Sintavia是一家位于美國佛州的增材制造服務(wù)商，其產(chǎn)品和業(yè)務(wù)主要針對于航空航天領(lǐng)域。2019年，公司完成了在本州勞德代爾堡地區(qū)的一家增材制造工廠的建設(shè)。這家工廠具體位于位于好萊塢市內(nèi)，占地面積達55000平方英尺，目前擁有25臺金屬零件3D打印設(shè)備。

事實上，Sintavia在2015年就從飛機發(fā)動機的維修、維護和運行（MRO）業(yè)務(wù)開始起家，通過運用激光電子束粉末床融合技術(shù)（PBF）生產(chǎn)和維修飛機、火箭發(fā)動機部件。同時，公司將用于航空航天領(lǐng)域的PBF技術(shù)作為公司發(fā)展的唯一目標。

公司首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Brian Neff表示，Sintavia在傳統(tǒng)航空航天零件生產(chǎn)方面沒有任何經(jīng)驗積累，這反而有助于公司使用增材制造技術(shù)開辟新的市場。他談到，“這不像我們必須在傳統(tǒng)制造業(yè)中必須通過燒毀‘船’來承諾增材制造的作用，我們一開始就沒有那些‘船’?！睆腟intavia好萊塢市的工廠，我們或許能對當(dāng)前增材制造對生產(chǎn)制造形成的影響，有一個直觀認識。

■Sintavia希望使用越來越大的機器。這是公司新近安裝的EOS四激光AMCM M-4K 3D打印設(shè)備，可生產(chǎn)出高達1米的零件

影響一：安靜

Sintavia增材制造生產(chǎn)車間整體顯得非常安靜，與辦公區(qū)的環(huán)境幾乎沒有什么不同。在增材制造的生產(chǎn)過程中，安靜、有序和整潔是每一到訪人的普遍感受。這與Sintavia的CNC加工車間形成了鮮明的對比。

在CNC加工車間，空氣中有冷卻劑蒸汽，此外還有壓縮機、電機和金屬切割發(fā)出的噪音。從事制造業(yè)的人通常已經(jīng)習(xí)慣了這些噪音，并將其視為制造業(yè)的典型標志。

■生產(chǎn)操作安靜、干凈、平靜，幾乎沒有直接的人工干預(yù)

影響二：生產(chǎn)監(jiān)督而不是直接配備生產(chǎn)人員

Sintavia的這間增材制造工廠是為無人值守生產(chǎn)而設(shè)計的。任何給定部件的生產(chǎn)過程都會經(jīng)歷一個漫長的構(gòu)建周期，持續(xù)時間往往超過一天，有時甚至超過一周。如果按照傳統(tǒng)方式生產(chǎn)類似的零件或子組件，那么需要配備不同的操作人員，并合并許多單獨的零件制造、運輸和組裝步驟。

因此，增材制造被視為一種可以產(chǎn)生高附加值的生產(chǎn)過程，而在其過程中幾乎沒有直接的人工參與。Sintavia通過采用信息傳輸?shù)姆绞剑瑢⒂嘘P(guān)生產(chǎn)的信息傳遞到員工所在的地方。該設(shè)施在Siemens的ERP系統(tǒng)套件（包括Teamcenter、Opcenter）上運行，使用這些系統(tǒng)為整個站點的顯示器提供不同的數(shù)據(jù)反饋和傳遞。在公司的工程部門，其中一組監(jiān)視器（如任務(wù)控制陣列）為各種生產(chǎn)作業(yè)提供了實時狀態(tài)信息。

■Sintavia工程部門的顯示器可實時顯示生產(chǎn)信息

影響三：面向未來的建筑設(shè)計

增材制造技術(shù)正在迅速發(fā)展。在工廠設(shè)計之初就需要預(yù)見到，短短幾年內(nèi)使用的機器可能與今天使用的機器不同。Neff預(yù)計最有意義的技術(shù)變革是向更大的PBF機器邁進。具有更大床身尺寸和工作高度的機器，將使增材制造能構(gòu)建出體積更大的零件，將更多的裝配工作整合到一個部件中，一次構(gòu)建就能完成更多、更小的部件，提高生產(chǎn)力。

為了滿足公司對未來機器更大的期望，工廠的設(shè)計空間和中央走廊（用于進出機器）比當(dāng)今設(shè)備尺寸所需的空間更大。

影響四：粉末是生產(chǎn)的一部分

想要實現(xiàn)高效的日常增材制造生產(chǎn)，就意味著Sintavia需要在激光電子束粉末床融合技術(shù)的背景下，開發(fā)出有效處理打印粉末并確保粉末質(zhì)量的方式。在這一方面，Sintavia遵循了簡單性和常識的原則。對于不同金屬材料（鋁合金、鎳合金）的生產(chǎn)，確保不同材料之間沒有交叉污染。公司自行設(shè)計和定制的粉末罐，讓員工根據(jù)容器的大小和形狀一眼就能識別出罐中的材料。

為了保證粉末質(zhì)量，使用藥瓶等微小的白色容器將粉末樣品從工作中的建筑運送到現(xiàn)場 實驗室。如果粉末分析顯示給定零件的粉末質(zhì)量偏離了所需規(guī)格，則生產(chǎn)團隊就會發(fā)出“全部停止”的通知，直到問題被解決為止。

