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    Form 4L 和 Fuse1+30W 凯发k8天生赢家一触即发设备如何帮助 Microsoft 保持行业领先地位
    2024-11-06
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    Microsoft APC 大楼


    作为科技行业先锋的一员,Microsoft 长期以来一直处于硬件和软件的前沿,原因有很多。作为快节奏行业的领导者,需要毫不妥协的速度、对追求最高质量理念的执着,以及致力于将每个部分都保持在严格标准的承诺。


    八年来,Mark Honschke 一直在 Microsoft 的高级原型设计中心 (APC) 领导快速原型设计,这家科技巨头 95% 的硬件产品都是在这里设计、测试或开发的。APC 始终信守 Microsoft 对速度的承诺 — Honschke 将该中心的工作比作“以短跑运动员的速度跑马拉松”。他的团队接受来自 80 多个硬件类别以及这些类别中的多个团队的请求,同时始终如一地提供 24 小时的周转时间。


    将 Form 4 和 Form 4L 添加到设备群中,使 Honschke 能够运行更多的打印班次 — 将一些构建从夜间构建切换到“日构建”计划,以加快迭代并提高生产力。除了 Formlabs 的桌面和台式立体光固化成型 (SLA) 打印机外,APC 还运行两台 Fuse 系列选择性激光烧结 (SLS) 打印机,用于生产最终用途质量的功能性尼龙部件。


    “Form 4 是我们需要严格公差和性能较好树脂材料项目的首选。它以极快的打印速度生产高性能部件,使我们的模型制作者能够在 24 小时内进行多次迭代。”

    Mark Honschke
    Microsoft 高级原型制作中心的增材原型制作主管


    Formlabs 3D 打印机如何适应 Microsoft


    Microsoft Surface 平板电脑

    APC 使用 Formlabs 3D 打印机来满足 Surface 平板电脑的概念验证 (POC) 组装构建请求


    APC 每天晚上都有多台打印机运行。有 80 个产品类别和这些类别中的不同项目,每天可能会带来不同的部件,但数量保持不变。为了处理一致的请求流,APC 拥有多台熔融沉积建模 (FDM) 打印机、两台 Formlabs 选择性激光烧结 (SLS) Fuse 1+ 30W 打印机、七台全彩 PolyJet 机器和五台 Formlabs SLA 3D 打印机,包括 Form 4 和 Form 4L。


    Honschke 的团队作为内部服务机构运作,他们决定哪种材料和机器最适合零件,并在设置、打印、后处理和交付之前与请求者讨论,所有这些都在 24 小时内完成。


    这种服务局模式虽然速度非常快,但对于 Microsoft 内部的特定组(架构师)来说仍然不够快。“架构师生活在设计师和工程师之间。他们将从设计团队那里获取信息并创建草图,然后制作原型,直到设计师对该产品的体验感到满意。然后他们会将其交给工程师,让他们成为该产品的生产商,”Honschke 说。“他们一直在这个蓝天领域工作,而且并不总是按照相同的时间表工作。”


    连接器原型

    SLA 3D 打印非常适合对需要高精度的组件(例如这些连接器)进行原型制作


    APC 需要额外的打印能力,这些容量易于使用、经济实惠、快速,并且可以交付各种材料的高质量部件。一位在之前工作中使用过 Formlabs 机器的架构师建议使用 Form 3,但很快就发展到包括 Form 3L、Fuse 1+ 30W、Form 4 和现在的 Form 4L。


    “对我来说,Formlabs 技术几乎是我们必须拥有的工具。我工作的很大一部分是查看打印机群与我们收到的请求类型的比较,然后找出我们能力中的漏洞,并找到合适的技术来填补这些漏洞。Formlabs 对我们来说扮演着非常特殊的角色。它不是一般的 3D 打印,尽管 Formlabs 在这方面做得很好。它非常多地采用工程级材料,具有高分辨率和高质量的表面光洁度。

    Mark Honschke

    Microsoft 高级原型制作中心的增材原型制作主管


    Formlabs 生态系统提供的材料多功能性和机械性能范围使团队能够为每项特定作业选择合适的树脂。借助 Form 4 和 Form 4L 的快速打印时间,Honschke 的团队能够在材料之间轻松切换,甚至可以一天多次切换,这意味着 Honschke 的团队可以为工作选择最佳树脂,而不是为了方便起见而使用打印机上设置的任何树脂进行打印。


