如果你吃过橡皮糖,凑近看过橡皮糖的模样,你一定会在仔细观察后被橡皮糖做工精良的细节所震惊。你有没有认真观察过结构复杂的巧克力小兔子,有没有思考过如此大量的细节是如何制作出来的呢?瞧瞧小兔子耳朵的轮廓,皮毛的纹理,以及精巧的胡须压痕,多么精致。如果不是散发着诱人的香味和本身作为食材的材质,只怕你真的想把这些糖果当做艺术品保存起来对吧?不过你最终还是会向自己的食欲投降,然后有滋有味地品尝这些线条精美的工艺品。

       早在19世纪末,人们就已经开始使用淀粉小批量生产这类的模制糖果了,特别是在欧洲生产的棉花糖,而且大部分都是通过手工制作的模具进行生产。发明于1920年左右的Mogul淀粉机,促进了大规模糖果生产进程的发展,并实现了自动化。德国糖果公司Haribo的创始人Hans Riegel,首次在二十世纪40年代大规模生产橡胶熊糖果,他也被广泛认为是现代糖果制造业之父。

       自从将近70年前大规模糖果生产开始以来,该行业几乎没有经历任何重大变革。当然,Mogul机器变得越来越大,也越来越自动化了,但是生产方式仍基本上没有发生改变,包括用于制作冲压模具的手工工艺也是一成不变。但是如今,一切都将迎来变化。

       以下是糖果制作过程的基本程序:首先将设计图稿雕刻成形(即冲模),然后与木框黏合,并与其他雕刻图形放在一起。再将这些图形压入淀粉托盘中,形成可以进行浇注或喷射的糖果材料,然后再进行冷凝或固化。淀粉很快便会脱落,此时糖果便已制成,或是可以裹上一层糖浆或是浇糖汁。基本成型的工序十分简单,甚至可以在自家厨房进行。Mogul机器实现了该工序的自动化,它利用传送带将淀粉薄片排成一排,然后将糖果图形刻章压入淀粉中,每分钟20至30次,然后便可以浇入糖汁了。

       Deltavorm公司是一家位于荷兰Scharendijke的设计公司,该城市坐落于荷兰的西南角。该公司从1948年开始便已从事糖果冲模的制作。公司老板与CEO Nils Dogger称,自公司成立起直至三年前,所有冲模的制作全部由手工完成,通常使用石膏作为材料。为了实现工序的自动化,Dogger投资购买了3-Shape公司的3D扫描仪与SolidWorks公司的CAD设计软件。通过扫描手工雕刻的图形,相关数据即可导入CAM软件包中以便进行铣削。虽然看上去是个挺不错的实现自动化的出发点,但是事实证明,后续编辑扫描后的图形常常很费时间,而且得到不到满意的结果,以至于团队成员往往选择直接手工雕刻新的图形以体现客户所需的改动,而不会为了适应扫描而做出妥协。也就是说,这样做根本没有节省时间,因此Deltavorm公司仍然需要更好的建模工具。

       德国Antonius Köster GmbH公司的老板Antonius Koster带来了解决该问题的方案。Koster演示了的3D Systems旗下的Geomagic Freeform系统,通过演示向他们展示了该软件的一系列工具组合,可用于基于体素的快速黏土建模,以及在3D空间中进行曲面建模与镶嵌图案建模,可生成用于生产的完整模具。Deltavorm公司看中了该系统的商业潜力,于是进行了投资。随后,Antonius Koster协助Deltavorm公司对现有的手工工序进行分析,继而改造成了完全的数字化工序,并可通过数控加工进行生产。

       “相关培训都是100%根据Deltavorm公司的需求定制的。” Koster说道,“从而实现最为快速的学习曲线,并迅速将该技术投入到实际生产当中。”

       Geomagic Freeform可营造出完全虚拟的黏土建模环境,并为设计师、美工、工程师以及生产员工提供成套工具。该软件配有触觉式力反馈设备用于触摸感应设计,也就是说,即便3D数据是虚拟的,但设计师仍然能“触碰”以及“感觉”到模具,给人以真实的错觉。

