增材制造适合你吗？实用决策指南

增材制造（Additive Manufacturing），即3D打印，已从未来概念走向广泛可得技术。虽增材制造自1980年代中期问世，但近五年使用增长与商业化爆发式加速。打印机更快、更廉、更紧凑，塑料金属材料选择指数级增长。

增材制造通过改变生产零件的创建与支撑方式，打破传统工艺极限。应用得当，能以更高效率、更优性能交付产品。优势不止于此：3D打印蕴含丰富财务红利，从减少废料、降低复杂件成本到小批量生产创收机会。

本综合指南深度覆盖增材制造定义、效益、落地考量等核心信息！

快速导航

• 什么是增材制造？
• 在制造工厂引入增材制造的6大效益
• 增材制造适合你的公司吗？落地前的5大考量
• 与CMTC共同最大化增材制造投资回报！

什么是增材制造？

增材制造/3D打印，是从数字设计创建有形物体的过程。传统2D打印机读取文件在织物/纸上打印平面二维复制品；3D打印则从数字文件创建物理实体，逐层堆叠材料直至形成完整三维物体。

增材制造技术逐个精细层构建三维物体。每层与前一层部分熔融材料结合。换言之，传统工艺通过切削去除材料形成孔等特征；增材制造则在构建过程中直接形成成品孔特征。

堆叠材料可为金属粉末、陶瓷、热塑性塑料、玻璃——甚至巧克力！因此3D打印机非一机通吃；针对不同应用有多种3D打印选型，打印机类型随应用而异。

增材制造已用于构建物理模型、原型、工装组件、生产零件，材料覆盖金属、塑料、复合材料。几乎任意形状可在3D打印机复现，零件可多色、甚至多材料一体成型。

在制造工厂引入增材制造的6大效益

3D打印因创新工业制造能力备受推崇。多项优势使其成为全球企业推崇的宝贵资产，包括：

降低开发成本

此技术因初始成本有“贵”刻板印象。但长期开发成本降低带来实质省钱效益。

机器运行成本视打印机规模而定。桌面级3D打印机功耗相当于笔记本；大型工业级3D打印机功耗显著更高。但单步成型复杂物体的能力带来更高效率与生产力。

3D打印主要优势之一是降低人工成本。除后处理外，多数打印机自给自足，极少需操作员协助。3D打印人工成本本质可忽略，传统制造通常离不开高技能操作工。

此外，小批量增材制造成本具备与传统制造竞争力。3D打印原型成本显著低于注塑、传统模具、铣削、机加工等传统工艺。

减少产品废料

通过计算机程序设计草图直送打印，新设计创建生产周期大幅缩短、废料减少。数字到数字流程省去传统原型制作的中间环节。

此外，3D打印加速周转。快速迭代能力让工程设计问题在传统制造可能需数周甚至数月才能发现的情况下，被3D打印提前暴露。

增材制造能创建传统工艺难以或成本高昂的复杂设计。工艺开发可在更短时间、更少模具模具设计制造支出中完成。原型迭代中因零件特征变更报废模具的废料也随之减少。

终版零件设计决策更快，因有效设计创建所需时间缩短。总体上，增材制造提供废料更少、支出更低的更有效高效设计流程。

提升产品质量

3D打印优势延伸至更优产品设计与工艺开发。增材制造让制造商创造更优产品：人因工程不良等设计问题能早期识别、迅速解决。结果：3D打印下零件质量随终版设计优化而提升。

此外，此技术让工程师构建传统工艺不具成本效益甚至无法实现的复杂精细零件。工程师不再受传统设备限制；原需装配、紧固、焊接的多零件组件可一体打印成型。这减少废料、常增强产品强度耐用性、降低潜在失效点。

3D打印还能用热塑性塑料等多材料成型。部分材料在保持强度完整性前提下大幅减重。这对工程师追求减重保强极具价值。

增材制造可创造因质量提升而耐用持久的产品。

真正的快速原型制作

还记得“快速”原型曾意指数周甚至数月的设计制造周期？主因需制造原型工装夹具、可能外包部分工作，许多制造商专注量产、不愿占宝贵时间做单个原型件。

有了增材制造，你可在3D打印机上数小时——而非数周——设计生产原型！不再为制造而设计，而是为设计而制造。此外，零件可专门生产以满足复杂客户规格。这是原型制作的游戏规则改变者。

对你公司意味何？以相对小额投入3D打印机与专业知识，你可快速产出新品模型、数天交付客户手中。还能针对极细分市场生产零件，可能催生高利润产品线。

吸引人才、专长与热情入驻公司

在吸引千禧一代系列博客第二篇《如何吸引千禧一代、守护制造业未来》中，我们探讨将增材制造等新技术引入职场以吸引该群体技术工人。文中指出：可用增材制造设备吸引年轻技术工人入驻工厂。

增材制造适合你的公司吗？落地前的5大考量

制造流程任何重大变革引入前，均需考量探索多因素。

认知增材制造带来的思维转变

增材制造虽是制造商利器，但有效使用要求设计工程师与管理层思维转变。增材制造背离多数设计、机械、工业工程师校园所学原则。

例：传统金属加工以钢板为原料，激光切割成型。设计工程师的任务是订购合规钢板、编程优化排样以最小化废料。切掉的钢越少，废料成本越低、利润越高。

增材制造下，不再聚焦减少工艺去除材料，而是按需堆料、设计阶段减料以成型零件。即：不再从钢板切割形状，而是用3D打印机堆叠同一零件。不满意形状特征？改模型再打印！定型后可按需批量打印。

可见，增材制造将设计思维彻底颠覆。考量从“减少去除材料”转向“优化零件设计再逐个构建”。

以下是让设计工程师适应3D打印技术的简易低成本路径：

学习

众多高校和社区大学开设增材制造课程：学位专业、证书项目、工作坊、研讨会。增材制造活动也为工程师和管理层提供学习良机，对重大流程变革至关重要。

阅读

《Make Magazine》等刊物展示3D材料案例、对比打印机型号助你选型。互联网海量增材制造/3D打印数据。我们官网设有增材制造专区资源。

交流

四处打听、联系使用3D打印的本地制造商。学习他们如何利用特性、优化能力。制造商网络、当地商会、活动是寻找同行的好渠道。

实验

随机型增多竞争加剧，个人/桌面级3D打印机价格暴跌。迷你桌面打印机低至500美元。若考虑引入增材制造，采购一两台给工程师把玩，如福特汽车所做。没有比让设计工程师亲手玩技术更能理解能力、转变思维的方式。一旦设计工程师更懂增材制造能力，为公司选型合适的工业级增材技术将容易得多。

新技术可怕，也令人振奋！增材制造未来五年愿景振奋人心：从定制功能性假肢到3D打印进驻大多数小学课堂和家庭。

与CMTC共同最大化增材制造投资回报！

不会用3D打印机？增材制造早期上市时，协助制造商使用技术的资源寥寥且昂贵。还有其他免费/低成本方式让公司熟悉增材技术与潜在应用。CMTC赞助增材制造网络研讨会，含专家演讲与领域资源。

随定制零件需求持续上升，增材制造工艺将持续获得更高未来相关性。增材设备厂商预测：随更多公司采用，制造业未来完全变革仅是时间问题。

CMTC认可这条前行路径，愿助你以增材制造转型制造企业。联系我们了解更多！