3D打印加快了設(shè)計周期

模型制作長期以來一直是設(shè)計過程的一個要素。但傳統(tǒng)模型制作技術(shù)的時間和費用一直限制其使用。最近，引入了新的快速原型技術(shù)，擴展了模型的使用。現(xiàn)在，一種稱為“3D打印”的快速原型制作方法進一步擴展了模型制作作為設(shè)計過程不可或缺的組成部分，通過以更低的成本更快地生成模型。傳統(tǒng)的模型制作技術(shù)。傳統(tǒng)的，低端的生成模型的方法涉及由熟練的模型制造者解釋2D繪圖。這些方法包括：

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雖然這些方法的成本可能高達生產(chǎn)3D打印部件的兩倍，但是它們具有不需要3D CAD文件的優(yōu)勢，因為模型制造商可以簡單地解釋在餐巾紙上潦草繪制的草圖。然而，最終，這個屬性變成了一個缺點，因為設(shè)計隨后會受到解釋和模型制造者的潛在錯誤 - 物理模型不一定代表CAD數(shù)據(jù)，因此可能無法代表將要生產(chǎn)的實際設(shè)計。

高端快速原型設(shè)計?？焖僭椭谱?RP)指的是任何添加方法 - 其中構(gòu)建零件，而不是直接從CAD文件制造零件。這有利于形成一個固有的CAD設(shè)計部件。高端RP已經(jīng)使用了十多年，并且已經(jīng)被許多公司用于設(shè)計周期的后期階段。但是，該設(shè)備的成本為100,000至800,000美元。此外，還需要廣泛的培訓(xùn)和專業(yè)知識，這些過程是勞動密集型的，材料和持續(xù)維護都很昂貴。

3D打印。3D打印是一種較便宜的RP方法，通常更快。3D打印的本質(zhì)在于它使設(shè)計師能夠更好地訪問模型，從而可以自由地制作更多模型。這種可訪問性來自其高速，低成本和易用性。

速度是設(shè)計周期早期階段最重要的標準，因為設(shè)計過程不能停止等待。需要超過幾個小時才能生產(chǎn)的模型在完成之前就已經(jīng)過時了。3D打印所產(chǎn)生的每個型號的總成本足夠低 - 手持部件只需幾美元 - 設(shè)計師不會禁止在給定項目上制作三十個迭代設(shè)計模型。

這些模型與紙質(zhì)打印輸出一樣，可以在辦公室內(nèi)打印，因此工程師不依賴第三方來制作零件。

何時使用3D打印。從3D CAD文件完成的第一刻起就可以使用3D打印。由于設(shè)計的每次迭代都可以產(chǎn)生新的3D打印模型，因此設(shè)計打樣變得更加簡單和方便。作為一種交流手段，3D打印模型可以為設(shè)計師，工程師，營銷人員，客戶，經(jīng)理或制造人員提供共同的交流媒介。模型對于外觀審查以及形狀和適合度的評估也很有價值。

該方法對于可視化具有復(fù)雜幾何形狀的零件非常有用。人體工程學(xué)測試提升到更高的標準;人體工程學(xué)在計算機屏幕上會令人難以置信地誤導(dǎo)，并立即通過3D模型進行驗證。這些物理模型可以測試形狀，裝配，甚至空氣流動。最后，模型可用于早期功能原型或二次加工，如鑄造和成型。結(jié)果是改善了溝通，減少了錯誤并改進了設(shè)計。

何時不使用3D打印。3D打印不會緊密復(fù)制最終產(chǎn)品的最終材料屬性。如果您的最終產(chǎn)品是金屬或需要卡扣，最好采用其他形式的RP或CNC。

選擇3D打印技術(shù)。許多公司提供3D打印服務(wù)，包括3D Systems(Valencia，CA)，Stratasys(Eden Prairie，MN)和Z Corporation(Burlington，MA)，因此您的首選是使用服務(wù)機構(gòu)還是購買自己的設(shè)備。

