3D打印增材制造設(shè)計有哪些要素？

3D打印技術(shù)可以通過降低模具成本，減少材料，減少裝配和縮短開發(fā)周期來降低制造成本并提高生產(chǎn)效率。那么，是否有可能將原始設(shè)計思想和控制方法直接用于制造成本的3D打印增材制造方法，以發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢？面對3D打印技術(shù)，企業(yè)是緊盯3D打印對制造成本的影響，還是從整體來看？

?，F(xiàn)總結(jié)了增材制造的六個設(shè)計元素，并分析了如何降低3D打印帶來的額外制造成本，更好地利用3D打印的優(yōu)勢降低制造成本和提高整體效率。

1.優(yōu)化設(shè)計

精心設(shè)計的3D打印部件遵循的許多原則類似于注塑成型，例如：使用相鄰表面之間的逐漸過渡;避免橫截面積和零件體積之間的巨大差異;避免在成品零件上出現(xiàn)殘余應力的尖角;無支撐的薄壁結(jié)構(gòu)不應太高，否則會發(fā)生翹曲。

2.放棄傳統(tǒng)

典型的3D打印部件通常具有仿生設(shè)計，例如蜂窩結(jié)構(gòu)或復雜的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時不要害怕使用這種結(jié)構(gòu)，只要它們創(chuàng)建一個更輕的、組件。

沒有必要避免在設(shè)計中使用孔狀結(jié)構(gòu)，因為通過傳統(tǒng)制造裝置在不可見部分中鉆孔部件增加了材料的浪費，導致成本增加。

但是，應該注意的是，在制造添加劑材料時，尤其是在選擇圓孔時選擇激光熔融金屬3D技術(shù)時，有必要考慮是否添加孔的支撐結(jié)構(gòu)和變形。下表面。在某些情況下，請考慮使用眼淚。水滴形或六角形孔狀結(jié)構(gòu)代替圓形孔是更好的設(shè)計。

3.批量生產(chǎn)零件時的制造方法的綜合考慮

3D打印技術(shù)可實現(xiàn)免費建模，并為零件設(shè)計創(chuàng)新帶來大量空間。例如，3D打印技術(shù)可以生產(chǎn)具有許多孔的零件，但這并不意味著零件必須以這種方式設(shè)計。

這是因為許多公司意識到3D打印技術(shù)可以用于零件的小批量生產(chǎn)，但是一旦公司所需的輸出增加，仍然需要考慮轉(zhuǎn)換到傳統(tǒng)的工藝，例如加工、鑄件。在這種情況下，設(shè)計在設(shè)計的早期階段，該部門需要考慮未來批量生產(chǎn)中使用的制造工藝，以實現(xiàn)相同的設(shè)計，從而在設(shè)計上進行權(quán)衡。

在設(shè)計周期的早期進行可制造性（DFM）分析非常重要，以確保公司在整個零件生命周期內(nèi)實現(xiàn)經(jīng)濟高效的生產(chǎn)。

4.打印后減少二次操作

在一些3D打印過程中，需要將支撐結(jié)構(gòu)添加到印刷部件以防止部件卷曲和翹曲。例如，當用選擇性激光熔化裝置加工金屬部件時，通常需要增加對懸伸結(jié)構(gòu)的支撐;樹脂3D打印還有一些情況需要添加支撐結(jié)構(gòu)。在印刷完成后，需要通過機械加工等去除在印刷中形成的金屬支撐結(jié)構(gòu)，并且需要通過手持式砂光機等去除塑料支撐結(jié)構(gòu)。但無論何種支持，都會增加成本并延遲制造周期。因此，設(shè)計應考慮通過更改設(shè)計、來改變器件的設(shè)計，以避免為器件添加支撐結(jié)構(gòu)。

5.遵守公差

為了滿足金屬零件的公差要求，有必要采用加工等二次加工，但過度追求公差要求會影響3D打印零件的設(shè)計和制造，例如過度追求精度。打印層數(shù)，導致打印時間和打印成本增加。

通過適當?shù)脑O(shè)計策略，有時可以減少后印刷工藝的使用，例如懸垂結(jié)構(gòu)（下層），如果您想要生成詳細的特征，這些結(jié)構(gòu)通常比垂直和向上表面的表面處理更少。在最佳精度下，最好在設(shè)計時將這些特征定位在零件的頂面上。

6.顧全大局

雖然3D打印的材料成本、設(shè)備成本高于成熟的傳統(tǒng)制造工藝，但不應該氣餒。在設(shè)計3D打印部件時，我們應該密切關(guān)注3D打印技術(shù)在實現(xiàn)復雜輕量

結(jié)構(gòu)和功能集成部件方面的優(yōu)勢，并激發(fā)3D打印在部件設(shè)計優(yōu)化中的作用。

也就是說，面對3D打印技術(shù)，如果你只關(guān)注這項技術(shù)對制造成本的影響，而忽略了技術(shù)重塑產(chǎn)品設(shè)計和功能的潛力，并重塑供應鏈，公司將錯過3D打印帶來的更全面的好處。