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- 發(fā)表時(shí)間：2019-11-11 11:29:53
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3D打印技術(shù)于20世紀(jì)80年代首次面世時(shí)，很少有人能夠預(yù)想到3D打印具有在全球范圍掀起商業(yè)變革的潛力。這一技術(shù)快速發(fā)展至今，包括航空航天、汽車、醫(yī)療、模具甚至化妝品在內(nèi)的諸多行業(yè)都因零部件生產(chǎn)進(jìn)度更快、成本更低而受益良多。但是，這些優(yōu)點(diǎn)并未被大多數(shù)人所熟知，始終蒙著一層神秘的面紗。
預(yù)計(jì)到2025年，該行業(yè)在亞太地區(qū)的商業(yè)價(jià)值將突破55億美元。在亞太地區(qū)許多大型公司都組建了成熟的研發(fā)隊(duì)伍，然而對(duì)增材制造技術(shù)的吸納卻仍處于起步階段。
這很可能是由于企業(yè)對(duì)增材制造行業(yè)存在誤解。在過去的文章中，我們?cè)鴮?duì)3D打印指出了十大理解誤區(qū)，本期，繼續(xù)進(jìn)行深入分析。
▌誤解1：增材制造適合所有企業(yè)
十年前，當(dāng)3D打印剛剛流行起來時(shí)，該技術(shù)所提供的無限可能性毫無意外地讓許多人感到震撼。3D打印機(jī)將成為家居用品，登上新聞?lì)^條，并且無所不能。
Gartner公司將此稱為“技術(shù)成熟度曲線”(Hype Cycle) 的起點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生技術(shù)突破時(shí)，最初的期望就會(huì)飆升。不幸的是，隨著時(shí)間的流逝，隨之而來的是大眾對(duì)技術(shù)期待同樣迅速的幻滅，尤其是當(dāng)現(xiàn)實(shí)與前期過高的期望不符時(shí)。危險(xiǎn)之處在于人們對(duì)3D打印機(jī)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?cè)诩抑行枰囊磺形锲贰?/p>
3D打印技術(shù)成熟度曲線
現(xiàn)實(shí)情況是，3D打印技術(shù)如今在專業(yè)工業(yè)應(yīng)用中得到了蓬勃發(fā)展。該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了制造工藝的變革，可生產(chǎn)輕量化、定制化的單個(gè)零部件。但是，企業(yè)仍需對(duì)是否應(yīng)實(shí)施該技術(shù)加以評(píng)定。首先，應(yīng)就如何使用進(jìn)行深入調(diào)查，應(yīng)該控制大家對(duì)該技術(shù)的期望值。需要考慮到諸多要素，例如成本、設(shè)計(jì)、交付周期和3D打印技術(shù)對(duì)制造工藝的影響等。對(duì)于采用傳統(tǒng)工藝制造的部件和3D打印部件，應(yīng)該解決組裝方面的兼容性問題。
▌誤解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(shù)最早的應(yīng)用之一，如今仍廣泛使用。這一應(yīng)用在研發(fā)領(lǐng)域中尤為實(shí)用，研發(fā)過程中可以對(duì)與成品具有相同材料屬性的原型執(zhí)行測試。該技術(shù)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。
采用3D打印制作原型比CNC具有優(yōu)勢，但它并非只能用來做原型
但3D打印技術(shù)只能用于快速原型制作則是一個(gè)常見誤解。實(shí)際上，早些年間，由于計(jì)算機(jī)和激光器的性能有限，阻礙了該技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。
如今，顛覆以往設(shè)計(jì)和制造方式的愿望正在不斷激發(fā)出更多的解決方案。3D打印技術(shù)在制造過程中提供了出色的靈活性，以更少的材料實(shí)現(xiàn)了高度定制化的結(jié)構(gòu)，有效避免了產(chǎn)品體積龐大的問題。
▌誤解3：增材制造十分昂貴
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(guān)注長期成本。
