对话德科
在注塑模具制造领域,增材制造/3D打印的技术价值已无需赘言。经过十余年的产业演进,该技术在国内注塑领域的认知普及与工程化应用程度,甚至已超过了海外市场。
然而,应用的成熟不意味着技术及产业格局的固化。德科的实践表明,新的变量正在注入这一赛道。
在3D科学谷近期与深圳德科精密科技有限公司技术负责人谢晓华先生的对话中,他谈到,一方面,注塑胶料体系正在革新,这意味着3D打印模具性能也将面临下一场升级。在另一方面看,市场竞争焦点已从验证技术可行,迈入工程稳定性和交付能力。当3D打印随形水路模具镶件在越来越多的精密注塑场景中成为必选项,增材制造模具制造商的竞争力也随之迁移。
在这次对话中,谢总从注塑模具与注塑生产用户端的视角出发,分享了注塑生产中的三大痛点,传统方案的技术边界,增材制造在精密多腔模中的价值逻辑,以及德科十年积累形成的护城河。这些分享与行业洞察,对于推动3D打印技术在更广阔的模具制造领域得到应用,具有切实的参考价值。
以下为访谈实录。
注塑客户的三大痛点
3D科学谷:这些客户在模具生产或注塑生产中,最“头疼”的三类问题是什么?
谢总:排在第一的客户痛点是品质稳定性与交付保障。对生产企业而言,排在第一位的永远是品质稳定。如果注塑零件的品质时好时坏,就会直接冲击交付能力。一旦交付无法保障,问题就已经超越了盈利层面,而是关系到客户信任与订单存续。
第二个痛点是注塑参数的可复制性。很多客户反映,一旦更换注塑厂或换了一台注塑设备,原来的注塑品质就无法再现了。这种参数层面的不可复制,同样会导致交付出现问题。
第三是生产过程中的维护成本。维护保养涉及生产设施和模具,需要投入人力、设备甚至专门的维护设施,这些都意味着费用与时间。客户必须在生产计划中专门为维护保养留出时间窗口,这对排产来说是一个不小的挑战。
模塑行业新变量
3D科学谷:从您服务模具和注塑行业的视角来看,橡塑胶生产领域现在正面临哪些大的趋势或变化?
谢总: 从我们的了解来看,当前塑胶橡塑生产领域的趋势与变化主要有两个方面。
一方面是胶料的革新。
新胶料包括一些添加玻纤、木粉或者金属粉的复合材料。另外,很多客户对于环保的要求更高了,尤其是海外客户。因此,他们对于胶料的环保性,可回收性提出了更高要求。我们看到一些大公司,将塑胶材料的再处理、再生工作作为企业社会责任。
以上这些注塑客户的胶料革新需求,对注塑模具提出了新要求。对于添加新成分的胶料,以及回收改性胶料,通常都要求模具更耐磨、硬度更高。
另一个趋势是成本的变化。
现在模具行业的成本压力比以前更高了。其中一个原因是原材料价格上涨。另一个原因是注塑产品的生命周期变短了,取而代之的多次少量的注塑需求。以前,可能开发一款产品及模具三到五年都会继续生产,而现在产品生命周期通常是几个月到一年,每次出新产品就需要重新开模具。模具成本增加为终端厂家带来的成本压力会向上游模具制造企业传导,使得整个注塑生产链条都面临成本压力。
传统冷却方案的能力边界
3D科学谷:传统的机加工方式在面对哪些类型的模具结构或注塑件时,会显得“力不从心”?能否举一个具体的例子说明?
