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武漢易成三維科技是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的3D打印、三維掃描儀綜合方案供應(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。

企業(yè)用戶(hù)相比于個(gè)人用戶(hù)，對(duì)于打印的數(shù)量往往有更高的要求；不同企業(yè)用戶(hù)的需求也隨行業(yè)特征和產(chǎn)品需求而不同。并非一成不變的3D打印條件能應(yīng)用于所有的生產(chǎn)。作為增材制造領(lǐng)域多年研發(fā)和應(yīng)用推廣領(lǐng)域的專(zhuān)家，武漢易成三維科技致力于為每一位用戶(hù)提供的不僅是技術(shù)設(shè)備，更是多年經(jīng)驗(yàn)而來(lái)的建議。3D打印是否真正適合？怎樣保證實(shí)際績(jī)效和產(chǎn)出最大化？對(duì)于意在將增材制造結(jié)合已有生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)，如何利用3D打印增加最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是尤為重要的。本文武漢易成三維科技將從10個(gè)方面提出建議。

1、想要提高生產(chǎn)率，傳統(tǒng)模式與增材制造的抉擇和產(chǎn)量絕對(duì)相關(guān) 有一個(gè)著名的生產(chǎn)量/成本圖表，將3D打印與傳統(tǒng)大規(guī)模制造進(jìn)行比較：

可以看到，在3D打印制造中，零件的生產(chǎn)成本與生產(chǎn)量無(wú)關(guān)；而對(duì)于大多數(shù)傳統(tǒng)制造業(yè)，生產(chǎn)成本隨著數(shù)量大幅提升呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)下降。隨著生產(chǎn)數(shù)量的增加，在達(dá)到特定的生產(chǎn)數(shù)量時(shí)（交叉點(diǎn)）后，3D打印相對(duì)于傳統(tǒng)制造不再有成本上的優(yōu)勢(shì)。由于產(chǎn)品的不同，這個(gè)數(shù)字并不是特定的點(diǎn)，平均而言，約為1000-5000件/年。由此可見(jiàn)，3D制造適用小批量生產(chǎn)的高精度創(chuàng)新工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用。

2、按需制造為3D打印提供即時(shí)制造優(yōu)勢(shì) 目前，大部分已有生產(chǎn)線的3D打印產(chǎn)品集中于小批量的生產(chǎn)。因?yàn)椋瑢?duì)于某些產(chǎn)品，不需要或者不可能進(jìn)行大批量生產(chǎn)，以體現(xiàn)3D打印優(yōu)勢(shì)。

常見(jiàn)產(chǎn)品包括：（私人）醫(yī)療設(shè)備、用于調(diào)試的原型開(kāi)發(fā)、工裝夾具與固定裝置、備件、已停產(chǎn)部件等。

3、切片軟件的重要性——減少成本，提高效率 3D打印離不開(kāi)建模工具，這對(duì)于最終打印件尤其重要。合適的設(shè)計(jì)可以顯著降低3D打印成本、生產(chǎn)時(shí)間和效率。并非專(zhuān)為3D打印設(shè)計(jì)的軟件則表現(xiàn)不佳。

4、關(guān)于“行業(yè)認(rèn)證” 由于種類(lèi)和功能的不同，3D打印設(shè)備的零件、材料和工藝都需要認(rèn)證。大多數(shù)原型開(kāi)發(fā)和機(jī)床工具不需要認(rèn)證，但是在某些情況下仍有可能需要認(rèn)證。設(shè)備本身的認(rèn)證也從簡(jiǎn)單的電氣設(shè)備認(rèn)證（歐盟CE或美國(guó)UL）到更復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備認(rèn)證都有。認(rèn)證過(guò)程大多數(shù)很快，有些情況下需要耗費(fèi)巨資和長(zhǎng)達(dá)幾十年時(shí)間（如客機(jī)部件）。這使得“認(rèn)證”更多傾向于被歸類(lèi)為一種行政問(wèn)題而非技術(shù)問(wèn)題。

5、根據(jù)材料特性不同，合理取舍（1）機(jī)械性能

在載荷條件已知且受力強(qiáng)度高的情況下，材料強(qiáng)度很重要。有些應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)遭受未知或不可預(yù)測(cè)的載荷，例如塑料零件可能在沖擊或磨損下斷裂，因此金屬或復(fù)合材料是首選。增加厚度將增加強(qiáng)度、重量、材料使用量和打印時(shí)間，這是優(yōu)化成本和生產(chǎn)時(shí)間的一個(gè)非常重要的參數(shù)。高密度低重量對(duì)于輕量化組件很重要：用于航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療應(yīng)用、搬運(yùn)零件等。碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）在所有結(jié)構(gòu)材料中具有最高的比強(qiáng)度，比金屬高出10倍（僅限于連續(xù)纖維或稱(chēng)之為長(zhǎng)纖的材料）。而短切纖維填充聚合物的比強(qiáng)度與未增強(qiáng)的聚合物大致相同。剛度是另一個(gè)重要的材料特性。它可以表現(xiàn)為楊氏模量或可變形性。剛度更多地取決于結(jié)構(gòu)（幾何、慣性特質(zhì)），而不是材料本身。短纖維填充聚合物的彈性模量通常是未增強(qiáng)聚合物的1.5 - 2倍。此外，短切纖維在表面韌性方面表現(xiàn)強(qiáng)勁。至于塑性——這種對(duì)于沖擊或沖擊載荷極為重要的性能——向聚合物中添加短切纖維會(huì)降低其塑性，使其變得更脆，但由于其他影響，短纖維仍能很好地吸收沖擊。