盡管3D打印在過去十年中取得了許多進(jìn)步，但就某些行業(yè)而言，相比于傳統(tǒng)制造方法，該技術(shù)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(chǎn)率的提高，單位成本必然會(huì)降低。
3D打印對(duì)成本的降低是綜合性的（點(diǎn)擊閱讀）
但是，還有更重要的方面不能忽視，例如尋求對(duì)制造業(yè)的顛覆性變革。傳統(tǒng)方法通常依賴于制模，就價(jià)格和時(shí)間而言，其成本可能很高。對(duì)于較小的生產(chǎn)數(shù)量而言該情況尤其突出，這使得“單件生產(chǎn)”幾乎成為無法滿足的需求。3D打印技術(shù)通過消除對(duì)模具的需求扭轉(zhuǎn)了這一局面，從而為小批量制造定制化產(chǎn)品創(chuàng)了廣泛的可能性。曾被認(rèn)為成本過高的解決方案現(xiàn)在值得再次研究。
此前，3D打印技術(shù)參考曾介紹過Premium AEROTEC、EOS 與戴姆勒共同合作的項(xiàng)目NextGenAM，他們使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)用于汽車和航空航天行業(yè)的鋁制部件，成功降低了制造成本。制造流程大大縮短，生產(chǎn)線也可以方便地復(fù)制以擴(kuò)大車間產(chǎn)能。
▌誤解4：增材制造沒有設(shè)計(jì)限制 -“可以無限復(fù)雜”
事實(shí)是，3D打印所能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)“并非可以無限復(fù)雜”，它所制造的零部件仍會(huì)遇到設(shè)計(jì)限制。使用3D打印技術(shù)的設(shè)計(jì)師需要接受培訓(xùn)以充分了解技術(shù)的可行性和局限性，并學(xué)習(xí)如何成功設(shè)計(jì)、優(yōu)化、構(gòu)建和應(yīng)用3D打印技術(shù)。
有5條3D打印設(shè)計(jì)規(guī)則需要遵循，包括需要注意壁厚和間隙尺寸。采用3D打印工藝制造的零部件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能降低長寬比和表面分辨率，以確保生產(chǎn)周期穩(wěn)定。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免非必要的復(fù)雜化，并且應(yīng)始終牢記5 條設(shè)計(jì)規(guī)則。
3D打印的零件設(shè)計(jì)仍需要遵循規(guī)則（點(diǎn)擊閱讀）
總之，與目前傳統(tǒng)制造技術(shù)所面臨的限制相比，3D打印仍可對(duì)設(shè)計(jì)提供極高的自由度，可以實(shí)現(xiàn)諸多過去無法制造的應(yīng)用。這形成了設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)型思維方式，即先將解決問題作為第一要?jiǎng)?wù)，然后再考慮基本的制造限制。
▌誤解5：增材制造僅適用于無需組裝的小型部件
人們對(duì)3D打印存在的這一普遍誤解是上述各項(xiàng)誤解所共同造成的結(jié)果。如果人們認(rèn)為該技術(shù)既昂貴又僅適用于原型制造，那么他們誤以為3D打印僅適用于小型部件就不難理解了。
當(dāng)然，事實(shí)是現(xiàn)在已經(jīng)有用于大型零部件的3D打印設(shè)備，高質(zhì)量的塑料件成型尺寸近一米，金屬3D打印的成型尺寸最大也可以超過500mm。
關(guān)于是否需要組裝這一問題，應(yīng)該探討的問題是“組裝是否有必要，而非能不能組裝”。3D打印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。
結(jié)論
未來，3D打印并不會(huì)取代所有傳統(tǒng)制造技術(shù)，它的作用是拓展了制造的可能性，讓制造商能夠創(chuàng)造出曾經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品。
由于這是一項(xiàng)新技術(shù)，因此剛剛涉足增材制造領(lǐng)域的公司應(yīng)與值得信賴的增材制造合作伙伴攜手，為踏上全新征程做足準(zhǔn)備。
