原型主管。

Fuse 系列協助製造工程團隊引導產品通過最後階段的審批，然後進入大規模製造。對於微軟的大多數產品來說，複雜的多件組件可以在不同的地點製造，並且一次性獲得最終的概念驗證是很困難的。依賴世界各地的物流公司和團隊的時間表意味著零件可能無法立即到達 - 即使批准截止日期迫在眉睫。 Fuse 系列可協助團隊創建最終的 POC 版本來模擬最終使用的製造產品，以便他們可以分析任何潛在問題並在訂購任何工具之前進行快速更改。

「手動組裝全套零件有助於工程師了解可能延遲生產的配合和組裝問題。通常，由於零件製造延遲或運輸問題，可能很難讓所有零件運行 POC 以在正確的時間交付，而這正是 Fuse 的亮點。它有助於填充模擬傳統製造零件的零件。」

Formlabs 隨著時間的推移不斷改進

Honschke 工作的一個重要部分是確保 APC 擁有合適的工具來滿足廣泛、不斷變化的請求和專案。

Form 4 和 Form 4L 的技術進步意味著 Microsoft 微軟可以在一天內完成更多工作，而 Fuse 系列的出現可以在最終用途製造開始之前緩解任何供應鏈困難。對於以短跑運動員的速度跑馬拉松的公司來說——並且幾十年來一直處於技術前沿——這些列印機的速度和可靠性可能會讓這件事變得更容易一些。

「我認為 Form 4L 符合您對下一代印表機的期望。當我們更換列印機時，我們將更換更多的 Form 4 和 Form 4L 印表機，」Honschke 說。