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3D打印機(jī)通過降低模具成本、減少材料、減少組裝、縮短研發(fā)周期等特點(diǎn)。在工廠化生產(chǎn)過程中，可以降低企業(yè)的制造成本，提高生產(chǎn)效率。那么，這種3D打印制造的加工方式是否還可以節(jié)約成本呢？
本文結(jié)合3D打印機(jī)生產(chǎn)的四大設(shè)計(jì)要素，分析如何降低3D打印帶來的額外制造成本，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)在降低制造成本、提高綜合效益方面的優(yōu)勢(shì)。
1、設(shè)計(jì)優(yōu)化
精密3D打印件遵循很多類似于注塑成型的原理，比如：相鄰面之間的漸變；避免零件截面積和體積相差較大的情況；避免成品零件上殘留應(yīng)力的尖角；無支撐的薄壁結(jié)構(gòu)不宜過高，否則會(huì)發(fā)生翹曲。
2、拋棄傳統(tǒng)
常見的3D打印組件都是仿生的，比如蜂巢結(jié)構(gòu)或者復(fù)雜的點(diǎn)陣列。在設(shè)計(jì)上，不要害怕使用這種結(jié)構(gòu)，只要他們能做出更輕更強(qiáng)的零件，不需要在設(shè)計(jì)上糾結(jié)使用孔結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)的制造方法在零件上鉆隱形的孔會(huì)增加材料的浪費(fèi)，從而增加成本。
但在增材制造中，尤其是在3D打印中使用激光熔化金屬加工圓孔時(shí)，需要綜合考慮是否增加帶孔支撐結(jié)構(gòu)以及下表面可能發(fā)生的變形，用淚珠形或六邊形孔形結(jié)構(gòu)代替圓孔是一種較好的設(shè)計(jì)方法。
3、考慮了如何在大規(guī)模生產(chǎn)中制造零件
3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自由建模，為零件設(shè)計(jì)創(chuàng)新帶來了很大的空間。比如3D打印技術(shù)可以生產(chǎn)很多孔的零件，但這并不意味著零件一定要這樣設(shè)計(jì)。
原因是很多企業(yè)意識(shí)到工業(yè)3D打印機(jī)可以適應(yīng)零件的小批量生產(chǎn)。但當(dāng)企業(yè)所需產(chǎn)品數(shù)量大幅增加時(shí)，仍需考慮將傳統(tǒng)工藝轉(zhuǎn)換為機(jī)加工、鑄件等。這種情況下，設(shè)計(jì)師需要綜合考慮未來將零件投入量產(chǎn)時(shí)采用的制造工藝是否也能在設(shè)計(jì)前期成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，從而在設(shè)計(jì)中進(jìn)行權(quán)衡。
可制造性分析在設(shè)計(jì)周期的早期階段非常重要，它可以保證企業(yè)在零件的整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的生產(chǎn)。
4、著眼于全局
雖然3D打印的材料成本比成熟的傳統(tǒng)制造工藝要高，但是3D打印技術(shù)也不能落后。更應(yīng)該重視3D打印技術(shù)在實(shí)現(xiàn)零件輕量化結(jié)構(gòu)、功能集成方面的優(yōu)勢(shì)，讓3D打印技術(shù)在零件優(yōu)化設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用。
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