    Tough 2000 Resin 是我们的主打材料。Grey Pro 和 Tough 2000 具有超高分辨率的工程级强度,我们几乎无法通过任何其他技术获得,”Honschke 说。


    将 Form 4 添加到 Microsoft APC


    在 APC,Honschke 将在下午 4:00 左右之前接受请求,然后开始打印机通宵运行。早上,在打印件取出、后处理和交付后,他们将寻找可以作为日装完成的新请求。可以将零件从隔夜转为日装的高精度打印机可以显著提高设备群的生产力。


    “我在 Form 3+ 上运行的一个部分是 8 小时 19 分钟的打印。在 Form 4 上,打印时间只有两个多小时。因此,现在我们可以使用这些打印机进行日建,尤其是我们看到的新速度 — Form 3+ 不被视为日建技术,”Honschke 说。


    对于处理 APC 处理大量工作(每周数百个部件)的实验室来说,运行一天的构建而不是通宵等待有助于简化 Microsoft 工作流程。有些部件可能是仍处于早期设计阶段的新产品,灯泡时刻可能不会持续一夜。其他部件是工厂修复和重新设计,可以保持生产运行或在组装过程中节省时间和金钱。


    “能够在 24 小时内多次迭代是我们实验室的目标。每个人都在提出请求,其中一些答案非常基于时间。他们需要了解这个部件为什么会出现故障,这样他们才能回到工厂告诉他们,'这是几何形状的变化,才能完成这项工作,'”Honschke 告诉我们。


    自从将 Form 4 添加到工作流程中以来,该团队每天打印多次,并且能够立即从其他 SLA 打印机切换部分容量。“我们在打开机器后的几分钟内就完成了打印。设置非常简单。我们非常喜欢新的刮水器设计和树脂槽的新锁定机制,”Honschke 说。


    Formlabs 树脂 3D 打印机

    APC 现在运行着五台 Formlabs 树脂 3D 打印机,包括两台 Form 4 和一台 Form 4L


    然而,速度和易用性并不是成功打印的全部。表面光洁度和打印质量仍然至关重要——其中许多部件将继续成为最终设计审批单元或模型,它们需要看起来是零件。


    “我注意到,在一些小部件上,表面往往比以前的打印机更好。对于透明部件,我们会选择 Formlabs,因为你得到的分层折射更少,而且你会得到一个更真实透明的部件——我告诉人们,这是你在 SLA 树脂中最接近完全透明的东西,”Honschke 说。


    Form 4L:APC 的外形尺寸增加


    自从将 Form 4L 添加到 APC 后,Honschke 和他的同事 Ryan Laprise 已经能够接受更多的工作并提高中心的吞吐量。


    一位同事最近要求一个平板电脑外壳,该外壳的建模体积要大于技工所 Form 4 打印机的构建体积,并且需要快速完成。“这是我们在 Form 4L 之前无法完成的构建,周转时间会花费太长时间,而且 3D 打印不是一种选择。它会减慢迭代过程,”Honschke 说。3D 打印团队将原型放在 Form 4L 上,并在当天下午交付了部件。“如果我们能做到,那么四个小时就会改变游戏规则,”Honschke 说。


    但打印时间并不是全部,前处理和后处理时间也会对团队的生产力和效率产生影响。Form 4L 简化了 APC 的树脂 3D 打印工作流程,缩短了准备工作和收尾工作,帮助他们更快地将部件从概念转化为交付。


    Form 4L 建模体积使破损件减半成为过去,并为团队提供了白天快速部件和夜间更高产量的选择。在后处理中,支撑的较小接触点提示缩短了零件完成所需的时间。


    Surface Pro X 外壳 3D 打印原型

    Form 4L 的大构建体积可以容纳 Microsoft 硬件产品中的各种组件,使团队能够对 Surface Pro X 外壳等设备进行原型设计


    APC 经常满足概念验证 (POC) 组装版本的要求,从 Xbox 到 Surface 平板电脑再到耳机等等。但是,由于组件不是同时制造的,因此必须介入。“他们可能在一周内拿到电路板,但再过三周就拿不到中框了。我们需要弄清楚,'哦,电路板太厚了半毫米,所以现在我们不能合上这个机箱盖',所以当我们进行这些构建时,不是连体衣、两件套,而是 50 到 100 次构建,”Honschke 说。


