案例故事丨联想:用RAYSHAPE防静电3D打印解决方案加速电子新品开发

2022-07-22 10:57

近年来,3D打印在产品设计与原型开发中应用的趋势越来越明显。我们熟知的工业包装、汽车、灯具、航天制造等领域中都或多或少地看见了3D打印的身影。正如中国工程院院士卢秉恒教授所说“未来3D打印产业将逐渐成为各行各业产品开发的利器”。

联想集团主要研发、生产和销售笔记本电脑、一体机、台式电脑、服务器、手机、平板电脑,以及其他移动互联、数码、电脑周边等类产品。


【联想(北京)办公大楼】


01 从传统机械加工到3D打印技术的引进

在联想(北京)的研发大楼里,一个电脑外壳及配件从前期的构思设计研发到最终定稿生产需要经历无数次测验,同时也需要不断地迭代更新,对于传统手板制作、开模制作采用雪弗板激光雕刻、CNC加工等方式,周期比较长、而且制作过程中会产生大量的浪费,基于这样的背景下,联想(北京)有限公司尝试使用3D打印技术。

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【传统CNC加工现场(图片来源于网络)】


在正式引入RAYSHAPE 3D打印机之前,联想(北京)比较了市面上多款光固化打印机,但是在样件精度及材料多样性的问题上,始终没有找到最优解。直到遇到了RAYSHAPE的P200系列,经过多次样件的精度对比后,联想(北京)最终选择了P200L机型。
“这款机器的加入彻底改变了产品开发的整个周期,从创意到设计模型,再到成品,无需工具,转眼间就能实现”,联想(北京)的工程师反馈说。

02 使用3D打印技术打印复杂结构原型


【P200L在办公室的实景图】


在联想(北京)的产品开发设计中,经常会遇到复杂的壳体零件,由于以CNC加工生产需要进行大量的沟通和协调,在生产过程中,开发团队就要依靠具有丰富专业知识的技术人员来跟进整个环节。冗长的时间,高昂的成本,复杂的过程,这些都耗费技术人员大量的时间与精力,更提高了原型打样中设计迭代的费用,甚至还要为最后难以实现的结果买单。

【样件实图】


一般考虑使用3D打印的部件多为承重要求不高、原创设计结构较复杂,功能上有特殊要求或者尺寸很大,传统方式的设备无法完成的一些零件。

【使用3D打印技术研发的联想ThinkCentre neo 50t Gen 3】

很多情况下开发设计中需要考虑制造成本、重量问题还有研发生产周期,这种时候3D打印便成了最优选择。工程师透露:“选择使用3D打印去替代传统的工业产品制造工艺,3D打印能突破传统制造方式的技术限制,生产几何形状高度复杂、重量超轻且性能稳定的零件。3D打印能够被设计生产者接受并受宠的原因自然离不开其能所能节省的成本和时间。”

【联想使用3D打印机】


此外,RAYSHAPE推出的防静电材料也让联想感觉到满满的诚意,在生产过程中,因为会有静电干扰,影响正常生产,甚至引发火灾或爆炸事故,RAYSHAPE防静电材料的优势就体现出来了。
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【ESD-T防静电材料技术参数表(点击可放大)】

RAYSHAPE防静电材料,表面电阻达10^6-10^8Ω,13% 断裂伸长率,28 J/m 缺口抗冲击强度,一定的耐热性能,长期的环境稳定性……这些都保护了电子元器件避免静电冲击,更避免因吸附灰尘、粉末而引起火灾甚至爆炸。


【联想耳机】



03 RAYSHAPE 3D打印机带来的巨大优势

无需模具便可生产零件

使用3D打印技术的一个主要优势是无需模具便可生产零件。联想的设计师们可以直接从数字文件跳到实体零件,不仅可以免去模具开发制作的费用,还可以缩短制作时间,将以往1周的打样制作时长缩短至1天。整体分析来看,使用DLP 3D打印技术帮助联想单个零件降低了80%以上的生产成本。

产品打印精度高

因为P200L机型采用了DLP 3D打印技术,其原理为数字面曝光,也就是说,在打印的时候,DLP技术一次投影固化一个面层,另外光斑尺寸在75μm以内,这与FDM、SLA的3D打印技术相比,尺寸精度和分辨率更高,对于打印复杂细节的零件来说更具优势。

 

前处理软件简单易上手

前处理软件ShapeWare操作便捷易上手,可免调校直接使用,无需培训或经过一些简单培训,设计人员就能很快的制作出符合需求的原型部件,可节省大量时间,这对联想的工程师无疑是非常很友好的。

【ShapeWare前处理软件】

产品打印时间灵活

RAYSHAPE 3D打印技术的一大优势是它可以在单一流程和非营业时间内制造零件。此外,打印一个零件与打印多个零件耗时一样,这充分满足了研究时所需要的小批量生产,可以第一时间制作完成原件与替换件。

 

04 DLP 3D打印机的市场前景

随着RAYSHAPE的产品体系的不断成熟,为光固化3D打印这个技术路线拓宽了应用界限。未来,随着材料技术的进步,相关的树脂材料性能会越来越好,甚至会逐渐达到注塑级别的性能。
未来,联想将与RAYSHAPE携手共进,继续引原型制造的数字化转型,并提供更优秀的工业制造解决方案,相信不久后大规模个性化定制生产将会实现,这将是一个伟大的变革。

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