1. 引言
2. 哪種3D打印機(jī)的技術(shù)更符合您的應(yīng)用需求?
概念模型
驗(yàn)證模型
預(yù)生產(chǎn)應(yīng)用
數(shù)字化制造
3. 3D打印機(jī)性能屬性
打印速度
部件成本
最小細(xì)節(jié)分辨率
準(zhǔn)確度
材料屬性
色彩
4. 總結(jié)
1. 引言
3D打印的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)
3D打印已經(jīng)不僅僅是原型設(shè)計(jì)。如今,從最初的概念設(shè)計(jì)到最終的產(chǎn)品生產(chǎn),以及此過(guò)程涉及的所有環(huán)節(jié)——3D打印為創(chuàng)作的每個(gè)階段帶來(lái)變革性的便利。在今天這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)環(huán)境中,為創(chuàng)作的各個(gè)階段選擇適合的3D打印機(jī)比以往任何時(shí)候都更為重要。
幾年前,只有少數(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)工程師使用個(gè)人3D打印技術(shù),而且往往僅限于概念模型和一些原型的打印。3D打印一度被認(rèn)為是新穎的奢侈品,然而事實(shí)證明3D打印技術(shù)能產(chǎn)生長(zhǎng)期的戰(zhàn)略價(jià)值——它可以提高從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造的能力,并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。如今,3D打印技術(shù)使得越來(lái)越多的創(chuàng)作者能進(jìn)行快速個(gè)人3D打印,享受其為創(chuàng)作過(guò)程帶來(lái)的便捷。
許多龍頭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用3D打印技術(shù),在短時(shí)間內(nèi)評(píng)估更多的概念,從而在產(chǎn)品研發(fā)早期做出更佳的決策。無(wú)論產(chǎn)品大小,隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的向前推進(jìn),每一階段都會(huì)對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行迭代測(cè)試以指導(dǎo)決策,旨在改善性能、降低成本、提高質(zhì)量,推出更成功的產(chǎn)品。在預(yù)生產(chǎn)階段,3D打印技術(shù)能夠更快地制造第一批樣品,供給市場(chǎng)營(yíng)銷和早期采用者。在最終生產(chǎn)過(guò)程中,3D打印技術(shù)為越來(lái)越多的行業(yè)帶來(lái)更高的生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)的個(gè)性化定制、更優(yōu)的質(zhì)量和更快的效率。
2. 哪種3D打印機(jī)的技術(shù)更符合您的應(yīng)用需求?
從眾多品牌和型號(hào)中選擇合適的3D打印機(jī),乍一看似乎是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成實(shí)物的打印技術(shù),在各臺(tái)打印機(jī)之間存在著巨大的差異。今天的3D打印機(jī)可以使用各種材料,這些材料在結(jié)構(gòu)屬性、特性定義、表面光潔度、耐環(huán)境性、視覺(jué)外觀、準(zhǔn)確性和精密度、使用壽命、熱性能等方面各不相同。重要的是要先確定3D打印的主要應(yīng)用,這才能引導(dǎo)選擇合適的技術(shù),為您的工作帶來(lái)最有效的積極影響。本文將重點(diǎn)介紹一些常見(jiàn)的3D打印技術(shù)應(yīng)用,并簡(jiǎn)單介紹選擇一臺(tái)3D打印機(jī)需要考慮的關(guān)鍵屬性。
概念模型
早期設(shè)計(jì)決策往往會(huì)影響之后的每一個(gè)設(shè)計(jì)和工程活動(dòng),而概念模型將會(huì)有助于做出最佳的早期設(shè)計(jì)決策。選擇正確的設(shè)計(jì)思路可以降低研發(fā)階段調(diào)整所造成的昂貴成本,縮短整個(gè)開(kāi)發(fā)周期,使產(chǎn)品能更快上市。無(wú)論是設(shè)計(jì)新款電動(dòng)工具、辦公配件,還是設(shè)計(jì)建筑、鞋子、玩具,3D打印都是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)理念的理想方式——便于輸入所有干系人提出的功能需求,從而做出最優(yōu)的選擇。
在創(chuàng)作的早期階段,如果能用合理的成本費(fèi)用制作仿真模型而無(wú)需實(shí)現(xiàn)其功能,從而快速評(píng)估眾多設(shè)計(jì)方案,那是最理想的。干系人可以更好地將設(shè)計(jì)意圖可視化——通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)來(lái)共同感受不同的設(shè)計(jì)理念,實(shí)現(xiàn)更快、更有效的決策分析。