    最近收到了 Xbox 中框的 POC 请求,数量为 50,因为外包一些内部组件存在一些问题。“我说,'是的,我们可以提供你的 50 个部件,但我们无法清理它们。'但对于 Form 4L,这实际上并不是什么大问题,因为支撑更容易移除。


    “我们能够在三天内完成三个完整的构建,而不是一周半。因此,仅凭那次构建,Form 4L 就已经收回了成本。

    Mark Honschke
    Microsoft 高级原型制作中心的增材原型制作主管


    Form 4 和 Form 4L 共同为 APC 开辟了新的机会——如果他们能够以如此高的速度获得这些高质量的部件,他们将能够在内部为大型 POC 构建提供更多服务。“Xbox 每年进行一到两次 POC 构建,Surface 进行两到三次,如果我们可以在内部提供这项服务,A) 安全性会更好,B) 如果我们更快,我们可以更快地发现问题。我认为 Form 4 和 Form 4L 有一个很好的商机,我认为这将证明让员工来运行它们是有意义的,”Honschke 说。


    Fuse 系列如何使功能部件尽可能轻松


    尽管 Form 4 和 Form 4L 的速度帮助 Honschke 的团队提高了吞吐量,并帮助他们接受了一些大批量的原型订单,但当需要最终用途功能和更坚固的功能原型时,他们会使用不同的技术。


    随着 Microsoft 旗下产品集的增长,APC 需要适应。添加在不同应用中表现出色的技术是他们能够跟上新产品类别不断增长的请求的一种方式。“随着 Microsoft 扩大产品类别,我们发现对能够承受实际使用的高分辨率原型的需求,从耳机频段到控制器主体。SLS 是生产这些原型的最佳选择,”Honschke 说。


    SLS 3D 打印机或其他粉末床熔融技术(如 MJF)被用于制造功能性原型制造部件,这些产品可以以高尺寸精度打印,但也可以承受弯曲、拉伸、坐上或错误塞入手提箱的严酷考验。当 APC 开始评估他们应该在其设备群中添加哪种类型的粉末打印机时,Fuse 系列的小尺寸和易用性有助于证明这一点。


    “大多数标准 SLS 系统需要大量空间、高昂的安装设施成本,并且通常操作起来非常脏。除了打印机的紧凑特性外,Formlabs 以用户为中心的系统还旨在消除标准 SLS 系统的缺点,其持续改进使制造 SLS 部件尽可能轻松。

    Mark Honschke

    Microsoft 高级原型制作中心的增材原型制作主管


    Fuse 系列帮助制造工程团队在产品进入大规模制造之前通过最后的审批阶段。对于 Microsoft 的大多数产品,复杂的多件式组件都可以在不同的地点制造,并且很难同时获得最终的概念验证构建。依赖来自世界各地的物流公司和团队的时间表意味着零件可能无法立即到达——即使审批截止日期迫在眉睫。Fuse 系列可帮助团队创建最终的 POC 构建以模拟最终用途的制造产品,以便他们可以分析任何潜在问题并在订购任何工具之前进行快速更改。


    “手动组装一整套零件有助于工程师了解可能延迟生产的装配和装配问题。通常由于零件制造延迟或运输问题,很难让所有零件运行 POC 并在正确的时间交付,这就是 Fuse 的亮点。它有助于填充模拟传统制造零件的零件,”Honschke 说。


    Formlabs 的改进


    Honschke 的很大一部分工作是确保 APC 手头有合适的工具来处理范围广泛、不断变化的请求和项目。使用 Formlabs(SLA 和 SLS 技术)进行扩展,帮助他们更快地回答更多问题。


    Form 4 和 Form 4L 的技术进步意味着 Microsoft 可以在一天内完成更多工作,而 Fuse 系列的出现是为了在最终用途制造开始之前缓解任何供应链困难。对于一家以短跑运动员的速度跑马拉松的公司来说,几十年来一直处于技术领先地位,这些打印机的速度和可靠性可能会让事情变得更容易一些。


    “我们所有的打印件都非常成功,自从我们推出 Form 4L 以来,我们几乎完全使用它进行打印。我认为这与您对下一代打印机的期望不相上下。当我们更换打印机时,我们将更换更多的 Form 4 和 Form 4L 打印机,”Honschke 说。

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