案例研究：路易威登如何使用 3D 打印

近年来，制造业正在经历一场根本性的转变。生产数以千计的相同零部件的大型资本密集型生产线已经演变成为生产小批量、定制产品和组件的更灵活的小型工厂，而桌面级3D打印机则是这种演变到来的源动力。想要了解具体是怎样运作的，参考路易威登的消费品生产过程是不二之选。一起来看看我们每天使用的产品是如何受到这项新技术的影响的。

摘要

从人类第一次开始使用工具，将原材料转化为最终产品的方法已成为文明的一部分。直到近代，机器和工艺逐渐介入，现代工业生产才开始扎根。如今谈及制造业，我们首先想到的是拥有各种机器和大型生产设备的超大面积的开放式工厂。但在过去的几十年里，一场根本性的转变和一种新的思维方式已经萌芽，它们注定将改变现代产品的生产方式。

这种转变很大一部分是由技术的介入所推动的，而另一个驱动因素则是消费者对独一无二的定制产品的追求。在消费者看来，大批量生产的产品平均质量只能算刚达标。如今，消费者希望能与产品建立更为紧密的联系，拥有更好的使用体验，但这是大多数大规模生产无法做到的。

为了满足消费者这种需求，像路易威登这样的企业已经开始使用模块化技术，利用新技术进行可定制的批量生产，根据客户需求交付成品。如今很多技术，如铣床和3D打印机，都推出了桌面级设备，可以很方便地配置到移动工作站，加入到灵活型生产线中。这也为小规模生产线带来了更多的功能。

在模块化生产中不能忽视的一个环节就是桌面级3D打印的使用。（见图1）桌面级3D打印是产品设计、迭代和原型设计的支柱环节。现在这种能力正逐渐进入制造业下游，如制造夹具、固定装置、模具和终端部件。以前夹具、固定装置和模具只能通过注塑的方式生产，不仅时间效率低下，生产线的额外成本也随之增加。如今，这些设计简单的部件在生产线上制造出来往往不用24小时。不仅提高了效率和灵活性，也降低了单位成本。

路易威登现在在全球范围内都能使用3D打印技术。桌面级3D打印让全球任何地方的工程师和制造商在进行新的设计或在改进生产的过程中可以随心所欲地进行探索和创新。采用3D打印使得新的生产技术研发和使用变得更加简单，即使研发失败，最终只能抛弃，在这个过程中产生的额外成本也是很小的。更进一步，世界各地的制造人员还可以对这些信息进行共享和协作。这样就可以更加顺利地将产品过渡到新的生产线上，或者是对生产线进行季节性的修改。

路易威登一直是生产高档奢侈品的领头羊，颇受消费者青睐。为了延续这一悠久的传统，路易威登的员工一直在不断寻求新的改进方式，力求为消费者提供更好的产品。新技术，如3D打印，将继续成为这一世界标志性品牌不可或缺的工具。

简介

对于桌面级3D打印的未来走向有很多猜测，技术又是否真的会改变产品和零部件的生产方式？宣传普及期已经过去，这让很多用户和仍保有观望态度的人打消了心中的不确定性。虽然大部分企业都在关注家庭和业余爱好者的市场，但也有不少人正集中研究桌面级3D打印如何应用于制造业。如今，随着制造商都转向模块化生产模式，桌面级3D打印终于找到了落脚点，并成为模块化生产过程中不可或缺的技术。

模块化生产已经出现几十年了，但最近才在消费品生产方式上获得牵引力。这种牵引力大部分源于新旧技术的引进和小型化。小型铣床、激光切割机和3D打印机现如今在模块化配置中很常见，这为生产线的建立和制造工艺提供了极大的灵活性。

而在模块化生产技术和桌面级3D打印方面已然产生巨大影响力的其中一个消费品制造商就是路易威登。路易威登以其标志性的高品质手工制品而闻名于世，这一传统从1854年一直延续到如今，唯一改变的是制造手工制品的工具和工艺。如今，以往采用注塑成型工艺制造的夹具、固定装置和模具等这些工具都可以采用3D打印制造了。此外，3D打印机还可以提供组件帮助每个产品建立生产线，现在生产线可以实时进行安装测试，无需等齐所有终端组件。

路易威登将这一套生产流程落到实处，并将这些信息免费共享。这些采用3D打印的流程不一定需要在实地“研发”才能充分发挥其优势。最终，桌面级3D打印的使用对公司的底层生产线产生了巨大的影响。

问题界定

总体目标是确定技术和方案，能让产品制造商下定决心引进和使用桌面级技术，从而优化产品生产时间和降低成本。

高级解决方案

路易威登凭借生产高品质的奢侈品而闻名，其基石是所采用的皮革、山羊皮革和镀金五金材料等原材料的质量及精湛的制造工艺。即便加入了其他技术，路易威登依然坚持每件产品都用手工制作，关键就是要保证在每次迭代的过程中都能生产出同样高品质的商品。

