3D打印制造個(gè)體以及低量生產(chǎn)定制產(chǎn)品的能力是該工藝很快適應(yīng)大量行業(yè)和應(yīng)用的原因之一。但是大規(guī)模生產(chǎn)仍然是相當(dāng)便宜的，主要原因在與大量制造產(chǎn)品的效率很高。生產(chǎn)一個(gè)定制3D打印零件的時(shí)間內(nèi)，通過傳統(tǒng)制造工藝可以生產(chǎn)數(shù)百個(gè)甚至上千個(gè)零件。即使對(duì)于像牙科或醫(yī)療植入物這樣的小零件，打印過程可能都需要幾個(gè)小時(shí)，然后每個(gè)零件都需要單獨(dú)處理，以去除多余的材料，刨光表面使之更光滑。

后期處理可能會(huì)增加幾個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，因而需要花費(fèi)更多時(shí)間來生產(chǎn)個(gè)體或小批量零件。雖然3D打印技術(shù)正在發(fā)展，有了更快的打印速度和更高的成品精度，但是金屬零件的生產(chǎn)仍然是勞動(dòng)密集型的。金屬零件往往需要用一臺(tái)完全不同的機(jī)器來打磨表面，如拋光輪或數(shù)控銑床。有許多例子說明了使用增材制造技術(shù)更有成效且更劃算，但在大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)的制造工藝仍然是最好的。然而，一個(gè)技術(shù)公司聯(lián)盟可能即將改變這種情況，這些公司由歐盟負(fù)責(zé)，旨在通過集成3D打印和表面處理技術(shù)來開發(fā)高性能生產(chǎn)線。

PrintValley樣機(jī)

日前，一個(gè)被稱為Hyproline的歐洲增材制造項(xiàng)目展示了他們的新型增材制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)已被優(yōu)化為適合小部件的高速生產(chǎn)。該系統(tǒng)可以使用316L不銹鋼、鈦金屬或銅材料3D打印小批量或單獨(dú)定制的金屬部件，最終打印成功并去除多余的材料，然后從生產(chǎn)線上自動(dòng)移走成品。這些企業(yè)被集合在一起進(jìn)行Hyproline項(xiàng)目，這多虧了歐盟第七框架計(jì)劃的研究與技術(shù)開發(fā)(FP7)所提供的為期三年的資助，該計(jì)劃在2007年推出，旨在鼓勵(lì)未來的企業(yè)發(fā)展。

“Hyproline的目的是建立一個(gè)高性能生產(chǎn)線的示范來發(fā)展小零件的3D打印技術(shù)，加上使用激光刨光的高速精整作業(yè)線，”Mark Gammon解釋說，他是Hyproline聯(lián)盟的公司之一International TechneGroup(ITI)的技術(shù)總監(jiān)。

Hyproline聯(lián)盟是由荷蘭的非營(yíng)利組織Netherlands Organisation for Applied Scientific Research(TNO)領(lǐng)導(dǎo)的，它和軟件開發(fā)公司International TechneGroup(ITI)有密切合作。ITI主要側(cè)重于產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成和用于Hyproline高速制造平臺(tái)的互用性系統(tǒng)。金屬增材制造材料公司研究與開發(fā)協(xié)會(huì)Swerea IVF，制造和機(jī)電一體化技術(shù)組織CCM和伯明翰大學(xué)也加入了聯(lián)盟。該聯(lián)盟從2012年至2015年期間工作，開發(fā)出一個(gè)高速生產(chǎn)線的工作原型，結(jié)合了金屬粉末床3D打印，基于激光的表面和結(jié)構(gòu)以及程序控制與計(jì)量的先進(jìn)系統(tǒng)。

Hyproline項(xiàng)目的最終產(chǎn)品是PrintValley，一個(gè)循環(huán)輸送系統(tǒng)，包括100個(gè)獨(dú)立搭建的平臺(tái)，每一個(gè)都可以單獨(dú)地升高、降低或去除。每個(gè)平臺(tái)都可在同一時(shí)間制造個(gè)體、定制金屬零件或小批量生產(chǎn)金屬零件。平臺(tái)跟隨旋轉(zhuǎn)式傳送帶移動(dòng)，零件可以在上面被3D打印、3D掃描缺陷或打印錯(cuò)誤、激光加工以去除多余的打印材料或表面缺陷，然后用一個(gè)集成的拾放機(jī)器人移走。PrintValley可以容納多個(gè)自定義模塊，除了那些包含在Hyproline示范單位里的。這意味著，幾乎任何類型的制造或裝配系統(tǒng)都可以包括在內(nèi)，包括數(shù)控銑床、噴墨3D打印系統(tǒng)以及給零件上色的工具。

高性能PrintValley系統(tǒng)十分依賴能夠確保所有模塊和集成技術(shù)工作正確性的軟件。這包括精確3D打印，以及能測(cè)量成品3D打印零件的激光掃描系統(tǒng)，并將它們和CAD文件對(duì)照。該軟件可以辨別一個(gè)零件是否被打印得足夠準(zhǔn)確，是需要用激光來修正表面缺陷或是用拾取系統(tǒng)從生產(chǎn)線上移除并丟棄它。ITI的CAD固定技術(shù)負(fù)責(zé)通過創(chuàng)建點(diǎn)云掃描并將其和CAD幾何匹配來檢驗(yàn)零件。

這個(gè)歐盟資助的Hyproline聯(lián)盟目的是開發(fā)一個(gè)工藝，將3D打印技術(shù)用于高速生產(chǎn)。目標(biāo)是使自動(dòng)化的增材制造過程能夠小批量生產(chǎn)金屬部件，減少上市時(shí)間，提高精度，減少浪費(fèi)材料和廢棄零件的數(shù)量。這些都被認(rèn)為是中小型歐洲公司制造小型金屬零件的關(guān)鍵目標(biāo)，如電子、牙科、醫(yī)療和珠寶應(yīng)用。PrintValley將生產(chǎn)小型金屬零件的時(shí)間從一天減少到幾分鐘。