對(duì)于大多數(shù)概念建模應(yīng)用來(lái)說(shuō),選購(gòu)3D打印機(jī)時(shí)需要關(guān)注的性能屬性是打印速度、零部件成本和打印輸出的仿真程度。
驗(yàn)證模型
當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)初步成型時(shí),設(shè)計(jì)師需要驗(yàn)證各個(gè)設(shè)計(jì)元素以確保新產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期效果。個(gè)人3D打印使設(shè)計(jì)驗(yàn)證成為一個(gè)迭代過(guò)程——在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)師識(shí)別并解決每個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),促成新的發(fā)明或者快速識(shí)別設(shè)計(jì)修改的必要性。
類似的應(yīng)用可能包括造型和調(diào)整、功能特性、裝配驗(yàn)證等等。驗(yàn)證模型提供了實(shí)際動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),這樣的反饋可以迅速證明設(shè)計(jì)理論。對(duì)于驗(yàn)證應(yīng)用而言,零部件應(yīng)能提供真實(shí)再現(xiàn)的設(shè)計(jì)性能。材料特性、模型精度和最小細(xì)節(jié)分辨率,是在選購(gòu)3D打印機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證應(yīng)用時(shí)需要重點(diǎn)考慮的屬性。
預(yù)生產(chǎn)應(yīng)用
隨著產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)入最終設(shè)計(jì)階段,注意力迅速轉(zhuǎn)向生產(chǎn)啟動(dòng)階段。這一階段往往涉及制造新產(chǎn)品必需的機(jī)床安裝、鉆模和固定裝置投入。在這個(gè)階段,供應(yīng)鏈隨著原材料和其他所需組件的采購(gòu)承諾而逐步擴(kuò)展。這些必要的投產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致上市時(shí)間延后。而3D打印可以從各方面降低投資風(fēng)險(xiǎn),縮短產(chǎn)品推出的時(shí)間周期。
預(yù)生產(chǎn)的3D打印應(yīng)用包括:快速的短期機(jī)床安裝、鉆模和固定裝置工作。實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品和最終使用零件的早期生產(chǎn)和裝配,生產(chǎn)出第一批功能型產(chǎn)品的樣品,供給測(cè)試和早期采用者。
這個(gè)階段,打印材料的功能特性是至關(guān)重要的。為了保證最終產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo),且制造模具不會(huì)需要昂貴和費(fèi)時(shí)的返工,準(zhǔn)確度和精密度也非常重要。
數(shù)字化制造
一些3D打印技術(shù)幾乎可以打印任何幾何形狀,不受傳統(tǒng)制造方法所固有的限制。因此,設(shè)計(jì)師可以獲得更多的設(shè)計(jì)自由,達(dá)到產(chǎn)品功能的新水平。通過(guò)取消時(shí)間和勞動(dòng)密集的生產(chǎn)步驟,同時(shí)減少傳統(tǒng)消減制造工藝導(dǎo)致的原材料浪費(fèi)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
3D打印的組件可能是最終使用零部件,也可能是推動(dòng)生產(chǎn)流程合理化的犧牲品。各行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè),無(wú)論是珠寶首飾、牙科、醫(yī)療器械、汽車或航空領(lǐng)域,都已采用3D打印來(lái)生產(chǎn)最終使用零件,或鑄造樣板和模具,以降低制造成本,實(shí)現(xiàn)更靈活的定制,提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能,縮短生產(chǎn)周期。
對(duì)于制造應(yīng)用而言,3D打印機(jī)的關(guān)鍵屬性是高準(zhǔn)確度和精密度,并且能按應(yīng)用需求提供相應(yīng)工程領(lǐng)域的專業(yè)打印材料。醫(yī)療和牙科應(yīng)用的打印材料可能需要滿足特殊的生物相容性要求。
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