增材制造和原型制作技术

在考虑传统制造的情况下进行设计本身就已经是一项挑战。今天的设计师现在必须考虑如何将 3D 打印和/或直接数字制造 (DDM) 融入他们的设计中。人们希望使用 3D 打印机打印的原型零件或组件，但挑战来自于知道从哪里开始。所以，我想我会分享一些技巧来帮助您思考 DDM 设计。

上面的例子是一个相当简单的棱柱形零件，非常传统地使用膝铣刀加工出铝材。我经常看着这样的零件并问：“如果我必须打印这个 FDM，我可以做些什么来改进设计并减少构建和支撑拆除的时间？”

进气孔

我会寻找的第一件事是任何小的、传统的钻孔，就像你在下面的横截面（左）中看到的那样。下面的第二张图显示了在 Catalyst 中处理的模型。模型（红色）的小孔填充了支撑（蓝色），可能需要一段时间才能溶解，尤其是在使用 SR-20 支撑材料时。

当看到这样的入口孔时，我尽量避免使用需要支撑的圆形切口，并使用“自支撑角度”进行设计。回到CAD模型（左），我把进气孔改成了45度的菱形孔（右），完全不需要支撑。 Catalyst 证明不会为此使用任何支持，我们节省了大量时间（对）。

我也将这种技术用于主孔。通过添加长度等于切片高度的倒角，我消除了整个入口的所有支撑材料，如下所示。

点击;我制作了一个带孔的金刚石嵌件，然后将嵌件打印出来，孔朝上。这使我能够制作比在顶点上打印更准确的孔。

隐藏频道

顶部的传统机加工块（机加工 - 左侧，CAD - 右侧）仅允许在零件顶部有一个入口。这样做很可能是为了减少所需的加工量。然而，在打印部件上使用自支撑角度，我们可以创建一个隐藏的通道来连接三个孔（右），从而实现卓越的空气和流体流动。这种技术绝对是我们传统上做不到的，不需要昂贵的子组件。

从我的 CAD 模型中，我在前平面上画了一个菱形，并使用旋转切割来制作隐藏的通道（左）。然后我对原始切割进行了图案化以创建三个入口（中间）。使用 Catalyst 的最终用户可以使用这种技术在没有支撑材料的情况下创建特征，同时显着提高零件性能（右）。

股票的局限性

传统制造设计的另一个方面是需要考虑库存以促进产品的生产，尤其是在需要制造的情况下。增材制造的优势之一是能够忽略库存限制。传统上，如果我想制作一个定位器功能，比如左边的那个，我将不得不购买更厚的库存，从而产生更多的成本。增材制造为生产简单特征（例如右侧的特征）提供了更大的灵活性，而无需考虑库存。

接缝控制

最近，我写了另一篇关于 FDM 接缝控制的文章。这是另一个技巧，可以节省使用打磨和归档打印接缝的后处理时间。查看该帖子以获取更多信息。

使用配置管理容差

无论您使用何种添加剂技术，通过使用配置都可以轻松管理公差。在 SOLIDWORKS 中根据需要设计组件，因为您将使用此设计制作车间工程图。完成所需的设计后，然后创建一个配置，其中包含有助于 3D 打印的特殊功能或公差。下面是我在接缝控制帖子中使用的示例。左边的模型是用CAD设计的，我想要它。右侧显示了用于增材制造的附加特殊功能。

在混合 FDM 和激光切割时，我也会使用配置。对于像下面这样的扁平组件，除非您没有激光，否则激光切割库存比捆绑 3D 打印机更便宜。

如果您正在考虑直接数字化制造，这些想法有望帮助您改进原型制作并为您提供帮助。

标签：催化剂、配置、直接数字化制造、洞察力、接缝控制