6种降低工业3D打印成本的方法

所有这些都为原型制作时降低成本提供了巨大的潜力。其中两项技术选择性激光烧结和直接金属激光烧结-可以通过加速生产来降低成本;降低模具成本和在制品成本;更少的浪费;尽管重量较轻，但部件仍然坚固。SLS和DMLS对那些成千上万的3D打印最终用途部件的公司尤其重要。例子比比皆是:

• 洛克希德·马丁公司的目前在木星轨道上运行的朱诺号航天器携带了十几个3d打印的波导支撑支架。
• Activated Research Company使用DMLS为其Polyarc气相色谱催化微反应器开发了一种全新的设计，仅用了15个月就将其推向市场。
• 雷神公司使用3D打印技术制造火箭发动机、尾翼和制导导弹的控制系统组件，生产部件只需几个小时，而不是几天。
• 据报道，波音公司在2016年创造了有史以来最大的3d打印产品——波音777飞机上使用的一种固定装置，创造了世界纪录，缩短了数周的制造时间。
• Brunswick公司在其Sea Ray游艇上使用3D打印空调格栅，消除了对一次性工具的需求，加快了产品开发。

在这些情况下，结果包括更大的功能、更轻的重量、更低的制造成本，通常三者都有。以下是使这些优势成为可能的6个设计考虑因素:

1.优化设计

精心设计的3D打印部件遵循许多与注塑成型相同的规则。在相邻的表面之间使用渐变。消除截面和零件体积的较大差异。避免尖角，经常在成品工件上产生残余应力。注意，薄的无支撑的墙壁不要长得太高，否则可能会发生屈曲或翘曲。此外，浅角度的表面往往会留下难看的“台阶”，这使得它们不适合美容功能-尽可能将它们平整。

2.抛弃传统

最引人注目的3D打印部件设计利用3D的能力来创建“有机”形状，如蜂窝和复杂的矩阵。不要害怕使用这些形状，只要这样做可以创造一个更轻，更坚固的部分。你也不应该害怕在你的零件设计中放置很多洞。在传统制造中，在固体材料上钻孔会增加零件成本和浪费。但在增材领域却并非如此，更多的孔意味着更少的粉末和更短的加工时间。记住，3D打印的孔不需要是圆的。通常，椭圆、六边形或自由形状的孔形状更适合零件设计，也更容易打印。

3.考虑设计周期中的后续步骤

仅仅因为你可以打印有很多洞的零件，然而，并不意味着你应该这样做，特别是如果你的计划是在以后制造很多这样的零件。因为3D打印提供了巨大的设计灵活性，所以不考虑零件在原型制作后的制造方式，很容易把自己画进一个角落。根据我们在本设计技巧开始时的示例，越来越多的公司发现3D打印适合最终用途零件，但随着产量的增长，许多零件将从打印过渡到机加工，成型或铸造。这就是为什么在设计周期的早期执行可制造性分析设计非常重要，以确保在整个零件生命周期中具有成本效益的生产。

4.避免二次操作

通过SLS生产的塑料件在制造过程中不需要支撑结构，因此后处理通常仅限于喷丸、喷漆、扩孔、攻孔以及关键零件特征的加工。另一方面，DMLS通常需要大量类似脚手架的结构来支撑和控制金属工件的运动——没有它们，表面可能会卷曲和翘曲。对于悬垂的几何形状尤其如此，例如宽t型，需要在臂下建立支撑，并且必须通过机械加工或研磨，从而增加成本和交货时间。故事很相似，但没那么戏剧化SL，在这种情况下，固化树脂支架很容易用手动研磨机和一些砂纸去除。在可能的情况下，Protolabs将以这种方式定位零件，以减少这些悬垂和其他不友好的特征，但零件设计师可以通过首先减少它们的使用来帮助零件。

5.注意公差

设计师和工程师应该避免“过度公差”他们的零件-这样做可能会迫使他们使用更薄的层来构建(增加构建时间和成本)，并且在许多情况下需要二次加工操作来满足过于热心的打印尺寸。而且，由于3D打印为减少零件数量提供了很多机会，因此无论如何，都不需要在配合表面之间进行超精确配合，这只是该技术如何降低制造成本的又一个例子。

6.看看大局

3D打印的零件可能会花费更多的钱，但不要让它吓到你。有了增材制造，你就有可能减少零件数量，减轻重量，提高结构完整性，降低装配成本，内部通道用于冷却或布线，以及其他传统零件设计不可能实现的零件特征。此外，请记住，3D打印不需要固定装置、模具和其他类型的工具，从而消除了可能与单个零件价格不直接相关的成本。专注于零件的价格标签，而不是产品功能和“大局”，可能会让你设计出与昨天相同的零件，从而消除了降低整体制造成本的机会。

了解更多关于3D打印与我们的材料白皮书，“为3D打印选择合适的材料。”

如有任何问题，请随时联系我们，电话:+44(0)1952 683047或(电子邮件保护)。要开始您的下一个设计项目，只需在protolabs.co.uk上传3D CAD模型，即可在数小时内获得交互式报价。

资料来源:protoolabs, Concept Laser Corp.， EOS。公司。