1. 引言
2. 哪种3D打印机的技术更符合您的应用需求?
概念模型
验证模型
预生产应用
数字化制造
3. 3D打印机性能属性
打印速度
部件成本
最小细节分辨率
准确度
材料属性
色彩
4. 总结
1. 引言
3D打印的时代已经到来
3D打印已经不仅仅是原型设计。如今,从最初的概念设计到最终的产品生产,以及此过程涉及的所有环节——3D打印为创作的每个阶段带来变革性的便利。在今天这个竞争激烈的社会环境中,为创作的各个阶段选择适合的3D打印机比以往任何时候都更为重要。
几年前,只有少数的专业设计工程师使用个人3D打印技术,而且往往仅限于概念模型和一些原型的打印。3D打印一度被认为是新颖的奢侈品,然而事实证明3D打印技术能产生长期的战略价值——它可以提高从概念设计到产品制造的能力,并缩短产品上市时间。如今,3D打印技术使得越来越多的创作者能进行快速个人3D打印,享受其为创作过程带来的便捷。
许多龙头企业已经开始应用3D打印技术,在短时间内评估更多的概念,从而在产品研发早期做出更佳的决策。无论产品大小,随着设计过程的向前推进,每一阶段都会对技术方案进行迭代测试以指导决策,旨在改善性能、降低成本、提高质量,推出更成功的产品。在预生产阶段,3D打印技术能够更快地制造第一批样品,供给市场营销和早期采用者。在最终生产过程中,3D打印技术为越来越多的行业带来更高的生产力、经济的个性化定制、更优的质量和更快的效率。
2. 哪种3D打印机的技术更符合您的应用需求?
从众多品牌和型号中选择合适的3D打印机,乍一看似乎是一项艰巨的任务。数字数据转变成实物的打印技术,在各台打印机之间存在着巨大的差异。今天的3D打印机可以使用各种材料,这些材料在结构属性、特性定义、表面光洁度、耐环境性、视觉外观、准确性和精密度、使用寿命、热性能等方面各不相同。重要的是要先确定3D打印的主要应用,这才能引导选择合适的技术,为您的工作带来最有效的积极影响。本文将重点介绍一些常见的3D打印技术应用,并简单介绍选择一台3D打印机需要考虑的关键属性。
概念模型
早期设计决策往往会影响之后的每一个设计和工程活动,而概念模型将会有助于做出最佳的早期设计决策。选择正确的设计思路可以降低研发阶段调整所造成的昂贵成本,缩短整个开发周期,使产品能更快上市。无论是设计新款电动工具、办公配件,还是设计建筑、鞋子、玩具,3D打印都是评价设计理念的理想方式——便于输入所有干系人提出的功能需求,从而做出最优的选择。
在创作的早期阶段,如果能用合理的成本费用制作仿真模型而无需实现其功能,从而快速评估众多设计方案,那是最理想的。干系人可以更好地将设计意图可视化——通过视觉和触觉来共同感受不同的设计理念,实现更快、更有效的决策分析。
对于大多数概念建模应用来说,选购3D打印机时需要关注的性能属性是打印速度、零部件成本和打印输出的仿真程度。
验证模型
当产品设计初步成型时,设计师需要验证各个设计元素以确保新产品达到预期效果。个人3D打印使设计验证成为一个迭代过程——在整个设计过程中,设计师识别并解决每个设计挑战,促成新的发明或者快速识别设计修改的必要性。
类似的应用可能包括造型和调整、功能特性、装配验证等等。验证模型提供了实际动手操作的机会,这样的反馈可以迅速证明设计理论。对于验证应用而言,零部件应能提供真实再现的设计性能。材料特性、模型精度和最小细节分辨率,是在选购3D打印机进行验证应用时需要重点考虑的属性。
预生产应用
随着产品研发进入最终设计阶段,注意力迅速转向生产启动阶段。这一阶段往往涉及制造新产品必需的机床安装、钻模和固定装置投入。在这个阶段,供应链随着原材料和其他所需组件的采购承诺而逐步扩展。这些必要的投产准备时间可能会导致上市时间延后。而3D打印可以从各方面降低投资风险,缩短产品推出的时间周期。
预生产的3D打印应用包括:快速的短期机床安装、钻模和固定装置工作。实现最终产品和最终使用零件的早期生产和装配,生产出第一批功能型产品的样品,供给测试和早期采用者。
这个阶段,打印材料的功能特性是至关重要的。为了保证最终产品质量达标,且制造模具不会需要昂贵和费时的返工,准确度和精密度也非常重要。
数字化制造
一些3D打印技术几乎可以打印任何几何形状,不受传统制造方法所固有的限制。因此,设计师可以获得更多的设计自由,达到产品功能的新水平。通过取消时间和劳动密集的生产步骤,同时减少传统消减制造工艺导致的原材料浪费问题,实现制造成本的降低。
3D打印的组件可能是最终使用零部件,也可能是推动生产流程合理化的牺牲品。各行业的领先企业,无论是珠宝首饰、牙科、医疗器械、汽车或航空领域,都已采用3D打印来生产最终使用零件,或铸造样板和模具,以降低制造成本,实现更灵活的定制,提高产品质量和性能,缩短生产周期。
对于制造应用而言,3D打印机的关键属性是高准确度和精密度,并且能按应用需求提供相应工程领域的专业打印材料。医疗和牙科应用的打印材料可能需要满足特殊的生物相容性要求。
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