作為科技行業(yè)先鋒的一員，Microsoft 長期以來一直處于硬件和軟件的前沿，原因有很多。作為快節(jié)奏行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，需要毫不妥協(xié)的速度、對追求最高質(zhì)量理念的執(zhí)著，以及致力于將每個部分都保持在嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的承諾。
八年來，Mark Honschke 一直在 Microsoft 的高級原型設(shè)計中心 （APC） 領(lǐng)導(dǎo)快速原型設(shè)計，這家科技巨頭 95% 的硬件產(chǎn)品都是在這里設(shè)計、測試或開發(fā)的。APC 始終信守 Microsoft 對速度的承諾 — Honschke 將該中心的工作比作“以短跑運動員的速度跑馬拉松”。他的團隊接受來自 80 多個硬件類別以及這些類別中的多個團隊的請求，同時始終如一地提供 24 小時的周轉(zhuǎn)時間。
將?Form 4?和?Form 4L?添加到設(shè)備群中，使 Honschke 能夠運行更多的打印班次 — 將一些構(gòu)建從夜間構(gòu)建切換到“日構(gòu)建”計劃，以加快迭代并提高生產(chǎn)力。除了 Formlabs 的桌面和臺式立體光固化成型 （SLA） 打印機外，APC 還運行兩臺?Fuse 系列選擇性激光燒結(jié) （SLS） 打印機，用于生產(chǎn)最終用途質(zhì)量的功能性尼龍部件。
“Form 4 是我們需要嚴(yán)格公差和性能較好樹脂材料項目的首選。它以極快的打印速度生產(chǎn)高性能部件，使我們的模型制作者能夠在 24 小時內(nèi)進(jìn)行多次迭代。”
Mark Honschke
Microsoft 高級原型制作中心的增材原型制作主管
Formlabs 3D 打印機如何適應(yīng) Microsoft
APC 使用 Formlabs 3D 打印機來滿足 Surface 平板電腦的概念驗證 （POC） 組裝構(gòu)建請求
APC 每天晚上都有多臺打印機運行。有 80 個產(chǎn)品類別和這些類別中的不同項目，每天可能會帶來不同的部件，但數(shù)量保持不變。為了處理一致的請求流，APC 擁有多臺熔融沉積建模?（FDM） 打印機、兩臺 Formlabs?選擇性激光燒結(jié)?（SLS） Fuse 1+ 30W 打印機、七臺全彩?PolyJet?機器和五臺 Formlabs?SLA 3D 打印機，包括 Form 4 和 Form 4L。
Honschke 的團隊作為內(nèi)部服務(wù)機構(gòu)運作，他們決定哪種材料和機器最適合零件，并在設(shè)置、打印、后處理和交付之前與請求者討論，所有這些都在 24 小時內(nèi)完成。
這種服務(wù)局模式雖然速度非?？?，但對于 Microsoft 內(nèi)部的特定組（架構(gòu)師）來說仍然不夠快?！凹軜?gòu)師生活在設(shè)計師和工程師之間。他們將從設(shè)計團隊那里獲取信息并創(chuàng)建草圖，然后制作原型，直到設(shè)計師對該產(chǎn)品的體驗感到滿意。然后他們會將其交給工程師，讓他們成為該產(chǎn)品的生產(chǎn)商，”Honschke 說?！八麄円恢痹谶@個藍(lán)天領(lǐng)域工作，而且并不總是按照相同的時間表工作?！?/span>
SLA 3D 打印非常適合對需要高精度的組件（例如這些連接器）進(jìn)行原型制作
APC 需要額外的打印能力，這些容量易于使用、經(jīng)濟實惠、快速，并且可以交付各種材料的高質(zhì)量部件。一位在之前工作中使用過 Formlabs 機器的架構(gòu)師建議使用 Form 3，但很快就發(fā)展到包括 Form 3L、Fuse 1+ 30W、Form 4 和現(xiàn)在的 Form 4L。
“對我來說，F(xiàn)ormlabs 技術(shù)幾乎是我們必須擁有的工具。我工作的很大一部分是查看打印機群與我們收到的請求類型的比較，然后找出我們能力中的漏洞，并找到合適的技術(shù)來填補這些漏洞。Formlabs 對我們來說扮演著非常特殊的角色。它不是一般的 3D 打印，盡管 Formlabs 在這方面做得很好。它非常多地采用工程級材料，具有高分辨率和高質(zhì)量的表面光潔度。
Mark Honschke
Microsoft 高級原型制作中心的增材原型制作主管
Formlabs 生態(tài)系統(tǒng)提供的材料多功能性和機械性能范圍使團隊能夠為每項特定作業(yè)選擇合適的樹脂。借助 Form 4 和 Form 4L?的快速打印時間，Honschke 的團隊能夠在材料之間輕松切換，甚至可以一天多次切換，這意味著 Honschke 的團隊可以為工作選擇最佳樹脂，而不是為了方便起見而使用打印機上設(shè)置的任何樹脂進(jìn)行打印。