影響五：加工作為流程的核心

在飛機發(fā)動機零件等精密復(fù)雜部件的增材制造中，僅靠3D打印并不能實現(xiàn)零件的最終價值。在正式交付給客戶之前，零件需要經(jīng)過后處理和機加工。Sintavia工廠的機加工車間占地面積相對較小，但Neff表示，后處理能力的重要性怎么強調(diào)都不為過。僅靠增材制造技術(shù)無法實現(xiàn)零件所需的公差。

車間內(nèi)的數(shù)控機床包括四軸和五軸加工中心，以及多任務(wù)車銑復(fù)合車床。與那些無人化操作的3D打印設(shè)備相比，這家車間的工作依賴于熟練的機械師，他們能夠為幾何復(fù)雜的零件形狀進行再加工。

■工廠機加工車間的CNC加工中心

影響六：沒有煙囪

當(dāng)Neff指出增材制造設(shè)施“沒有煙囪”時，他的意思是比喻性的。進行機械加工、成型或組裝的設(shè)施也沒有煙囪。其實，他真正的意思是想說明增材制造過程沒有廢物流的產(chǎn)生。在增材制造過程中，廢物產(chǎn)生的量極少。

但事實上，Neff也指出了增材制造所面臨的挑戰(zhàn)，金屬增材制造中的冷凝物是一種廢物副產(chǎn)品，因為產(chǎn)生的量很小，以至于目前還沒有市場驅(qū)動的解決方案能夠接收和處理這種廢物。

Sintavia可能是首批產(chǎn)生足夠數(shù)量的此類副產(chǎn)品，同時也能提出處理解決方案的公司之一。為3D打印過程對環(huán)境的影響尋找可持續(xù)的解決方案，是公司認識到需要面對的主要問題之一。

影響七：專注于一個目的

從某種意義上說，“工廠”又回來了。也就是說，“工廠”是指為給定的最終產(chǎn)品專門建造的地方。隨著時間的推移，制造業(yè)已經(jīng)從工廠轉(zhuǎn)移。今天的OEM廠商更傾向于不生產(chǎn)他們的產(chǎn)品，而是完成組裝工作。

與此同時，合同供應(yīng)商服務(wù)于許多市場。任何給定的模具制造商或機械車間，都可能同時服務(wù)航空航天、汽車、醫(yī)療和其他行業(yè)。但Sintavia不是OEM企業(yè)，也不是通用承包商。這里的打印設(shè)備目標明確，就是運用粉末金屬加工飛機的發(fā)動機零件。

增材制造不僅僅是一種不同的制造工藝，也是一種生產(chǎn)方式，暗示了一種完全不同類型的制造商。

影響八：數(shù)據(jù)和文件是流程的一部分

這一點與其他飛機工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施沒有什么不同，但在增材制造行業(yè)仍舊需要值得注意。也就是說，企業(yè)在為航空航天生產(chǎn)而專門建造工廠車間時，必須考慮到產(chǎn)品生產(chǎn)記錄和可追溯性。從某種意義上說，將價值和組裝整合到統(tǒng)一的3D打印復(fù)雜零件中，也可以將該價值的所有文書工作整合到這些零件上。在Sintavia工廠的質(zhì)檢區(qū)，等待零件的貨架上同時附有文件的貨架。“文書工作可能比零件更重要?！币晃患夹g(shù)人員指出。

影響九：不間斷的電源

佛羅里達州每年都有颶風(fēng)光臨。然而在一個生產(chǎn)設(shè)備中，任何給定時間的作業(yè)都可能處于一到兩周的精細構(gòu)建周期中，因此持續(xù)供電對于確保構(gòu)建成型和零件質(zhì)量至關(guān)重要。對于 Sintavia來說，飛輪驅(qū)動的電力系統(tǒng)在停電后可讓所有建筑物運行30秒，為發(fā)電機啟動和接管所需的15秒提供足夠的余量。Neff說，憑借備用電源Sintavia可以完全依靠發(fā)電機供電運行至少兩周的時間。

■這里看到的發(fā)電機容量可以使Sintavia的設(shè)施在斷電后至少運行兩周

影響十：定制質(zhì)量體系

Neff表示，對于實現(xiàn)受控、經(jīng)過驗證的增材制造零件生產(chǎn)設(shè)施，沒有現(xiàn)成的模板。傳統(tǒng)制造工藝確實提供了其他成功設(shè)施可以復(fù)制的例子，但在高端飛機零件的增材制造生產(chǎn)中，模型較少。Sintavi的團隊必須自己制定所需的步驟。

因此，Sintavia工廠與其他成熟生產(chǎn)過程的一個最根本區(qū)別是如何定義質(zhì)量程序。事實上這并不容易，例如用于現(xiàn)場粉末檢查的藥瓶、接收和儲存粉末的注意事項以及（防止轉(zhuǎn)動的預(yù)防措施，移動金屬手推車太靠近打印設(shè)備會對機器磁場造成潛在影響。

Neff最后談到，設(shè)施只是表現(xiàn)形式，在實現(xiàn)將增材制造應(yīng)用于高端零件生產(chǎn)時，Sintavia真正需要的是構(gòu)建流程。