确定增材制造是否适合您的入门指南

增材制造，也称为 3D 打印，已经从一种未来派的新奇事物转变为一种广泛使用的技术。尽管增材制造自 20 世纪 80 年代中期就已经存在，但该技术的使用和商业化在过去五年中呈爆炸式增长。打印机变得更快、更便宜、更紧凑，更不用说塑料和金属材料的选择越来越多。

增材制造通过改变生产部件的创建和支持方式打破了传统方法的限制。当应用于正确的情况时，增材制造可以提供更高效率和更高性能的产品。不过，优势还不止于此。 3D 打印有很多财务优势，从减少产品浪费到降低复杂零件的成本，再到小批量生产的收入机会。

这份综合指南涵盖了有关增材制造、其优势、开始时要考虑的事项等的深度信息！

快速链接

• 什么是增材制造？
• 在您的制造设施中利用增材制造的 6 个好处
• 增材制造适合贵公司吗？在实施该制造技术之前需要考虑的 5 个因素
• 利用 CMTC 最大限度地提高您在增材制造方面的投资！

什么是增材制造？

增材制造或 3D 打印是一种从数字设计中创建有形物体的过程。传统的 2D 打印机使用计算机读取文件并在织物或纸张上打印出平面的二维复制品，而 3D 打印则是从数字文件中创建物理对象，利用一层又一层的材料，直到形成完整的三维物体。

增材制造技术一次构建一层精细的三维物体。每个随后的层都与前一个部分熔化的材料结合。换句话说，不是在生产过程中去除材料以制造孔等零件特征，而是使用增材制造方法构建零件，孔已在成品零件中形成。

分层材料几乎可以是任何类型的物质，从​​金属粉末、陶瓷、热塑性塑料、玻璃 - 甚至巧克力！因此，3D 打印机并非一刀切； 3D打印有多种选择，因此打印机类型适用于不同的应用。

增材制造已被用于在各种介质（包括金属、塑料和复合材料）中构建物理模型、原型、工具组件和生产零件。几乎任何形状都可以在 3D 打印机上复制，并且零件可以制造成多种颜色，甚至可以使用多种材料制造。

在制造设施中利用增材制造的 6 个好处

3D 打印因其创新的工业制造能力而备受赞誉。有几个优势使这种制造技术成为世界各地公司拥护的宝贵资产，包括：

降低开发成本

由于其初始成本，这种先进的制造技术具有价格昂贵的刻板印象。然而，长期降低开发成本会产生节省资金的好处。

在机器运行成本方面，取决于3D打印机的尺寸。大多数桌面 3D 打印机使用的电量与笔记本电脑一样多，而一些大型工业 3D 打印机使用的电量要大得多。尽管如此，他们能够在一个步骤中生成复杂的对象，从而提高了效率和生产力。

3D 打印的主要优势之一是降低了劳动力成本。除了后处理，大多数打印机都是自给自足的，几乎不需要操作员的帮助。与通常需要高技能操作员的传统制造相比，3D 打印机的劳动力成本基本上不存在。

此外，与传统制造相比，小批量增材制造在成本上具有竞争力。与其他制造方法（例如注塑成型、传统模具、模具、铣削和机加工）相比，3D 打印原型的成本要低得多。

减少产品浪费

通过在计算机程序中设计草稿，然后将其打印出来，可以大大缩短创建和制作新设计的时间，减少浪费。这种数字到数字的过程消除了传统原型制作的额外中间步骤。

此外，3D 打印增加了周转时间。凭借创建快速迭代的能力，3D 打印可以识别在传统制造中可能需要数周甚至数月才能发现的工程和设计问题。

增材制造可以创建复杂的设计，而这些设计通常太难或太昂贵了。使用传统方法（例如模具）设计和构建原型，可以在更短的时间内完成工艺开发。由于需要为原型迭代中发生变化的零件和特征而废弃模具，从而减少了产品浪费。

因为减少了有效设计和创建所需的时间，所以可以更快地做出最终零件设计的决策。总体而言，增材制造提供了更有效和高效的设计过程，减少了浪费和支出。

提高产品质量

3D 打印的优势扩展到提供更优质的产品设计和工艺开发。增材制造使制造商能够创造出卓越的产品，因为可以及早发现并迅速解决设计问题，例如不良的人体工程学。因此，可以通过 3D 打印更好的最终设计来提高零件的质量。

此外，这种技术进步使工程师能够构建复杂而复杂的零件，这些零件不具有成本效益，甚至无法使用典型的制造方法。工程师不再受制于传统设备的局限；一些设计为需要连接、紧固或焊接的组件的零件可以作为单个零件打印。这减少了浪费，同时通常会增加产品的强度和耐用性，并减少潜在的故障点。