（2）熱性能 當(dāng)溫度變化時(shí)，材料表現(xiàn)會(huì)有所不同。通常，隨著溫度的升高，強(qiáng)度和剛度會(huì)降低。在低溫下，剛度增加，但材料可能會(huì)變得非常脆。在特定溫度下，材料將開(kāi)始流動(dòng)、燃燒或降解。導(dǎo)熱性是另一個(gè)重要的熱性能。通常，金屬是良好的導(dǎo)熱體，因此它們適用于散熱器或傳熱應(yīng)用。聚合物通常不導(dǎo)熱，所以更適合隔熱。（3）物理特性 物理特性包括耐光、防潮、抗輻射、耐腐蝕、抗菌等。選擇3D打印時(shí)，需注意物理特性也可能因應(yīng)用領(lǐng)域不同而異。而聚合物的物理性能最為廣泛。（4）化學(xué)特性

化學(xué)特性包括對(duì)某些介質(zhì)（如溶劑、燃料、潤(rùn)滑劑、酸等）的耐化學(xué)性，以及粘合劑特性。聚合物就耐化學(xué)性和粘附性能而言，也可以提供多種選擇。阻燃性也很重要。大多數(shù)聚合物比較易燃，這在某些打印場(chǎng)景下是沒(méi)有優(yōu)勢(shì)的。當(dāng)然，也有“0”級(jí)不易燃聚合物。

（5）電磁特性

大多數(shù)金屬是導(dǎo)電的，而聚合物不是。碳纖維具有導(dǎo)電性，因此將其添加到聚合物中可以形成導(dǎo)電化合物；玻璃纖維不導(dǎo)電且不透光。重要的是，要考慮該技術(shù)或機(jī)器是否可以處理滿(mǎn)足應(yīng)用要求的材料。如果應(yīng)用需求廣泛且開(kāi)放，最好考慮開(kāi)放式系統(tǒng)，允許使用第三方材料。

（6）工藝性能

這包括材料或技術(shù)是否需要對(duì)原材料進(jìn)行某些處理或預(yù)處理。例如，大多數(shù)聚合物會(huì)吸收水分，而水分含量高會(huì)直接影響打印質(zhì)量，因此需要對(duì)材料進(jìn)行預(yù)干燥。

6、公差、表面平滑度和后處理的影響 打印設(shè)備、材料和工藝都可能導(dǎo)致公差。就打印表面而言，打印件側(cè)面幾乎總是有可見(jiàn)的層結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)閷拥牟煌穸葧?huì)使它們或多或少可見(jiàn)。SLA或SLS層厚可以薄至10-50微米。對(duì)于FDM技術(shù)，表面光潔度還取決于層厚度（厚度公差）和材料特性，其層厚度選項(xiàng)變化，可以從10微米到幾毫米甚至幾厘米。如若層厚太薄，在改善表面光潔度的同時(shí)會(huì)顯著降低生產(chǎn)率。大型FDM打印機(jī)可以使用10毫米噴嘴和6-10毫米層厚打印，生產(chǎn)率可達(dá)200千克/小時(shí)。而高公差FDM機(jī)器可以用0.1毫米的噴嘴打印極薄的層——以生產(chǎn)率下降到每小時(shí)1克為代價(jià)。此外，還可以進(jìn)行后處理。有幾十種后處理技術(shù)可用于不同的打印需求，如砂磨、滾磨、切割、涂層、化學(xué)拋光技法等。

7、可持續(xù)服務(wù)和后續(xù)維護(hù)的重要性 這與系統(tǒng)可靠性和故障間隔時(shí)間密切相關(guān)。大多數(shù)3D打印設(shè)備型號(hào)較新，所以系統(tǒng)可靠性需要時(shí)間去驗(yàn)證。及時(shí)提供售后服務(wù)、備件，配備有資質(zhì)的服務(wù)技術(shù)人員和客戶(hù)支持的響應(yīng)性都非常重要。

8、封閉系統(tǒng)與開(kāi)放系統(tǒng)

市面的打印設(shè)備一般分為封閉系統(tǒng)和開(kāi)放系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)只允許使用制造商提供的材料。這種系統(tǒng)可以確保高質(zhì)量和提高可重復(fù)性，但明顯劣勢(shì)是材料的選擇有限，且價(jià)格高于市場(chǎng)平均水平，承擔(dān)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

在武漢易成三維科技，開(kāi)放的系統(tǒng)在可用材料方面給用戶(hù)留下了更多選擇：競(jìng)品多樣化帶來(lái)了價(jià)格的下降，同時(shí)其供應(yīng)鏈也是多樣化的；更重要的是，其為科研用戶(hù)提供了多樣化選擇。但同時(shí)，開(kāi)放的材料也帶來(lái)了用戶(hù)試錯(cuò)成本的增加。

9、不要低估桌面級(jí)或工業(yè)級(jí)的基礎(chǔ)設(shè)施需求

不同的打印設(shè)備和技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)施的要求是不同的。一些科研和學(xué)校場(chǎng)景可能需要低能耗、辦公友好型的設(shè)備，桌面級(jí)設(shè)備較為合適；而全天候的工業(yè)場(chǎng)景下則需要工業(yè)級(jí)設(shè)備，這類(lèi)設(shè)備可在有特殊氣體、高溫、高壓甚至條件苛刻的場(chǎng)景下運(yùn)行。

10、為掌握新技術(shù)，需充分考慮易用性

與傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)相比，雖然3D打印技術(shù)需要一定的知識(shí)和技能，但是操作入門(mén)相對(duì)較為簡(jiǎn)單。在學(xué)習(xí)新技術(shù)的過(guò)程中，尤其要注意關(guān)鍵參數(shù)的記憶。總體而言，可以說(shuō)3D打印培訓(xùn)門(mén)檻“親民”，相對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)培訓(xùn)所需時(shí)間成本和人力成本都大大降低，具有人力資源和成本優(yōu)勢(shì)。