为了应对这一挑战，路易威登每个季节都会从原来的设计中引入一个全新的产品线，仅仅上线一个季节。这样的时间线不允许过多的错误，每个产品的制造流程都需要在全面生产开始前确定。产品线的配置会在全球范围内进行复制，在17个不同的工厂中建立大约250条季节性的产品线。由于部分工厂会并行生产同一产品，这就意味着每个工厂大约需要建立和检查25条生产线。

为了满足这种季节性需求，路易威登建立了一个模块化生产方案，让产品线的安装时间更灵活，用时更短，且具备多种功能。根据工作流程和单个模块的功能，机器设备在移动平台上移动并对产品进行配置。很多时候，零部件的设计和原型设计都在同一个生产车间进行，所以工程师和设计师都可以参与进来。图2展示了一个模块化配置的例子，但不代表工厂的实际配置情况。

请注意图2中3D打印机的位置。由于模块化，打印机可以是生产线上一个工位，也可以是处于模块单元中更为中心的位置，这样便于在需要的时候提供3D打印功能。举个例子，以前夹具和固定装置都是在现场的不同位置进行设计、加工和制造，再交付安装在生产线上。通常这个过程需要花几天甚至更长的时间才能制造出合适的夹具或固定装置。如今，这个过程可以在24小时内甚至一夜之间完成。因此，这是最好的方案，它确保了夹具和固定装置可以随时进行迭代，减少了停工的可能性。

在最初建立和测试生产线时，3D打印的一个更为有趣的用途是生产五金件的替代品（见图3）。五金件的镀金时间为两到三周。使用3D打印组件，路易威登能可以完全投入生产，确保所有组件都能配合得很好，并在最后组装中留有适当的间隙。整个过程可以在任何五金件交付前进行，这确保了整个工厂中的材料使用和制造时间都得到了优化。

具体解决方案

随着新一季的到来，路易威登的工厂也在改变。以前产品线的制造模块都被重新配置，准备在未来几个月内引进能吸引客户的新的季节性设计。在实际生产刚开始前，新的产品线和流程都需通过审核，而桌面级3D打印机则走在了装配和打样的前面。

在生产车间的工程师会审查产品设计，并开始构思每款新品制造所需的工具设计和原型。每条产品线都是独一无二的，所以独特的夹具、固定装置和模具都将在未来几天进行迭代和配置（见图4）。以前，这些都要由注塑商提供，制造工具的模具又是必需的。这个过程可能要花费几天，甚至两周，还增加了建立生产线的成本。如今这些都可以现场进行迭代，并在工厂晚上关闭时进行制造，第二天就准备就绪了。

随着PETG线材等材料的推出，3D打印模具可以承受高温，对那些采用皮革和绒面革的产品塑形。图5展示了使用3D打印模具塑形的皮包底部。在这种模具制造之前需要先通过注塑成型的方法铸造出金属和模具，用3D打印的模具可节省建立生产线的时间和成本。

一旦建立好生产线，会先采用样品来进行测试，确保整条线的可行性、稳定性和复现性。目前，所有组件都可用于组装五金件。五金件是镀金的，交货期为两到三周。为了进行样品测试和确保生产线安全、稳定，3D打印部件将用作替代五金件。如此便可实时进行测试，并不会耽误初次投产。

模块化生产是一个需要所有相关方积极参与并提供反馈的协作过程。关于实践和新技术的信息会与本地甚至与国际共享。这也为创意的爆发提供了机会，并可以自由地尝试使用不用的方法来进行改进。生产优质产品的关键在于有能力使用最好的材料和重复性良好工艺。

商业利益

对于路易威登而言，将桌面级3D打印引入到高端、高质量产品的制造过程一直都是不遗余力的。桌面级3D打印节省了建立生产线和初始运行的时间，同时也降低了生产成本。更为重要的是，过程质量得到了提高，降低了故障率，从而节省了额外成本。这些都可以归功于3D打印。

总结

长远来看，模块化生产技术将继续影响消费品的制造和交付过程。增材制造与减材制造的结合形成了各种全集成的紧凑的制造系统。这些系统可以进一步集成到一个工厂中，拉近与消费者的距离。

低成本的桌面级3D打印机如今已经成为制造高质量的高端产品不可或缺的一环。这些打印机降低了与注塑工具相关的成本，并且可以在工厂关闭的情况下一夜之间生产出零部件。此外，还为当今制造环境中带来了灵活性。那些还没引入模块化技术和3D打印技术的企业将逐渐落后，它们是时候进行升级改造了。