谢总: 对于大型模具来说问题不大,因为大型模具模芯中有足够的空间供机械加工钻出冷却水路。但是对一些精密的中小型模具来说,传统机加工方式加工的冷却水路就没办法达到要求。
从制造技术的角度来看,油杯模具是其中一个典型应用。
这类模具是多腔模,如8腔、16腔、32腔、64腔。但是每一个模仁都非常小,模具镶件也是又高又细,空间狭小。传统工艺做这类模具时连钻孔都无法实现,因为空间太小了,还要做顶针顶出产品,要做斜顶让出倒扣,那么留给冷却水路的空间就没有了。行业传统常规做法是采用导热性较好的铍铜材料来解决热传导问题。热量从铍铜慢慢传导至模胚,再从那里用水路带走热量,整个过程导致冷却周期偏长。
而有了3D打印随形冷却水路技术,油杯模具的水路就可以上到模具顶部,直接用冷却水将热量带走,使得注塑冷却周期显著短于传统散热方案。从此,3D打印模具镶件成为该应用的标配。如果不用3D打印技术,模具根本满足不了下游客户出货要求。
3D科学谷:从德科所服务领域来看,什么样的模具或注塑件最适合采用3D打印解决方案?
谢总:德科服务的客户,大多来自电子、医疗、汽车及家电行业,这些行业对注塑模具的热管理有着较高需求。
©德科
从成本效益角度来看,3D打印模具镶件更适合量产需求高的用户。具体而言,当客户自身具备较高的注塑产量需求时,便能有效支撑其均摊3D打印模具的成本。
在此前提下,多腔模具是应用3D打印冷却镶件的更佳场景。这主要基于两点考量:
第一是经济账。增材制造会增加模具镶件的成本,但多腔模的单次注塑产量大,可将增加的成本均摊到每一个产品上,从而降低单位成本。
第二是收益放大。3D打印随形水路能缩短至少1/3的冷却周期,这一时间节约在多腔模中会被腔数成倍放大。
从注塑产品品质要求的角度来看,有些模具是必须要设计随形水路的,否则产品的外观或尺寸无法达到客户要求。这类情况往往发生在精密多腔模中,每个模仁空间极小,传统水路根本钻不进去,只能依靠3D打印随形水路来解决冷却问题。此时,3D打印已不再是经济账的问题,而是技术上的必选项。
3D打印如何解决问题?
3D科学谷:德科怎样帮助客户应对这些痛点?
谢总:德科主要是帮助客户解决注塑件品质稳定性的挑战。
注塑产品的品质要求主要是外观和尺寸要求,每套模具在交付给注塑客户进行生产前,其产品的外观及尺寸都已通过验证完全满足客户的要求。但是已经交付生产的模具,为什么在注塑生产过程中会出现注塑件外观或尺寸的波动呢?模具温度控制不够是主要因子,约60%的注塑件品质不稳定都与温度控制相关。
德科正是通过3D打印随形冷却水路镶件帮助用户解决模具的热均衡问题,通过做好模具温度控制管理,来实现注塑件的品质稳定。
在3D打印镶件维护保养方面,德科也会提供帮助。我们会在交付时为客户提供培训,包括如何监测水路流量数值的变动,何时需要进行主动保养,如何有计划性地开展保养,多久需要清理。万一镶件水路真的出现堵塞了,德科也有一套方案尽可能帮助客户恢复。
3D打印镶件的水路维护保养非常重要,除了可避免重新制造新镶件的成本,更重要的是避免因更换新镶件而造成的模具需重新验证的成本。
3D科学谷:如果用一句话向模具设计师或注塑工艺工程师解释,您会如何定义德科解决方案的核心价值?
谢总:核心的价值肯定是要给客户创造价值。从产品成本方面,注塑周期也好,还是外观尺寸导致的良率问题也好,其实最核心的就是成本与交付、品质,这三个问题。
3D科学谷:能否用一个具体案例展示3D打印方案与传统方案的差异?
谢总: 前面提到的油杯模具就是非常典型的案例。传统铍铜的方案冷却周期很长,用了3D打印随形水路之后,冷却周期至少可以减少1/3以上,而冷却周期在整个注塑周期中占60%。特别是对多腔模模具来说,如果是64腔,这1/3冷却时间的节约,算起来经济账真的很大。
获得信任的底气
3D科学谷:您认为德科在当前的业务定位上,真正的护城河主要体现在哪些方面?