3D 打印还可以用各种不同的物质（例如热塑性塑料）制造零件。其中一些材料可以显着减轻重量，同时仍保持强度和完整性。当工程师想要保持强度但减轻重量时，这非常有用。

增材制造可以成为一种有价值的技术，可以创造出耐用的产品，由于质量的提高，可以保持连续使用。

真正的快速原型制作

您还记得“快速”原型设计意味着设计和制造的交付周期为数周或数月吗？这主要是因为需要制造原型工具或夹具，并且可能将部分工作外包，因为许多制造商专注于生产，但不想占用宝贵的时间来生产单一的原型部件。

通过增材制造，您可以在数小时内（而不是数周）在 3D 打印机上设计和生产原型！您现在可以为设计而制造，而不是为制造而设计。此外，可以生产零件以满足复杂的客户规格。这是原型设计的游戏规则改变者。

这对贵公司意味着什么？只需对 3D 打印机和专业知识进行相对较少的投资，您现在就可以快速制作新产品的模型，并在几天内将其交到客户手中。此外，您可以生产零件以满足非常特定的市场利基，这可能会导致生产高利润率的产品。

一种为您的公司吸引人才、专业知识和热情的方法

在我们关于吸引千禧一代的博客文章系列的第二篇文章“如何吸引千禧一代并保护制造业的未来”中，我们讨论了将增材制造和其他新技术纳入您的工作场所以吸引这一群体的技术工人.正如那篇文章中所述，您可以使用增材制造设备来吸引年轻的技术工人到您的工厂。

增材制造适合贵公司吗？实施该制造技术前需要考虑的 5 个问题

与在您的制造过程中实施任何实质性更改一样，在将新技术引入您的公司之前，需要考虑和探索多个因素。

认识到与增材制造相关的心态变化

虽然增材制造是制造商的强大工具，但增材制造的有效使用需要设计工程师和公司经理转变思维方式。增材制造违背了大多数设计、机械和工业工程师在学校学到的许多原则。

例如，传统上，金属片传统上被用作金属制造过程的原材料。这些片材被激光切割以产生形状。设计工程师的工作是订购合适尺寸的钢板，并设计程序以优化该钢板内零件的嵌套，以最大限度地减少废品。取走的钢材越少，废钢成本越低，利润越高。

在增材制造的情况下，您不是专注于减少从流程中去除的材料量，而是构建产品，在需要的地方添加材料或在设计阶段将其移除以生产零件。因此，您不是从钢板上切割出一个形状，而是使用 3D 打印机构建相同的部件。如果您不喜欢形状或特征，只需更改模型并打印另一个！一旦您有了自己喜欢的设计，您就可以根据需要打印任意数量的副本。

如您所见，当涉及增材制造时，设计思维方式发生了翻天覆地的变化。考虑从减少带走的材料量转变为优化零件设计，然后一个接一个地制造零件。

以下是一些简单且相对便宜的方法来重新培训您的设计工程师使用 3D 打印技术：

学习

许多大学和社区学院已经开发了增材制造计划。这些范围可以从学位专业和证书课程到增材制造讲习班和研讨会。增材制造活动还为工程师和公司经理提供了更多了解该技术的机会，这对于任何重大的流程变革都至关重要。

阅读

出版杂志（例如 Make Magazine）以展示 3D 材料示例并提供打印机模型之间的比较，以便您可以为您的公司选择合适的模型。互联网还包含大量关于增材制造和 3D 打印的数据。我们的网站有一整节专门介绍增材制造信息和资源。

网络

四处询问并与使用 3D 打印的当地制造商联系。了解他们如何利用其功能并优化其功能。制造商网络、当地商会和活动是您可以找到使用该技术的其他人的地方。

实验

随着更多模型的推出以及该市场竞争的加剧，个人和桌面 3D 打印机的成本已大幅下降。一台台式微型打印机只需 500 美元即可购买。如果您正在考虑将增材制造纳入您的运营，请购买一个或几个并将它们提供给您的工程师，就像福特汽车公司所做的那样。没有比让设计师和工程师玩弄技术更好的方式来了解技术和改变思维方式。一旦您的设计师和工程师更好地了解 Additive 的功能，确定适合贵公司需求的工业级 Additive 技术就会容易得多。

新技术可能令人恐惧，但也可能令人兴奋！未来五年增材制造的前景令人振奋，从定制功能性假肢的生产到在大多数小学教室和家庭中使用 3D 打印。

利用 CMTC 最大限度地提高您在增材制造方面的投资！

如果您不知道如何使用 3D 打印机怎么办？增材制造刚进入市场时，只有很少的资源可以帮助制造商使用该技术，而且现有的资源往往非常昂贵。还有其他免费或廉价的方法可以让您的公司了解增材技术和可能的应用。 CMTC 赞助增材制造网络研讨会，其中包括来自增材制造领域的专家和资源的演讲。

随着对定制零件的需求不断上升，增材制造工艺在未来将继续变得越来越重要。 AM 设备制造商预测，随着越来越多的公司开始采用这些技术，制造业的未来完全转变只是时间问题。

CMTC 认识到这条前进道路的重要性，并在这里帮助您通过增材制造改造您的制造公司。联系我们了解更多！