使用服務(wù)機構(gòu)時，周轉(zhuǎn)時間將更多地取決于當(dāng)前的機器容量而不是每種技術(shù)的固有速度。購買設(shè)備時，使用不同的技術(shù)運行您自己的產(chǎn)品設(shè)計的代表性文件的定時基準是有幫助的。

評估易用性的最佳方法是與該技術(shù)的用戶交談，并請求供應(yīng)商提供參考。如果您正在調(diào)查的流程需要支持結(jié)構(gòu)，請確保在做出購買決策之前測試刪除支持結(jié)構(gòu)的過程。

在評估零件質(zhì)量時，請考慮以下屬性：零件強度，精度，分辨率和表面光潔度。確保您擁有自己的各種技術(shù)設(shè)計原型，因為不同的技術(shù)具有不同的能力來復(fù)制復(fù)雜的幾何特征，薄壁或大或小比例的部分。如果您計劃在會議中處理部件或通過郵件發(fā)送它們，那么一些粗略的處理或跌落測試可能是個好主意。此外，不僅要考慮從3D打印機中移除零件的質(zhì)量，還要考慮進一步完成零件以提高零件質(zhì)量的能力。例如，能夠模擬注塑成型塑料部件以獲得關(guān)于重要貿(mào)易展覽中新產(chǎn)品引入的反饋可能是有用的。

二次加工是指使用3D打印模型隨后用作熔模鑄造，砂型鑄造，RTV模塑和類似工藝的圖案。雖然明顯超出了快速草案建模概念的范圍，但某些技術(shù)非常適合這些應(yīng)用。

3D

打印

的成本使用初始投資，利用率預(yù)測，材料和人工，可以輕松計算每個模型的總成本。這些假設(shè)可能會有所不同，具體取決于零件復(fù)雜性，所需零件質(zhì)量等因素，以及所使用的CNC材料(如Ren，黃色泡沫，ABS)。

轉(zhuǎn)換為STL文件

。為了利用RP，必須將設(shè)計從3D CAD系統(tǒng)導(dǎo)出為STL文件格式。STL是所有快速原型設(shè)備的事實上的標準文件格式，并通過用大量小三角形覆蓋實體模型的近似表面。保持文件大小的一個好方法是將文件保存為二進制STL，并使用所需的最小三角形數(shù)來獲得可接受的精度。

為您的組織帶來3D打印。當(dāng)您的下一個設(shè)計項目的CAD文件完成后，導(dǎo)出STL文件并通過3D打印機，服務(wù)局或3D打印機供應(yīng)商將其通過電子郵件發(fā)送給同事。然后將3D打印的零件帶到您的設(shè)計審查會議中，并查看它與紙張或CAD計劃相比如何更改流程。請記住，3D打印最顯著的優(yōu)點是速度快，成本低，使用第三方供應(yīng)商時會丟失這些功能。服務(wù)機構(gòu)的報價因使用的特定3D打印設(shè)備，零件復(fù)雜性和任何裝修要求而異。

對設(shè)計周期的影響。3D打印為設(shè)計周期帶來了各種變化。設(shè)計師自己可以進行設(shè)計驗證和錯誤檢測，但也可以增強他們與他人的溝通。

總的來說，可以有更多的設(shè)計迭代，更多的替代設(shè)計可能性的實驗，以及更少的早期修復(fù)概念的推動。設(shè)計師對替代概念的爭論可以更容易解決，因為模型將提供答案。

通過對每個提議的設(shè)計變更提供幾乎即時的反饋，3D打印允許設(shè)計人員以更快的速度進行更多的設(shè)計迭代。通過改善工程組之間的溝通以及營銷部門和潛在客戶的反饋，3D打印可以帶來更好的產(chǎn)品設(shè)計。它比獲得物理模型的任何其他方法便宜，最終可以導(dǎo)致早期檢測到制造設(shè)計中潛在的昂貴缺陷。