“还有更多吗？”

电梯制造中的 3D 打印

您的作者 Undine Stricker-Berghoff（USB), 最近与奥利弗·西蒙兹 (Oliver Simmonds) 交谈过 (OS)，瑞士埃比孔 Schindler 机械工程研究生工程师（应用科学大学）和首席工程师。 在采访中，主要话题是3D打印作为电梯制造中潜在的未来生产技术。 您将深入了解 Schindler 的首批应用，包括他们的 3D 打印汽车、测试、结果以及对该技术未来使用的粗略预测。

USB: 西蒙兹先生，能否请您介绍一下您的个人和专业背景？

OS：我是一名机械工程师，毕业于瑞士西北应用科学大学。 我的职业生涯始于一名机械制图员。 这是我第三次与迅达合作，总共超过15年。 毕业后不久，我就在这里从事高速电梯安全钳的开发工作。 之后，我在电动汽车和游艇建筑方面的初创公司工作。 我曾经独立工作以推进电动汽车技术； 当时，我也接到了迅达的订单。

现在，这是我第三次从事研发工作，我更多地参与到新技术的研究中。我会跟踪并仔细研究各种技术，思考如何将它们融入到新产品中。当然，我也会关注技术趋势，但我更注重深入研究技术本身。我会与制造商探讨最先进的技术，以了解其核心所在。

USB：我们今天的主题是电梯、自动扶梯及其部件生产中的 3D 打印。 您在这个技术主题中的实际个人参与是什么？

OS我对3D打印一直抱有浓厚的个人兴趣，幸运的是，我能够将这份兴趣运用到我的职业领域。我在迅达公司推广了这个话题，并深入研究了“3D打印能带来什么？”这个问题。在此过程中，我着眼于那些能够以经济实惠的价格小批量生产的复杂零件。

USB请您解释一下“3D打印”作为增材制造的一种形式，其含义是什么？

OS这项技术已经取得了长足的进步，现在可以用于样品和小批量生产。我们需要了解多种塑料和金属，例如钢、铜和铝。材料的多样性以及相应的不同工艺，使得3D打印技术并非只有一种。然而，它们的共同点在于材料都是逐层堆积而成的。从技术上讲，这些工艺被称为“增材制造”。不过，“3D打印”这个术语已经深入人心。

1990 年代，这条道路始于美国，在一种喷墨打印机上处理粉末。 将树脂应用于表面以将粉末粘合到选定区域。 这就是术语 3D 打印的来源。

今天，我们主要使用熔融沉积成型 (FDM) 工艺，也称为熔融长丝制造 (FFM)。 在这个过程中，塑料被加热并通过喷嘴加压。 该方法成本低廉，应用广泛，效果良好。 还有所谓的粉末床工艺，它适用于金属和塑料。

在我们的项目中，这辆汽车是采用电弧增材制造（WAAM）工艺制造的。焊接机器人按照设计图纸运行，逐层涂覆材料。

USB: 在这些优化的各种计算方法背后，我预示着更久远的历史。

OS多年来，我们逐步构建了这一切，尤其是设计工具，始终紧跟数字化发展的步伐。过去我们用墨水绘制设计图。如今，巨大的变革使我们实现了基本无纸化办公。整个工作流程都已数字化，这意味着我们也不再需要手工绘制3D打印图纸了。

USB：在您的公司，您在员工职业生涯的早期就开始使用 3D 打印。 您已经为学徒提供金属和塑料 3D 打印机作为工具。 下一代使用这些打印机做什么？

OS我们认为现在是时候将这项技术融入日常生活了。公司研发部门的每个人都已经接触过3D打印技术一段时间了；几乎每个办公室都配备了小型3D打印设备。学徒们也需要了解这项技术。因此，我们已经在学徒培训车间使用FDM工艺。您可以访问[此处插入链接]查看打印机和工艺流程。 迅达网站。

USB：为什么让下一代参与这项技术？

OS：年轻人已经可以将 3D 融入他们的日常工作中。 他们发现这比一些老年人更容易。 如果说 3D 在今天的研发中已经成为日常生活的一部分，那么它将伴随下一代的生产贯穿他们的一生。 让他们为此做好准备很重要。

USB: 回到研发。 您在生产的哪个阶段或哪些产品中看到了 3D 打印的机会，为什么？

OS：我们传统上通过铣削和车床加工电梯部件，也使用塑料。 例如，对于我们的 Schindler RISE 安装机器人，将考虑使用塑料制成的外壳部件。 这些将完全满足目标利基市场：小批量定制零件。 大批量生产时，3D 打印仍然太贵而且太慢。

USB: 备件呢？

OS：一般来说，是的，但如果计划仍然可用，它们也可以通过传统方式在计算机辅助下快速、廉价地制作出来。 以前都是按图纸铣的，为什么要改工艺？ 旧铸件的情况有所不同，例如，模具不再可用。 这些通常具有更复杂的形状，难以通过传统方式生产。

USB： 为什么 3D 打印还没有被更频繁地使用？

OS：金属应用中的主要困难是可靠且可重复的材料规格的可用性。 印刷过程中的许多因素必须控制在狭窄的范围内，以达到所需的质量。 通常，只有非常专业的公司才能控制这些流程。 因此，广泛应用的障碍是缺乏保证和质量保证措施。 这个领域也有很多方法。 第一批打印系统制造商已经开始提供保修。 例如，这些材料已经用于飞机和喷气发动机，但仍需要更大的投资。

