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武漢易成三維是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的3D打印綜合方案供應(yīng)商，始終專(zhuān)注于制造、教育、科研、軍工等領(lǐng)域，迄今為止已為約600所著名高校、科研院所、約10000個(gè)企業(yè)機(jī)構(gòu)提供專(zhuān)業(yè)的3D打印設(shè)備、服務(wù)及平臺(tái)化數(shù)字智造應(yīng)用方案。

增材制造或工業(yè)3D打印正在從其原始的原型設(shè)計(jì)功能轉(zhuǎn)向最終生產(chǎn)零件的領(lǐng)域。零件設(shè)計(jì)的新領(lǐng)域正在被打開(kāi)，即使在10年前也是不可能的。

增材制造最常被引用的好處之一是能夠?qū)⒃S多零件制成的現(xiàn)有零件裝配體整合到單個(gè)零件中。如果您乘坐過(guò)較新的飛機(jī)，您可能已經(jīng)在不知情的情況下經(jīng)歷過(guò)這種情況。航空航天工業(yè)最著名的例子是GE為CFM International的LEAP飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)增材制造的燃油噴嘴。噴嘴是由20個(gè)零件制成的發(fā)動(dòng)機(jī)部件，后變成一個(gè)部件，重量減輕了25%。

然而，進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)項(xiàng)目是令人生畏的，工程師們往往踏上旅程，要么發(fā)現(xiàn)結(jié)果并沒(méi)有像他們想象的那么省錢(qián)，要么他們無(wú)法滿足傳統(tǒng)制造所習(xí)慣的要求。問(wèn)題不在于工程師或技術(shù)，而往往是選擇組合的組件，以及對(duì)如何有效做到這一點(diǎn)的誤解。本指南探討了如何在直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和多射流熔融（MJF）中找到將多零件組件向整合增材制造的方向發(fā)展的機(jī)會(huì)，以及如何獲得比其他制造方法更具成本效益和更高性能的結(jié)果。除了本指南中展示的增材技術(shù)外，我們武漢易成三維科技提供其他三種3D打印工藝：立體光刻（SLA），碳DLS和PolyJet。

何時(shí)使用增材制造合并零件或裝配體

通常，僅僅考慮將兩個(gè)部分組合是不夠的 - 理想情況下，如果可以的話，從20多個(gè)部分的角度考慮。組合的部件越多，節(jié)省的成本就越大。如果零件在組裝后被固定，這可能是一個(gè)整合的機(jī)會(huì)。組裝現(xiàn)在存在的挑戰(zhàn)性越強(qiáng)越好。在增材制造中，復(fù)雜性通常是免費(fèi)的 - 最成功的零件盡可能多地利用這一公理。

最好的情況，也是每個(gè)工程師都應(yīng)該努力實(shí)現(xiàn)的，不僅要通過(guò)增材制造來(lái)節(jié)省成本，還要提高零件性能。組合裝配體通常具有較少的故障點(diǎn)，并且從統(tǒng)一零件中增加強(qiáng)度。尋找這些中的任何一個(gè)都會(huì)是大贏家而不是小勝的應(yīng)用程序。內(nèi)部冷卻通道也易于整合，可能會(huì)讓位于減少零件疲勞等好處。滿足您的完整設(shè)計(jì)愿望清單 - 不可制造的東西可以突然成為可能，因此請(qǐng)盡您所能創(chuàng)造最好的零件。

為了正確評(píng)估整合裝配的好處，除了被更換零件的基本采購(gòu)成本之外，還要進(jìn)一步節(jié)省成本。其他需要考慮的事項(xiàng)包括：

