一路向前:选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印如何助力小型企业转型

Terra X 支架及固定座

从亚特兰大的精美家具到南加州梅赛德斯-奔驰 Sprinter 房车的定制改装,Jenny 和 Alex Baumann 深谙如何打造优质产品。疫情过后,随着“房车生活”群体对 Sprinter 定制改装市场的竞争日趋激烈,Baumann 夫妇成功实现业务转型,由此诞生了如今炙手可热的汽车售后制造品牌 Terra X

Terra X 的 15 款产品,均依托三台 Formlabs Fuse 1+ 30W 选择性激光烧结 (SLS) 打印机进行设计、原型制造与生产,其可扩展的内部制造模式,不仅让企业保持精简运营,更确保产品质量稳定如一,始终在行业竞争中快人一步。

“我们的业务就此改变。通过内部设计和生产,我们能够百分百掌控全流程。任何小型企业,无论是自行车店还是其他行业都应该有一台这样的打印机。”

Alex Baumann,Terra X 联合创始人兼所有者

不止房车,开拓更广阔天地

配备水槽、床铺、座椅、炉灶的房车内部实景

高质量的房车内部改装让 Baumann 夫妇开始走上汽车售后市场定制之路,并最终催生了 Terra X 品牌及其依托 Fuse 系列打印机实现的规模化生产。

在从事定制家具行业多年后,Jenny 和 Alex Baumann 清空了他们在亚特兰大的公寓,舍弃了大部分家当。他们完成了(原以为是)最后一项定制委托 — 购入一辆道奇 Promaster 房车并进行全面改装,准备驱车横越美国。当抵达圣迭戈县时,当地活跃的社群、宜人气候和商业机遇让他们毅然驻足。“我们参加了一个房车聚会,大概有 300 多辆车,大家一直在询问我们房车的改装情况。”Jenny Baumann 说道。这对夫妇凭借多年高端定制经验,开始为越来越多离开城市、踏上旅途的“房车生活者”改装车辆。

随后在 2022 年,虽然新冠疫情曾让房车改装行业一度繁荣,但市场很快饱和。“仅在圣迭戈县,就有 27 家房车改装商。这曾是疫情期间最火爆的商机,”Alex Baumann 指出。面对初创事业的转折点,Baumann 夫妇意识到可以转向另一个好主意了。

“一直有人咨询我们如何安装导航设备、手机和 iPad 支架。无论是个人用户还是企业客户,都过分关注如何将居所功能塞进车厢、或者一味注重外观改装,却忽略了提升驾驶体验、能否真正到达目的地这个核心需求。”Alex Baumann 说道。

实践探索并向海豹突击队员学习

FDM 3D 打印房车支架

Baumann 起初以为这些部件会全部交由传统机械师来制作。在与当地一位曾在海豹突击队服役期间用过选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印的机械师合作后,计划发生了改变。

FDM 3D 打印原型

在一台价格实惠的 FDM 3D 打印机上快速打印原型,对于敲定最终设计非常有帮助。

Alex 发挥自己的设计技能,绘制了原型图并购买了一台小型熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印机,开始动手尝试。当前几个原型测试效果良好时,他和 Jenny 开始探索其他制造方法,以期产品能够承受恶劣的越野条件以及许多房车车主粗犷的生活方式。

第一步是去找机械师,看他能否制作出可用的模具。“当时我心里想的是,我要和机械师一起制作,采用挤压成型工艺。”Baumann 说道。但机械师另有想法。作为一名退役的海豹突击队员,这位机械师曾花费大量时间琢磨如何制造出耐用的工具,来尽可能简化导航过程,还曾用 SLS 3D 打印技术为海豹突击队制造 iPad 支架。

“我和他见面回来后就说,我们需要采用 SLS 3D 打印,”Alex 表示。Baumann 夫妇开始通过外包服务,从服务机构订购使用粉末床熔融技术打印的部件。他们的第一批产品,是两个用于 Sprinter 房车仪表板上的手机/iPad 托架和安装支架。

Ram 轨道

Terra X 开始使用由 Ram 公司制造的轨道,并将其整合到自己的设计中。随着产品逐渐受到市场欢迎,Ram 主动联系并邀请 Terra X 成为正式经销商。

支架的组装成本原本很高,因为需要原始设备制造商 (OEM) 制造的轨道固定在仪表板上。后来,随着产品开始走俏,相关的 OEM Ram 公司也注意到了这一点。Baumann 夫妇受邀成为正式经销商,“突然之间,我们的利润率大大提高了。我们开始盈利,也让我们有了将生产流程逐步转向自有的想法。”Jenny Baumann 说道。

内部生产的考量因素

集成在奔驰 Sprinter 房车中的 Navidock 产品

内部生产使 Terra X 得以扩大其产品目录。这款名为 Navidock 的产品通过 Fuse 1+ 30W 打印而成,可让梅赛德斯-奔驰 Sprinter 房车的驾驶员轻松安装导航系统。

将 SLS 技术引入内部生产不仅仅是为了获得更高的利润,更让公司能够实现业务多元化发展并自主掌控发展节奏。“做出这个决定时,我们已规划好了另外五款产品。我们在设计上已经领先竞争对手三项之多。”Alex Baumann 表示。

此前合作的打印农场要求大批量订单才能提供合理报价,但根据 Alex 计划的产品数量,这种模型根本行不通。他需要以较小批量但仍具有高质量的功能部件试水,以便测试市场反应并精准调整金属部件的集成方案。