“Tough 2000 Resin?是我們的主打材料。Grey Pro?和 Tough 2000 具有超高分辨率的工程級強度，我們幾乎無法通過任何其他技術(shù)獲得，”Honschke 說。
將 Form 4 添加到 Microsoft APC
在 APC，Honschke 將在下午 4：00 左右之前接受請求，然后開始打印機通宵運行。早上，在打印件取出、后處理和交付后，他們將尋找可以作為日裝完成的新請求。可以將零件從隔夜轉(zhuǎn)為日裝的高精度打印機可以顯著提高設(shè)備群的生產(chǎn)力。
“我在 Form 3+ 上運行的一個部分是 8 小時 19 分鐘的打印。在 Form 4 上，打印時間只有兩個多小時。因此，現(xiàn)在我們可以使用這些打印機進(jìn)行日建，尤其是我們看到的新速度 — Form 3+ 不被視為日建技術(shù)，”Honschke 說。
對于處理 APC 處理大量工作（每周數(shù)百個部件）的實驗室來說，運行一天的構(gòu)建而不是通宵等待有助于簡化 Microsoft 工作流程。有些部件可能是仍處于早期設(shè)計階段的新產(chǎn)品，燈泡時刻可能不會持續(xù)一夜。其他部件是工廠修復(fù)和重新設(shè)計，可以保持生產(chǎn)運行或在組裝過程中節(jié)省時間和金錢。
“能夠在 24 小時內(nèi)多次迭代是我們實驗室的目標(biāo)。每個人都在提出請求，其中一些答案非?；跁r間。他們需要了解這個部件為什么會出現(xiàn)故障，這樣他們才能回到工廠告訴他們，'這是幾何形狀的變化，才能完成這項工作，'”Honschke 告訴我們。
自從將 Form 4 添加到工作流程中以來，該團隊每天打印多次，并且能夠立即從其他 SLA 打印機切換部分容量?！拔覀冊诖蜷_機器后的幾分鐘內(nèi)就完成了打印。設(shè)置非常簡單。我們非常喜歡新的刮水器設(shè)計和樹脂槽的新鎖定機制，”Honschke 說。
APC 現(xiàn)在運行著五臺 Formlabs 樹脂 3D 打印機，包括兩臺 Form 4 和一臺 Form 4L
然而，速度和易用性并不是成功打印的全部。表面光潔度和打印質(zhì)量仍然至關(guān)重要——其中許多部件將繼續(xù)成為最終設(shè)計審批單元或模型，它們需要看起來是零件。
“我注意到，在一些小部件上，表面往往比以前的打印機更好。對于透明部件，我們會選擇 Formlabs，因為你得到的分層折射更少，而且你會得到一個更真實透明的部件——我告訴人們，這是你在 SLA 樹脂中最接近完全透明的東西，”Honschke 說。
Form 4L：APC 的外形尺寸增加
自從將 Form 4L 添加到 APC 后，Honschke 和他的同事 Ryan Laprise 已經(jīng)能夠接受更多的工作并提高中心的吞吐量。
一位同事最近要求一個平板電腦外殼，該外殼的建模體積要大于技工所 Form 4 打印機的構(gòu)建體積，并且需要快速完成?！斑@是我們在 Form 4L 之前無法完成的構(gòu)建，周轉(zhuǎn)時間會花費太長時間，而且 3D 打印不是一種選擇。它會減慢迭代過程，”Honschke 說。3D 打印團隊將原型放在 Form 4L 上，并在當(dāng)天下午交付了部件。“如果我們能做到，那么四個小時就會改變游戲規(guī)則，”Honschke 說。
但打印時間并不是全部，前處理和后處理時間也會對團隊的生產(chǎn)力和效率產(chǎn)生影響。Form 4L 簡化了 APC 的樹脂 3D 打印工作流程，縮短了準(zhǔn)備工作和收尾工作，幫助他們更快地將部件從概念轉(zhuǎn)化為交付。
Form 4L 建模體積使破損件減半成為過去，并為團隊提供了白天快速部件和夜間更高產(chǎn)量的選擇。在后處理中，支撐的較小接觸點提示縮短了零件完成所需的時間。
Form 4L 的大構(gòu)建體積可以容納 Microsoft 硬件產(chǎn)品中的各種組件，使團隊能夠?qū)?Surface Pro X 外殼等設(shè)備進(jìn)行原型設(shè)計
APC 經(jīng)常滿足概念驗證 （POC） 組裝版本的要求，從 Xbox 到 Surface 平板電腦再到耳機等等。但是，由于組件不是同時制造的，因此必須介入。“他們可能在一周內(nèi)拿到電路板，但再過三周就拿不到中框了。我們需要弄清楚，'哦，電路板太厚了半毫米，所以現(xiàn)在我們不能合上這個機箱蓋'，所以當(dāng)我們進(jìn)行這些構(gòu)建時，不是連體衣、兩件套，而是 50 到 100 次構(gòu)建，”Honschke 說。
最近收到了 Xbox 中框的 POC 請求，數(shù)量為 50，因為外包一些內(nèi)部組件存在一些問題?！拔艺f，'是的，我們可以提供你的 50 個部件，但我們無法清理它們。'但對于 Form 4L，這實際上并不是什么大問題，因為支撐更容易移除。
