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關于3D打印的五個錯誤見解

作者:3D打印服務商  來源:互聯網  更新時間:2019-10-29 16:24:11  點擊次數:

1、增材制造適合所有的企業


十年前,當 3D 打印剛剛流行起來時,該技術所提供的“無限可能性”讓許多人感到震撼。3D 打印機將成為家居用品,登上新聞頭條,并且無所不能打印。


Gartner公司將此稱為“技術成熟度曲線”(Hype Cycle) 的起點。當發生技術突破時,最初的期望就會飆升。不幸的是,隨著時間的流逝,隨之而來的是大眾對技術期待同樣迅速的幻滅,尤其是當現實與前期過高的期望不符時。危險之處在于人們對 3D 打印機的過分夸大描繪信以為真,誤以為只需按一下按鈕就可以打印出我們在家中需要的一切物品。


現實情況是,該技術如今在專業工業應用中得到了蓬勃發展。該技術已經實現了制造工藝的變革,可生產輕量化、定制化的單個零部件。但企業仍需對是否應實施 AM 技術加以評定。首先,應就如何使用 AM 技術為組織機構進行充分講解。應該控制大家對該技術的期望值。需要考慮到諸多要素,例如成本、設計、交付周期和 AM 技術對制造工藝的影響等。對于采用傳統工藝制造的部件和 AM 部件,應該解決組裝方面的兼容性問題。


2、增材制造僅適用于原型制作


快速原型制作是3D打印技術最早的應用之一,如今仍廣泛使用。這一應用在研發領域中尤為實用,研發過程中可以對與成品具有相同材料屬性的原型執行測試。該技術作為一種無工具化工藝,可使更改變得尤為方便快捷,并能夠以最低的額外成本完成。


但 AM 技術只能用于快速原型制作則是一個常見誤解。實際上,早些年間,由于計算機和激光器的性能有限,阻礙了 AM 技術發揮其應有的價值。


如今,顛覆以往設計和制造方式的愿望正在不斷激發出更多的解決方案。例如,我們與密歇根大學合作研發了增材制造氣管夾板,用于幫助一群幼兒治療氣管支氣管軟化癥,又稱為呼吸道塌陷的呼吸道疾病。AM 技術在制造過程中提供了出色的靈活性,以更少的材料實現了高度定制化的結構,有效避免了產品體積龐大的問題。


創新型氣管夾板,依靠 EOS 技術采用聚己內酯 (PCL) 材料制造而成。圖中左邊所示為放在氣管模型上的氣管夾板


3、增材制造成本昂貴


考量制造成本的方法有兩種。一種是著眼于短期的單位成本,另一種是著眼于大局并關注長期成本。


雖然AM 技術在過去十年中取得了很大進步,但就某些行業而言,相比于傳統制造方法,AM 的確在零部件單位成本上仍有一定差距。盡管如此,隨著生產率的提高,我們有信心使單位成本得以降低。


但是,我們來看看更重要的方面。正如我之前提到的,我們正在尋求對制造業的顛覆性變革。傳統方法通常依賴于制模,就價格和時間而言,其成本可能很高。對于較小的生產數量而言該情況尤其突出,這使得“單件生產”幾乎成為無法滿足的需求。AM 技術通過消除對模具的需求扭轉了這一局面,從而為小批量制造定制化產品創了廣泛的可能性。曾被認為成本過高的解決方案現在值得再次研究。


以 Premium AEROTEC、EOS 與戴姆勒共同合作的項目 NextGenAM 為例。該工藝使用增材制造技術生產用于汽車和航空航天行業的鋁制部件,成功降低了制造成本。制造流程是完全可擴縮的,生產線可以方便地復制以擴大車間產能。


4、3D打印沒有設計限制,可以無限制復雜。


事實是,AM 技術所能實現的設計“并非可以無限復雜”。AM 技術制造的零部件仍會遇到設計限制。使用 AM 技術的設計師需要接受培訓以充分了解技術的可行性和局限性,并學習如何成功設計、優化、構建和應用 AM 技術。


有 5 條 AM 設計規則需要遵循,包括需要注意壁厚和間隙尺寸。采用 AM 工藝制造的零部件在設計時應盡可能降低長寬比和表面分辨率,以確保生產周期穩定。因此,設計時應盡量避免非必要的復雜化,并且應始終牢記 5 條設計規則。


總之,與目前傳統制造技術所面臨的限制相比,AM 技術仍可對設計提供極高的自由度,可以實現諸多過去無法制造的應用。這形成了設計驅動型思維方式,即先將解決問題作為第一要務,然后再考慮基本的制造限制。


5、3D打印僅適合制造無需組織的小型部件


人們對 AM 技術存在的這一普遍誤解是上述各項誤解所共同造成的結果。如果人們認為 AM 技術既昂貴又僅適用于原型制造,那么他們誤以為 AM 技術僅適用于小型部件就不難理解了。


當然,事實是現在有用于大型零部件的 3D打印 設備。打印房屋當前都可以實現。(圖片來源網絡,美國3D打印 24小時造出232平的房子


關于是否需要組裝這一問題,應該探討的問題是“組裝是否有必要,而非能不能組裝”。是的,AM 技術可以制造不需要組裝的零部件,這樣做的目的通常是為了使零部件更輕便或降低組裝成本。


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