最近制造业中出现的最热门的术语之一是“数字线程”。从本质上讲，这个术语指的是将产品开发和制造的每一个方面——从设计到生产——数字化，以便能够完全访问与产品相关的每一个相关数据，用于跟踪、质量保证、故障排除和维护。
把数字线作为一个概念来理解是一回事。看到它的实际运作是另一回事。我有机会在最近的一次访问中看到它典型的实验室位于明尼苏达州普利茅斯的工厂。
Proto Labs是按需定制原型和小批量生产部件的供应商。该公司在明尼苏达州有三个生产基地，以及在北卡罗来纳州罗利、英国、德国、芬兰和日本的生产基地。Proto Labs使用各种制造工艺生产塑料，金属和液体橡胶硅胶部件，从注塑和CNC加工到3D打印/增材制造。
Proto Labs副总裁兼美洲区总经理Robert Bodor解释说，Proto Labs的运营是“将软件自动化注入到制造前端”，他描述了该公司如何在一天内从文件到终端部件。
这种能力的一个关键方面是Proto Labs的在线报价和订购功能，这开始了产品的数字线程的创建。一旦CAD文件上传到Proto Labs的在线订购系统，该公司的过程自动化和生产软件的结合就会接管。分析CAD文件的几何形状，计算制造过程，然后将报价发送给客户。
博多尔表示，Proto Labs可以提供一个固定的服务价格，因为在在线报价生成过程中，“所有步骤都是预先计算好的”。“我们还可以提供为制造而设计的反馈。原始CAD文件强调了制造或外观方面的关注领域。”
有了这种类型的信息，设计迭代可以在生产开始之前进行，这在产生任何实际成本之前有效地消除了大部分设计风险。
Proto实验室的数字线程概念不仅仅涉及产品。它还协调和跟踪与它的生产相关的一切和每个人。Bodor指出，Proto实验室的数字螺纹流程包括对操作人员徽章的扫描，以便在整个零件生产过程中提供问责制。它还涉及质量控制方面和操作人员的指导。博多尔说:“甚至连选择哪块材料用于制造都是如此。”
例如，为了开始CNC加工零件的实际生产过程，批准的设计必须翻译成g代码，这将指导CNC铣床的操作。G-code开发包括基于CAD文件的自动几何推理，以确定哪种加工技术最适合于模具或零件的各个区域。到达分析和碰撞检测也自动进行，以确定哪个端铣刀可以切割材料块的哪个区域。然后，一个数字工具路径生成器用G-code语言创建一个程序，Proto实验室的自动化机器可以理解。
由于在增材制造过程中需要有限的工具路径，生产准备文件从在线订购系统直接发送到计算机配置的立体印刷、选择性激光烧结或直接激光金属烧结机。然后将材料装入机器进行自动化零件生产。
博多尔说，在Proto实验室，从CAD到模具的标准转换是15天，但这个过程可以加快。他说:“根据成型塑料或液体硅胶部件的生产时间，我们的系统保持着容纳客户三天甚至一天生产的能力。”3D打印和加工的零件在一到三天内就可以得到。
除了其高度自动化的过程，Proto Labs的生产设施的规模是其快速转向，定制零件制造能力的一个主要因素。该公司拥有数百台CNC铣床、车床、印刷机和3D打印机，并不断投资更多以保持领先于客户需求。
当被问及数字线程的概念给制造业，尤其是Proto实验室带来了什么时，bodor说:“在Proto实验室，我们将软件自动化和跟踪与600多台相互连接的制造机器的网络相结合。数字线程将所有这些联系在一起——从CAD文件、在线报价、交互设计反馈、工具路径和制造过程的自动化，到工厂车间的每个加工步骤。数字螺纹提供完整的可追溯性，质量控制，一致性和规模。这让我们对客户的反应更加迅速，更加灵活，并能在下单当天生产零件。”
