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(gè)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(jì)中心 （APC） 領(lǐng)導(dǎo)快速原型設(shè)計(jì)，這家科技巨頭 95% 的硬件產(chǎn)品都是在這里設(shè)計(jì)、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(yùn)動員的速度跑馬拉松”。他的團(tuán)隊(duì)接受來自 80 多個(gè)硬件類別以及這些類別中的多個(gè)團(tuán)隊(duì)的請求，同時(shí)始終如一地提供 24 小時(shí)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。
將?Form 4?和?Form 4L?添加到設(shè)備群中，使 Honschke 能夠運(yùn)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(jì)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(jī)外，APC 還運(yùn)行兩臺?Fuse 系列選擇性激光燒結(jié) （SLS） 打印機(jī)，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(xiàng)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(shí)內(nèi)進(jìn)行多次迭代?！?/span>
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(jī)如何適應(yīng) Microsoft
APC 使用 Formlabs 3D 打印機(jī)來滿足 Surface 平板電腦的概念驗(yàn)證 （POC） 組裝構(gòu)建請求
APC 每天晚上都有多臺打印機(jī)運(yùn)行。有 80 個(gè)產(chǎn)品類別和這些類別中的不同項(xiàng)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(jī)、兩臺 Formlabs?選擇性激光燒結(jié)?（SLS） Fuse 1+ 30W 打印機(jī)、七臺全彩?PolyJet?機(jī)器和五臺 Formlabs?SLA 3D 打印機(jī)，包括 Form 4 和 Form 4L。
Honschke 的團(tuán)隊(duì)作為內(nèi)部服務(wù)機(jī)構(gòu)運(yùn)作，他們決定哪種材料和機(jī)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(shí)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(jì)師和工程師之間。他們將從設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)那里獲取信息并創(chuàng)建草圖，然后制作原型，直到設(shè)計(jì)師對該產(chǎn)品的體驗(yàn)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(gè)藍(lán)天領(lǐng)域工作，而且并不總是按照相同的時(shí)間表工作。”
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(jì)實(shí)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(jī)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(jī)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(bǔ)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(jī)械性能范圍使團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)槊宽?xiàng)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(shí)間，Honschke 的團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(jī)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(qiáng)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(jī)通宵運(yùn)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?？梢詫⒘慵母粢罐D(zhuǎn)為日裝的高精度打印機(jī)可以顯著提高設(shè)備群的生產(chǎn)力。
“我在 Form 3+ 上運(yùn)行的一個(gè)部分是 8 小時(shí) 19 分鐘的打印。在 Form 4 上，打印時(shí)間只有兩個(gè)多小時(shí)。因此，現(xiàn)在我們可以使用這些打印機(jī)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(gè)部件）的實(shí)驗(yàn)室來說，運(yùn)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(jì)階段的新產(chǎn)品，燈泡時(shí)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(jì)，可以保持生產(chǎn)運(yùn)行或在組裝過程中節(jié)省時(shí)間和金錢。
“能夠在 24 小時(shí)內(nèi)多次迭代是我們實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)。每個(gè)人都在提出請求，其中一些答案非?；跁r(shí)間。他們需要了解這個(gè)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(xiàng)工作，'”Honschke 告訴我們。
自從將 Form 4 添加到工作流程中以來，該團(tuán)隊(duì)每天打印多次，并且能夠立即從其他 SLA 打印機(jī)切換部分容量?！拔覀冊诖蜷_機(jī)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(jì)和樹脂槽的新鎖定機(jī)制，”Honschke 說。
APC 現(xiàn)在運(yùn)行著五臺 Formlabs 樹脂 3D 打印機(jī)，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(jì)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(jī)更好。對于透明部件，我們會選擇 Formlabs，因?yàn)槟愕玫降姆謱诱凵涓?，而且你會得到一個(gè)更真實(shí)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(gè)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(jī)的構(gòu)建體積，并且需要快速完成。“這是我們在 Form 4L 之前無法完成的構(gòu)建，周轉(zhuǎn)時(shí)間會花費(fèi)太長時(shí)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(tuán)隊(duì)將原型放在 Form 4L 上，并在當(dāng)天下午交付了部件?！叭绻覀兡茏龅剑敲此膫€(gè)小時(shí)就會改變游戲規(guī)則，”Honschke 說。
但打印時(shí)間并不是全部，前處理和后處理時(shí)間也會對團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(diǎn)提示縮短了零件完成所需的時(shí)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(tuán)隊(duì)能夠?qū)?Surface Pro X 外殼等設(shè)備進(jìn)行原型設(shè)計(jì)
APC 經(jīng)常滿足概念驗(yàn)證 （POC） 組裝版本的要求，從 Xbox 到 Surface 平板電腦再到耳機(jī)等等。但是，由于組件不是同時(shí)制造的，因此必須介入?！八麄兛赡茉谝恢軆?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(gè)機(jī)箱蓋'，所以當(dāng)我們進(jìn)行這些構(gòu)建時(shí)，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?yàn)橥獍恍﹥?nèi)部組件存在一些問題。“我說，'是的，我們可以提供你的 50 個(gè)部件，但我們無法清理它們。'但對于 Form 4L，這實(shí)際上并不是什么大問題，因?yàn)橹胃菀滓瞥?/span>
“我們能夠在三天內(nèi)完成三個(gè)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(jī)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(xiàng)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(gè)很好的商機(jī)，我認(rèn)為這將證明讓員工來運(yùn)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(tuán)隊(duì)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(jiān)固的功能原型時(shí)，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(kuò)大產(chǎn)品類別，我們發(fā)現(xiàn)對能夠承受實(shí)際使用的高分辨率原型的需求，從耳機(jī)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(jī)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(yàn)。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(jī)時(shí)，F(xiàn)use 系列的小尺寸和易用性有助于證明這一點(diǎn)。
“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(jī)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(diǎn)，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(tuán)隊(duì)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(diǎn)制造，并且很難同時(shí)獲得最終的概念驗(yàn)證構(gòu)建。依賴來自世界各地的物流公司和團(tuán)隊(duì)的時(shí)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(tuán)隊(duì)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(yùn)輸問題，很難讓所有零件運(yùn)行 POC 并在正確的時(shí)間交付，這就是 Fuse 的亮點(diǎn)。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(xiàng)目。使用 Formlabs（SLA 和 SLS 技術(shù)）進(jìn)行擴(kuò)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(yùn)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(jī)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(jī)的期望不相上下。當(dāng)我們更換打印機(jī)時(shí)，我們將更換更多的 Form 4 和 Form 4L 打印機(jī)，”Honschke 說。
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