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由于更多的制造商被3D打印的理念所鼓舞，他們意識(shí)到這一過程的局限性，因?yàn)?D打印在其材料、成品、耐久性、成本和速度方面仍然需要改進(jìn)，才能用于批量生產(chǎn)。
制造過程的早期步驟之一是創(chuàng)建原型。最初的原型可能只是一個(gè)公司計(jì)劃制造的產(chǎn)品的手工模型。然后，制備預(yù)生產(chǎn)原型(PPP)。預(yù)生產(chǎn)原型是針對(duì)具有高概率進(jìn)入生產(chǎn)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
預(yù)生產(chǎn)原型產(chǎn)品使用近生產(chǎn)部件制造方法構(gòu)建;并且PPP要求通過實(shí)質(zhì)性的先決條件進(jìn)行測(cè)試。這涉及減少產(chǎn)品部件數(shù)量，增強(qiáng)所有重要的產(chǎn)品組件，并最小化組裝勞動(dòng)。
PPP通過使用砂型鑄造，基于立體光刻的熔模鑄造或甚至激光燒結(jié)組件制成。在成功修改產(chǎn)品之后，可以通過投入硬模具來進(jìn)一步節(jié)省成本。
預(yù)生產(chǎn)原型使公司能夠測(cè)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能，并使得可以測(cè)試各種材料的性能。由于材料、工藝和設(shè)計(jì)可靠性的差異，原型可能無法充分執(zhí)行，而生產(chǎn)設(shè)計(jì)可能是一致的。一些原型可以充分地執(zhí)行，而生產(chǎn)設(shè)計(jì)可能是不完美的，因?yàn)樵筒牧虾凸に囉袝r(shí)可能勝過它們的對(duì)應(yīng)生產(chǎn)物。
這就是增材制造在原型制造工程設(shè)計(jì)師和制造商之間取得了很大的突出，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)快速和準(zhǔn)確的方式來了解產(chǎn)品的潛力。與傳統(tǒng)原型相比，實(shí)現(xiàn)3D原型與概念化設(shè)計(jì)具有更高的可靠性。
3D原型提供了公司的概念證明，尋找更真實(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而不是簡(jiǎn)單地在屏幕上的可視化設(shè)計(jì)。使用物理模型進(jìn)行審核，可以及時(shí)整合更改。使用3D原型，可以消除開發(fā)不同模具、圖案和工具所需的成本和時(shí)間。3D原型提供了在批量生產(chǎn)之前識(shí)別設(shè)計(jì)中的缺陷的能力。可用于非常類似于實(shí)際產(chǎn)品的性能和強(qiáng)度的快速成型材料，使得可以很容易地進(jìn)行物理測(cè)試。
3D原型通過消除傳統(tǒng)原型制造的限制來提供新的產(chǎn)品改進(jìn)機(jī)會(huì)，其中需要嚴(yán)格的公差。工程師可以生成包含復(fù)雜形狀和表面的模型，可以快速獲得精確的模型，用于測(cè)試形式、特性、性能和可用性。節(jié)省時(shí)間可以幫助公司快速將新產(chǎn)品推進(jìn)市場(chǎng)而獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
金屬件的3D原型幾乎不可能用傳統(tǒng)技術(shù)制造
3D原型降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本，因?yàn)椴恍枰獮槊總€(gè)新產(chǎn)品開發(fā)專用工具。3D原型使用相同的CAD設(shè)計(jì)和3D打印機(jī)，所以3D過程需要更少的工作人員。廢棄物也較低，因?yàn)樵图夹g(shù)只在需要時(shí)添加建模材料。傳統(tǒng)的原型技術(shù)通過切割材料產(chǎn)生成品模型，在這一過程中產(chǎn)生了大量的浪費(fèi)。