“我们设计了出色的产品,却因起订量要求过高而无法以合理价格投产。就连原型质量也不尽如人意。如果不由我亲自把控,产品质量永远达不到标准。”Alex 说道。

他们收到的部件从未根据最佳定向和结构完整性进行打印,而是单纯追求打包效率。Baumann 夫妇多次收到前支架面带有明显分层线的产品,Alex 深知这是代工厂为盈利牺牲产品完整性的排料方案所致。“连续两批订单出现同样问题后,我们当即决定必须建立内部生产产线。”Alex 表示。

Terra X 公司引入的 Fuse 1+ 30W

一个大房间里放着三台 Fuse 系列打印机和一台 Fuse Sift

Fuse 系列占地面积小、经济实惠,可实现可扩展的增长,让企业能根据需求逐步扩充打印产能,而无需承担高昂的前期投资。

做出决定后,Jenny 就把打印机的调研工作全权交由 Alex 负责。“我知道他对机器很有研究,而且我们过去都与造价昂贵的制造设备打过交道,对如何引进稳定可靠的内部生产机器很有经验。”Jenny 说道。

调研结果表明,Fuse 1+ 30W 价格合适,适合小型企业内部生产,并且在圣迭戈县这个高物价的城市环境中,尺寸和电压也正合适。

“我们在南加州,需要低于 110 伏电压的设备。Formlabs 团队为我们完成了测试打印,结果在尺寸、表面光洁度、公差和价格方面都符合要求。”Alex 表示。建立稳定生产流程并未耗费太长时间,Baumann 夫妇收到设备当天就顺利投入运营。

“一切立即按照预期轨道运转。从起步阶段我们就势如破竹,首次打印成品合格率达到 100%,随后便迅速投入市场销售。”

Alex Baumann,Terra X 联合创始人兼所有者

冗余生产与可扩展系统

Fuse Blast 一经问世,Baumann 夫妇便立刻引进,动手操作时间随之缩减近半。其部件在 Fuse Sift 中取出,通过 Fuse Blast 进行介质喷砂和抛光处理,然后使用烹饪慢炖锅和 RIT 黑色染料进行手工染色。

“这套抛光系统能让产品表面呈现光泽感十足的纯黑质感。有人问我们是不是蒸汽平滑,染料的渗透效果极佳。我们甚至针对户外摄像头支架进行了紫外线老化测试,历经一年暴晒仍无褪色现象。”

Alex Baumann,Terra X 联合创始人兼所有者

随着产品日益畅销,Terra X 遭遇了产能瓶颈。即便通宵进行打印作业,仍无法满足需求。他们先是增购第二台 Fuse 1+ 30W 应对激增订单,随后六个月内又添置了第三台。Alex Baumann 坚信冗余备份理念能有效规避制造环节的意外压力。“如果你需要一台打印机,就应该配备两台,如果需要两台,则需准备三台。如今我们的三台设备每日都在满负荷运转。”Baumann 说道。

对 Terra X 来说,客户服务和按时交货至关重要,目前保持每周六天、三台设备同步生产的节奏,确保不会出现缺货或延迟交货的情况。在竞争激烈的汽车售后市场行业中,这样的客户服务理念有助于保持其高质量产品的持续畅销。

企业可减少停机时间并快速解决问题

Baumann 夫妇不仅对自身客户服务品质要求严苛,对供应商服务同样秉持高标准。从 Basic Service Plan 开始,尽管拥有三台打印机且近乎全天候运行,Baumanns 夫妇仍需要更懂其业务、更理解他们已具备基础故障排查能力的服务支持。

“我们熟悉这些打印机的工作原理,需要的服务计划不是从最基础步骤指导,而是能直击问题核心的解决方案。”Jenny 表示。于是他们升级至 Enterprise Service Plan,这是 Formlabs 为需要避免停机和快速修复的生产型客户提供的解决方案,并迅速投入运行。

现在,Enterprise Service Plan 代表深知其需求,理解工作流程,并能快速直击问题要害。“通过 Enterprise Service Plan,我们知道如何相互交流,对方也清楚我们对设备了如指掌。“我们确实能感受到 Formlabs 正努力成为我们制造流程中不可或缺的合作伙伴。”Alex 表示。

展望未来,不止于仪表板

FDM 3D 打印房车支架

Terra X 已有 15 种产品正蓄势待发,准备继续扩张。建立从原型制造到内部生产的一体化工作流程,使其新产品上市速度大幅提升。

仪表板 3D 打印

经由 Fuse 系列打印并通过 Fuse Blast 抛光系统后处理的部件质量上乘,这意味着 Terra X 的部件既能与汽车内饰完美融合,又能提供卓越功能表现。

当 Ram 品牌认可其产品并授权 Baumann 夫妇成为经销商时,这对企业来说是巨大的进步。现在,Terra X 已拥有 15 种产品,并酝酿着更多创意,准备再向前开启新的征程。新的 OEM、新的模型和产品以及新的打印机:公司已准备好快速扩展,而无需增加任何巨大的间接成本或进行大规模的基础设施变更。凭借 Fuse 系列打印机,他们能以成本减半的方式实现产能翻番,而市场对这些产品的需求将持续旺盛。

“很多小型企业总认为必须经历繁琐的前期流程,实现大批量生产,还时刻担心设计被窃取。但拥有这类打印解决方案后,一切豁然开朗。每个人都可以基于现有设备自主制造产品,这彻底改变了我们的商业模式。”

Alex Baumann,Terra X 联合创始人兼所有者

如需了解 Fuse 系列的实际应用,欢迎浏览我们的专属页面。如需亲身体验 Fuse 1+ 30W 打印部件,请索取免费的 SLS 3D 打印样品。