       Geomagic Freeform既可作为大型设计生产工作流程中的一部分,也可以作为用于设计生产流程的独立工具。其组合工具可以用于3D打印与工业生产的输出,制造用于铣削的模具,检测倒扣等等。Geomagic Freeform具有导入与导出中性3D文件格式,以及处理Parasolid格式的能力,从而使交换CAD数据的能力最大化。不过,虽然有这些组合工具,Geomagic Freeform最大的优势却在于无论结构多么复杂,它都能够以最高的细节处理程度进行雕刻与建模,并能进行完全的重新设计。

       这些功能的出现,一下子将自动化世界的大门向Deltavorm公司团队打开了。

        “Geomagic Freeform为我们的操作作业带来了深刻的变革。” Dogger说。“三年前,90%的切割都由手工完成。而在那之前,初始设计往往需要耗费数周时间,而等我们收到客户反馈后,他们提出的改变又需要耗费更多的时间完成。不知不觉,几个月的时间就过去了,而我们手上却根本没有任何能够拿得出手的最终成品。

       将Geomagic Freeform引入生产流程之后,Deltavorm公司的设计师如今可以迅速准确地完成图形的雕刻,然后直接从扫描的手绘图中建立3D模型,如果需要的话,还能随时加入其他的3D扫描图。当图形设计确定下来后,便可将3D的PDF文件通过电子邮件发送给客户进行初审,并附上关于生产框架的布局建议。随后,设计图形数据便能直接进入Roland MDX 540铣床加工出样品,然后寄给客户。此时,客户可以通过进行实验室试验检测,获取反馈数据。

       “如果你的图形设计很小,细节繁多的话,再听从客户的反馈意见,将设计再缩小5%,此时就很难通过手工完成了。”Dogger说。“而在Geomagic Freeform的帮助下,修改工作可以简单准确地完成,几乎不需要什么时间。”

       当设计通过后,使用铣床完成最后一组切割,然后根据生产布局中的规格说明与木框黏合。这些切割成品的材料多种多样,可以是石膏,可检测的弹性纤维,甚至是铝材。随后成品便会寄给客户。

设计与生产速度

       据Dogger称,现在从头到尾完成一个项目所需的时间“仅需数周”,而不像以前需要数月。

       “Geomagic Freeform颠覆了一切。”Dogger说。“三年前,我们90%的切割都需要手工完成。如今90%的切割都通过Geomagic Freeform与数控加工完成。”

       对于Deltavorm团队而言,全新的软件使得他们能够用更少的时间完成设计,从而使得他们每年能完成1000多个项目。

       客户满意度同样得到了提升,因为如今所有客户都能以更有话语权的顾问身份参与到流程中来,这在之前都是没有过的。

       “Geomagic Freeform带给Deltavorm公司最大的好处,应该是它使我们的设计质量得到了显著的提高,我们也能以更加贴近客户的姿态与他们展开合作。”Dogger说。“现在,我们可以创建多个图形设计方案以满足客户需求,用更优秀的设计布局解决方案帮助他们更有效率地打造产品。

       Dogger随后向我们介绍了最近接手的两个项目,展示了Geomagic Freeform为Deltavorm公司带来的改变。在第一个项目中,Deltavorm公司通过复制某客户现有的产品,帮助他们大幅度提高产量。在第二个项目中,Deltavorm公司重新设计了某客户的产品,在保证原有生产工艺不变的前提下,获得外观更为美观的成品。

        “我们的工作从简单地执行客户的构思逐渐演变成了向客户提出自己的观点。”Dogger说。“现在,我们可以通过自己的技能、工具与知识使每一个产品设计变得更加优秀,更加独具一格,从而为客户的项目实现增值。”

借力Geomagic Freeform快速发展

       除了Dogger本人,Dogger现在还有两名同样使用Geomagic Freeform的全职设计师。

        “Geomagic Freeform软件简单易学,即便是刚来的设计新手也只需要一天的培训和一点点入门级别的工作就能上手。”Dogger说。“更不可思议的是,随着我们工作速度的提升,业务量也越来越多了。我们公司正在快速的发展当中!”