3-Dimensional Services 公司 激光和原型制造的碰撞

底特律——这座密歇根州最大的城市已今非昔，但它附近的区域仍是美国汽车产业的核心区域，附近城镇中的很多企业仍在蓬勃发展。罗切斯特山的工业园就是这样一个地方，这座繁荣的城市位于工业大都市底特律以北约 25 英里（40 公里）。这里的一切都井井有条：街道像箭一样笔直，草坪都修剪整齐，中小型企业的美国国旗在微风中飘扬。这里也是 3-Dimensional Services 公司的所在地。



数据上没有什么不利，但是……

按照一些行业专家的说法，这家公司很快就将不复存在。公司创始人之一 AlanPeterson 先生对这些预测不以为然。“多年来，人们一直在说最新最好的计算机程序必将淘汰原型制造，但我们的公司一年比一年壮大，不仅不断增加机器，订单也很充裕。”根据他的经验，仿真有多么出色都无所谓。客户最终还是想要能够拿在手里的实物。“计算机只能测试人为设定的参数，但当你用实物进行碰撞试验时，就会出现预料之外的状况。” Peterson 先生说道。但这位公司总裁对数字化领域并不抗拒，而且恰恰相反，3-Dimensional Services 的原型制造正是凭借数据发展起来的。事实上，Peterson 先生从一开始就把希望放在激光上。“原型制造需要机械不断处理新的作业任务，因此灵活性极为重要，这就要用到激光。”Peterson 先生说。原因很简单，与机床相比，使用激光无需耗时，而且也无需更换成本高昂的配套设备，只要输入激光数据就能实现想要的成果。

原型和大批量生产

3-Dimensional Services 公司自 1992 年成立以来便一直专注于原型制造，如今已拥有员工 485 人。客户主要分布在汽车、海运、公司航空航天和家电业。一直以来，3-Dimensional Services 公司都是采用塑料、钢材和各种合金进行成型、焊接、铣削、冲压和切割。

Peterson 先生解释了他们的工作机制：“客户通常只要提供设计数据，依照此数据我们制造出 50 个原型件。制造商完成初始测试后，3-Dimensional Services 公司一般会再为市场调查提供 300 到 400 个原型件。接下来就是数千件的小批量生产。我们在整个开发过程中都与客户通力合作，一直到大批量生产。”但有时批次数量高达几十万件。“这通常发生在有产品召回的时候，也就是说制造商需要尽快替换部件！”客户总是希望工作能够又快又便宜：“质量是必须保证的，无需与客户多讨论。做到完美是我们的承诺。”这只是 3-Dimensional Services 公司最初投资激光的原因之一。在速度和精度上，激光工具无与伦比。所以该公司的工厂使用了 30 套激光系统——包括通快制造的激光切割系统和激光焊接系统。”



飞行激光

只要看一眼焊接系统内部就能知道 3-Dimensional Services 公司是怎样利用激光优势的了。一根机械臂不间断地准确移动，在铝合金工件上生成焊缝。当然，产生焊缝的不是机械臂，而是激光扫描振镜。机械臂和扫描振镜的同步移动。这项技术称为远程激光焊接或“飞行焊接”，因为扫描振镜会“飞”过工件。

“铝的导热性非常好。激光焊接的优势在于可在很短的时间内加热工件，也就是说现在我们能生成以前无法实现的焊缝。”

3-Dimensional Services 公司使用扫描振镜当然也可以飞越过激光切割中的工件。“我们过去依赖于复合机械，工件在移动，但激光是固定的，这样生产不够快也不够准。”因此 3-Dimensional 使用通快双重工作站激光加工系统，操作员可在激光加工工件的同时进行设置。“这是另一种节约时间的方式。”Peterson 先生表示，他在选择激光源方面非常灵活。“固体激光器的切割速度快得惊人，而且切割质量无可匹敌，但有时选择 CO2 激光器更好，特别是需要在同一个位置很快再次切割工件的时候，固体激光器会使工件过热。”Peterson 先生对于一点格外确信：“凭借激光等最先进的技术，原型制造依然有着极为广阔的发展前景，我坚信这一点！”