3D打印最初被開發(fā)為快速原型制造的方法，但已經(jīng)發(fā)展成為真正的制造過程。3D打印為工程師和公司提供原型和制造最終用戶產(chǎn)品的能力，同時(shí)提供優(yōu)于傳統(tǒng)制造工藝的顯著優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)點(diǎn)包括大規(guī)模定制、增加設(shè)計(jì)自由度、減少組裝時(shí)間，并且可以用作成本有效的小批量生產(chǎn)工藝。
有四種類型的標(biāo)準(zhǔn)制造工藝：注射成型、機(jī)械加工、成型和接合，每種制造工藝具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
注塑是一種制造方法，其包括軟化塑料材料，然后將其注入模具中。一旦在模具中，材料冷卻和固化，另一種機(jī)構(gòu)將模具從模具中彈出。在CNC加工中，一件材料被夾緊到機(jī)器中，并且數(shù)控控制工具移除材料直到零件完成。幾乎任何材料都可以加工成零件，無論是通過鉆孔、銑削或車削。該程序的材料選擇非常廣泛。
第三種方法是成型，例如熱成型、真空成型和壓力成型。在每種方法中，使用空氣壓力和陽插頭將塑料片加熱并覆蓋在模具上，以將該片形成為形狀。最后，塑料的接合是指半成品部件的接合，包括緊固、粘合和焊接。緊固是指使用閂鎖、鉸鏈和卡扣配合，以及螺栓和螺釘。粘合劑粘合是指施加粘合劑以連接部件。焊接是指通過施加熱和壓力來接合兩個(gè)部件。
像生物打印、食品打印和小批量制造等3D制造的思維潛能有一天可以挽救生命，為饑餓人群提供食物，并以世界從未見過的方式改變制造業(yè)。
3D打印的比薩餅
3D打印不是沒有一些障礙。今天的打印機(jī)還沒有達(dá)到處理圍繞多種多材料表面類型所需的復(fù)雜程度。這將仍然是使用3D打印的主要障礙之一。3D打印有利于在形狀級(jí)別重現(xiàn)幾何和有機(jī)復(fù)雜性;但是當(dāng)它必須處理運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，過程仍需分解。
對(duì)于傳統(tǒng)制造，公司必須在生產(chǎn)單一最終用戶產(chǎn)品之前創(chuàng)建工具或模具。如果生產(chǎn)模具的成本為40,000美元，每個(gè)部分的成本為0.45美元，那么第一部分將花費(fèi)40,000.45美元。如果一家公司生產(chǎn)數(shù)百萬件的零件，模具成本可以接受。但如果公司只需要500，模具的成本是令人望而卻步的。使用3D打印，沒有任何類型的設(shè)置成本。對(duì)于小于1,000件的生產(chǎn)運(yùn)行，3D打印是一種經(jīng)濟(jì)高效的方法。
有些類型的3D打印機(jī)使用不同的技術(shù)，諸如立體光刻(SLA)、數(shù)字光處理(DLP)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)，電子束熔化EBM)。
所有3D打印機(jī)主要是添加劑打印機(jī)。這意味著它們通過在材料的水平面之后精確地沉積水平面而產(chǎn)生物體。3D打印使空心物體具有復(fù)雜的內(nèi)部復(fù)雜性。
3D打印的第一步是工程師使用CAD軟件創(chuàng)建3D文件。然后選擇將最好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品所需的特定性質(zhì)的材料。用于3D打印的材料種類包括塑料、陶瓷、樹脂、金屬、沙子、紡織品、生物材料、玻璃和食品。當(dāng)物體打印完成時(shí)，它通常不能直接使用，直到它被砂磨、涂漆或涂漆以完成它。
由于更多的制造商被3D打印的理念所鼓舞，他們意識(shí)到這一過程的局限性，因?yàn)?D打印在其材料、成品、耐久性、成本和速度方面仍然需要改進(jìn)，才能用于批量生產(chǎn)。3D打印是一個(gè)激烈的創(chuàng)新領(lǐng)域，因?yàn)樗鼘⑹侵圃煨袠I(yè)的重要組成部分。
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