谢总:德科的护城河,首先来自团队深厚的模具设计制造经验,以及多年来在增材制造模具领域的持续深耕。我们在经营、生产、管理、品质、交付等多个环节稳扎稳打,长期积累下来,逐步建立了注塑客户对我们的信任。
这种信任最直接的体现是,当客户遇到技术挑战时,会第一时间想到德科,希望我们提供建议及方案。
在德科,品质永远排在第一位。公司十年来的深耕,已经建立起一套专业流程与工艺标准,为3D打印模具的品质提供了系统性的保障。
3D科学谷:德科目前的年产量大约是多少?3D打印模具在注塑领域的渗透度如何?
谢总:目前德科每年生产的3D打印模具镶件为2-3万件。具体数量会因为镶件尺寸不同而不同。
现在,在中国模具制造领域的渗透度非常高。对于模具设计工程师来说,普遍了解3D打印应用,也有足够的经验对3D打印模具进行验证。反而是海外客户接受度平均稍低些,仍需要先了解数据、案例等等。
3D科学谷:这样的生产规模对上游金属粉末、打印设备、后处理等合作伙伴提出了哪些要求?您希望产业链如何与德科协同发展?
谢总: 以我们与金属粉末企业的合作为例,我们希望金属粉末材料品质稳定,合作伙伴具有很强的新材料研发能力,从而满足模塑客户对于新胶料注塑的需求。在这方面,我们的合作伙伴众远新材料是值得信赖的。
这条路是怎么走出来的?
3D科学谷:在您看来,德科在注塑模具制造产业链中处于什么样的生态位?与下游用户之间是怎样的合作关系?展望未来,生态位可能会有什么变化?
谢总:3D打印模具镶件是我们最主要的产品,最直接的用户是模塑厂。
有些模塑厂会投资几台3D打印设备,用途更多是做研发设计验证,或者用来打印有着较高保密需求客户的少量制造任务。
遇到批量模具随形冷却镶件生产需求时,他们还是会找德科这样的专业制造商。我们希望未来能够满足更多客户的需求,但是不会改变经营的轨道,因为这是我们优势所在。
3D科学谷:当初德科为什么选择切入这个赛道?
谢总:德科创始人许木荣先生在外资模塑企业工作几十年,很早就知道金属3D打印技术在模具的应用。他认为这个技术能为模具制造带来革新,所以就考虑切入这个赛道,在中国模具市场上从零开始做。
在此之前,中国模具企业需要3D打印镶件时一般是从德国购买,德科创始团队成员早年是从模具用户端的视角来验证这项技术的,在实际模具项目中发现传统冷却方案解决不了的产品外观和注塑周期问题在使用了德国3D打印镶件方案后解决了,从而相信这个赛道对于模具行业是有价值的。
3D科学谷:有没有一个让您感到“这条路走对了”的关键项目或艰难时刻?
谢总:最开始国内模塑行业对金属3D打印镶件没有认知的时候,这是最难的时期。客户也是从0开始,需要德科用数据或实际案例证明或测试有效。这也是每项新技术早期都会遇到的问题。
大约是在15年左右,那个时候我们一年的量大约是几百件。但是当3D打印镶件成为某些特定注塑模具标配时,就迎来了井喷式的增长。
3D科学谷:如果请您对正在观望3D打印模具应用的模具企业说一句话,您想说什么?
谢总: 我觉得在国内基本上很少有在观望的。国内模塑行业信息交流极其通畅快速,当使用3D打印技术取得收益时很快就会被同行知晓而跟进。
现在客户来展会找我们,他们关注的多为具体问题,例如他们会问到:“我们现在的新需求是…….,你们有办法解决吗?” 我们已经不需要再向客户从头去介绍这项技术的价值了。
总之,中国模塑行业的3D打印随形水路应用方面做得非常的好,是全国范围的铺开,不是一省一市的铺开。
知之既深,行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络,3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析,请关注3D科学谷发布的白皮书系列。
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