• 消除裝配：這包括減少勞動(dòng)力，庫(kù)存，夾具/工具以及專(zhuān)用于最終產(chǎn)品的制造占地面積。裝配檢查也減少了;沒(méi)有出現(xiàn)裝配錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。
• 減少故障點(diǎn)：長(zhǎng)期降低維護(hù)成本，并且可以減少更換部件的庫(kù)存。如果需要，可以快速且經(jīng)濟(jì)高效地進(jìn)行小批量更換。
• 降低運(yùn)營(yíng)成本：由于增材制造，通過(guò)設(shè)計(jì)自由度優(yōu)化零件，提高了產(chǎn)品性能，實(shí)現(xiàn)了零件輕量化和更好的熱性能等增強(qiáng)功能。

從其他制造方法轉(zhuǎn)換為3D打印的最佳機(jī)會(huì)通常是高價(jià)值或高性能的情況，其中現(xiàn)有解決方案始終處于故障，性能不佳的邊緣，或者在制造基本組件之外看到生產(chǎn)中的顯著成本。目前正在制造零件和組件而沒(méi)有明顯的難度，可能不是邁向增材制造的好機(jī)會(huì) - 例如，加工一些金屬部件以獲得相對(duì)簡(jiǎn)單的組件。如果它沒(méi)有損壞，請(qǐng)不要嘗試修復(fù)它！
如何組合用于增材制造的組件
由于減少裝配在更模糊的意義上等同于成本節(jié)約，因此通常說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。在基本層面上，您可以在3D CAD裝配體文件中獲取多個(gè)傳統(tǒng)制造的零件，并將它們導(dǎo)出為一個(gè)整體，以創(chuàng)建一個(gè)固化的“弗蘭肯斯坦”零件，理論上可以通過(guò)增材制造生產(chǎn)。我們經(jīng)?？吹竭@些，并被問(wèn)到“你能做這個(gè)嗎？”答案通常是“是的！但是，這并不意味著結(jié)果將具有成本效益，高質(zhì)量或性能改進(jìn)。僅僅因?yàn)樵霾闹圃焯峁┝私鯚o(wú)限的設(shè)計(jì)自由度，這并不意味著每個(gè)零件都具有成本效益或非常適合該技術(shù)。

可能值得在最基本的層面上考慮您的應(yīng)用程序，并詢問(wèn)除了可制造性問(wèn)題之外，基本設(shè)計(jì)要求是什么，然后從那里反向工作。有效地設(shè)計(jì)增材制造通常需要“忘記”多年來(lái)在其中工作時(shí)腦海中形成的制造限制。如果您的增材制造部件的某個(gè)方面存在，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)版本中它是其制造方法的典型特征，那么值得詢問(wèn)它是否有必要。
在非常一般的意義上，材料體積等于增材制造的成本。擺脫任何對(duì)功能無(wú)關(guān)緊要的東西。但請(qǐng)記住，增材制造最基本的規(guī)則之一是：復(fù)雜性是免費(fèi)的。具有成本效益的零件的關(guān)鍵通常是通過(guò)使您的設(shè)計(jì)盡可能高性能來(lái)增加價(jià)值，而不受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的限制。
也就是說(shuō)，雖然增材制造提供了其他制造方法無(wú)法比擬的設(shè)計(jì)自由度，但它并非沒(méi)有自己的規(guī)則和指導(dǎo)方針。增材制造為以前從未制造過(guò)的零件提供了生產(chǎn)途徑，包括通過(guò)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)制造的優(yōu)化零件。值得記住的是，雖然由3D拓?fù)鋬?yōu)化軟件生成的有機(jī)形狀零件在理論上可能是給定負(fù)載條件下的最佳解決方案，但這并不意味著該零件是為增材制造而設(shè)計(jì)的。
在考慮可能需要支撐材料才能形成的技術(shù)（如 DMLS）時(shí)，尤其如此。這些部件可能具有明顯的懸垂，需要在構(gòu)建中增加支撐材料才能形成，這增加了印刷時(shí)間和精加工的勞動(dòng)力。中空部件可能需要仔細(xì)檢查內(nèi)部懸垂或“橋梁”，以防止需要額外的難以接近的內(nèi)部支撐。我們建議您查看我們的DMLS設(shè)計(jì)指南，以了解有關(guān)設(shè)計(jì)要求的更多信息。