USB: 据我所知，您已经测试过打印电梯轿厢。 您是否已经在迅达工作过任何其他项目？

OS：在我们创造汽车之前，我们已经实现了用于电机外壳的 3D 打印铸模。 我们一直在寻找具有可以使用数学方法优化的拓扑结构的部件。 这适用于汽车； 它的设计将框架中的力作为决定性的边界条件。 借助软件，可以优化汽车的结构。

一切都始于对3D打印技术在优化方面可能性的研究。这就像一棵树：不需要加固的地方，自然就什么都没有——树枝比树干更细。我们没有绘制设计图，而是通过计算得出。在初期阶段，结果已经达到了最优，例如在材料使用方面，材料更加轻便，但这样就无法再用传统方法生产了。

整个事情只有通过 3D 打印才变得可行。 所以，我们对这辆车的主要关注是证明它是可行的。 3D打印能否实现计算的材料减少量？ 是的，3D打印可以！ 把这辆车想象成汽车行业的概念车。

USB：让我们进入这个特定的汽车项目。 打印电梯轿厢时，您称之为艺术。 您能告诉我们的读者这个意想不到的标签背后是什么吗？

OS我从中清晰地看到了“工程艺术”的影子，就像早期技术总是被赋予美学意义一样。回想起来，建筑师也曾是艺术家。蒸汽机也经过装饰和涂漆。工业化进程中，这种艺术特质已经消失殆尽。一切都变得笔直。美观是要付出代价的——而没有人愿意为此买单。

3D打印将这两个世界完美融合。它既能“精简”设计，又能优化工艺，同时还能保持行业高利润，而且最终成品美观大方。过去，人们常常制作精美的马赛克地板。如今，借助3D打印技术，这种工艺又重新成为可能。我们将再次见证许多事物的重现。

您作为工程师开发的东西也必须看起来不错。 这同样增加了接受度和销售数字。 有关更多信息，请查看 当工程遇上艺术.

USB: 谁负责印刷本身的实际执行？

OS：车内约深2.1m×宽约1.2m×高约2.2m，上层建筑总高甚至3m。 打印部件在荷兰的 MX3D 制造。 在那里，开发和测试了基于工业机器人和线焊工艺的创新制造工艺。 在制造我们的汽车之前，该公司还在阿姆斯特丹的一条运河上打印了一座钢桥。 钢比我们汽车的铝更容易加工。 打印大型铝结构对每个参与者来说都是一个新领域，需要每个人的大量投入。 为了获得可接受的结果，需要提前进行许多测试。

USB: 你在这个过程中使用了哪种金属？

OS：如前所述，我们使用铝来实现轻量化结构。 焊接铝需要大量的专业知识。 塑料体积要大得多才能达到相当的强度。 钢也有最小的壁厚，这使得它更重。 然而，我们不想给电梯系统增加不必要的重量。 我们的确切目标是构建优化的结构灯。 这在塑料或钢中是不合理可行的。 通过使用铝，我们还想激励他人。

USB: 打印了汽车的哪些部件？

OS：我们打印了汽车的结构元素，即地板和侧面。 因此，总共制作了三个部分：地板、左侧和右侧。 反过来，地板由四个镜面部分组成，这些部分随后被焊接在一起。 两个侧面部分被水平分割，然后焊接在一起。 也可以每个制造一个大部件，但组装比让 2 米长的机器人手臂处理打印件更容易。 但我们对集会有些尊重。 例如，地板结构的安装空间太小。 其余的是事后安装的，通常是预制的。 它由标准屋顶结构、玻璃墙和地板以及门及其悬架组成。

这辆“打印”出来的汽车无法行驶，因为存在太多不确定因素。尤其是在材料安全方面，根本无法进行验证。它可以步行，但不能驾驶。

USB: 这个项目背后的动机是什么？

OS：我们旨在了解流程和最新技术水平。 在一年的时间跨度内，我们完成了计算和制造。 这段时间我们家有一个半人积极参与了这个项目，还有来自荷兰的同事。

USB: 项目的结果是什么？

OS我们已经证明：“这是可以做到的！”我们从中获益良多——也了解了其中的局限性和薄弱环节。当然，我们现在也在问自己：“是否还有更多可能性？”

USB：您未来在迅达的 3D 打印方面有什么计划？

OS: 目前，由于材料缺乏质量保证，我们尚未建立后续项目。 该小组对使用 3D 打印并在高度可见的地方运行结果很感兴趣。 但根据我们新技术部门的工作性质，有时时机尚未准备就绪。 我们将继续监控这项技术，也许在几年后，我们将以具体的方式推进它。

USB: 3D 打印是否还有更大的潜力？

OS： 大概。 在我们的 Schindler 杂志中，我们提供了一些关于已经用混凝土印刷的整栋建筑的信息。 您可以找到包含更多详细信息的文章 迅达杂志.

USB：您想以个人陈述结束我们的问答环节吗？

OS我热爱在迅达公司从事研发工作。观察新的生产工艺，思考我们可以用它们做什么，进行试验，并有可能因此大幅改变行业的未来，这让我感到非常兴奋。

“打印”汽车的技术规格

宽度： 1,200 毫米
深度：2,100毫米
高度：2,140毫米
载荷：1125公斤
空车重量：850公斤