“我們能夠在三天內(nèi)完成三個完整的構(gòu)建，而不是一周半。因此，僅憑那次構(gòu)建，F(xiàn)orm 4L 就已經(jīng)收回了成本。
Mark Honschke
Microsoft 高級原型制作中心的增材原型制作主管
Form 4 和 Form 4L 共同為 APC 開辟了新的機會——如果他們能夠以如此高的速度獲得這些高質(zhì)量的部件，他們將能夠在內(nèi)部為大型 POC 構(gòu)建提供更多服務(wù)?！癤box 每年進(jìn)行一到兩次 POC 構(gòu)建，Surface 進(jìn)行兩到三次，如果我們可以在內(nèi)部提供這項服務(wù)，A） 安全性會更好，B） 如果我們更快，我們可以更快地發(fā)現(xiàn)問題。我認(rèn)為 Form 4 和 Form 4L 有一個很好的商機，我認(rèn)為這將證明讓員工來運行它們是有意義的，”Honschke 說。
Fuse 系列如何使功能部件盡可能輕松
盡管 Form 4 和 Form 4L 的速度幫助 Honschke 的團隊提高了吞吐量，并幫助他們接受了一些大批量的原型訂單，但當(dāng)需要最終用途功能和更堅固的功能原型時，他們會使用不同的技術(shù)。
隨著 Microsoft 旗下產(chǎn)品集的增長，APC 需要適應(yīng)。添加在不同應(yīng)用中表現(xiàn)出色的技術(shù)是他們能夠跟上新產(chǎn)品類別不斷增長的請求的一種方式?！半S著 Microsoft 擴大產(chǎn)品類別，我們發(fā)現(xiàn)對能夠承受實際使用的高分辨率原型的需求，從耳機頻段到控制器主體。SLS 是生產(chǎn)這些原型的最佳選擇，”Honschke 說。
SLS 3D 打印機或其他粉末床熔融技術(shù)（如 MJF）被用于制造功能性原型制造部件，這些產(chǎn)品可以以高尺寸精度打印，但也可以承受彎曲、拉伸、坐上或錯誤塞入手提箱的嚴(yán)酷考驗。當(dāng) APC 開始評估他們應(yīng)該在其設(shè)備群中添加哪種類型的粉末打印機時，F(xiàn)use 系列的小尺寸和易用性有助于證明這一點。
“大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn) SLS 系統(tǒng)需要大量空間、高昂的安裝設(shè)施成本，并且通常操作起來非常臟。除了打印機的緊湊特性外，F(xiàn)ormlabs 以用戶為中心的系統(tǒng)還旨在消除標(biāo)準(zhǔn) SLS 系統(tǒng)的缺點，其持續(xù)改進(jìn)使制造 SLS 部件盡可能輕松。
Mark Honschke
Microsoft 高級原型制作中心的增材原型制作主管
Fuse 系列幫助制造工程團隊在產(chǎn)品進(jìn)入大規(guī)模制造之前通過最后的審批階段。對于 Microsoft 的大多數(shù)產(chǎn)品，復(fù)雜的多件式組件都可以在不同的地點制造，并且很難同時獲得最終的概念驗證構(gòu)建。依賴來自世界各地的物流公司和團隊的時間表意味著零件可能無法立即到達(dá)——即使審批截止日期迫在眉睫。Fuse 系列可幫助團隊創(chuàng)建最終的 POC 構(gòu)建以模擬最終用途的制造產(chǎn)品，以便他們可以分析任何潛在問題并在訂購任何工具之前進(jìn)行快速更改。
“手動組裝一整套零件有助于工程師了解可能延遲生產(chǎn)的裝配和裝配問題。通常由于零件制造延遲或運輸問題，很難讓所有零件運行 POC 并在正確的時間交付，這就是 Fuse 的亮點。它有助于填充模擬傳統(tǒng)制造零件的零件，”Honschke 說。
Formlabs 的改進(jìn)
Honschke 的很大一部分工作是確保 APC 手頭有合適的工具來處理范圍廣泛、不斷變化的請求和項目。使用 Formlabs（SLA 和 SLS 技術(shù)）進(jìn)行擴展，幫助他們更快地回答更多問題。
Form 4 和 Form 4L 的技術(shù)進(jìn)步意味著 Microsoft 可以在一天內(nèi)完成更多工作，而 Fuse 系列的出現(xiàn)是為了在最終用途制造開始之前緩解任何供應(yīng)鏈困難。對于一家以短跑運動員的速度跑馬拉松的公司來說，幾十年來一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位，這些打印機的速度和可靠性可能會讓事情變得更容易一些。
“我們所有的打印件都非常成功，自從我們推出 Form 4L 以來，我們幾乎完全使用它進(jìn)行打印。我認(rèn)為這與您對下一代打印機的期望不相上下。當(dāng)我們更換打印機時，我們將更換更多的 Form 4 和 Form 4L 打印機，”Honschke 說。
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