3D 原型制作：3D 原型打印概述

传统的原型创建过程可能非常缓慢且昂贵。但是，有一些新技术可用于改进产品开发过程。这些技术确保以较低的成本制造高质量的原型。 3D 原型制作技术是满足您快速原型制作需求的完美解决方案。

3D 原型制作使您能够获得广泛的设计可能性和高效的技术，从而节省时间和金钱。此外，它是适用于多个行业应用的有效制造。它还可以让您以相对较低的成本快速构思您的想法。

3D 打印原型需要什么？ 3D 原型如何使您的产品受益？在开始您的项目之前有哪些注意事项？本文回答了您的所有问题，并为您提供了充分利用 3D 原型制作所需的信息。

什么是 3D 原型制作 ?

快速 3D 原型制作是一种增材制造过程，涉及从数字文件创建 3D 对象。在这个过程中，制造商通过铺设连续的材料层来创建对象。每一层都是最终对象的薄切片横截面。

与传统的减材制造工艺不同，3D 打印不涉及切割材料碎片。此外，它可以用更少的材料生产复杂的形状。有三种主要的3D 打印类型 ，取决于所需的准确度级别。它们包括以下内容：

• 熔融沉积建模 (FDM)。 这种 3D 打印原型技术是最流行和最具成本效益的选择。它易于使用，并涉及采用逐层挤出的热塑性长丝。这个过程发展迅速，适合产品开发。
• 选择性激光烧结 (SLS)。 这是一种用于塑料和金属原型制作的 3D 打印技术。它使用粉末床层层构建原型，使用激光加热和烧结粉末材料。
• 立体光刻 (SLA)。 该方法使用一罐感光液体树脂创建 3D 原型。然后紫外线 (UV) 光有助于固化产品的每一层。这个过程一直持续到模型完成。这是高分辨率 3D 原型的推荐解决方案。

快速原型制作 3D 打印机对于制造从机械零件和建筑模型到珠宝设计和其他消费品的各种产品非常有价值。

的优点 快速 3D 原型制作

全球多个行业都在采用 3D 原型打印技术，因为它与传统制造技术相比具有多项重要优势。这些优势包括：

设计灵活性

3D 打印使您能够有效地创建设计的各种迭代。与其他几种制造技术相比，它为您提供了更多的设计自由度和灵活性。使用 3D 建模软件创建 3D 原型。因此，该过程使您可以轻松创建设计，无论它们多么简单或复杂。它还为您提供了从头开始制作任何原型的空间，同时在生产阶段的任何时候调整您的 3D 模型。这有助于在使用 3D 打印进行大规模生产时避免头疼 .

此外，任何给定的 3D 打印机几乎可以打印任何产品，只要它适合其构建体积。此外，快速原型 3D 打印的便利性使其成为每个项目的绝佳选择。由于您需要进行多项更改以获得所需的最终产品，因此您不必为项目的每次迭代都创建新模具。在整个过程中，设备或机械几乎没有变化。

与传统技术不同，3D 打印允许您将多种材料包含在一个对象中。因此，您拥有一系列匹配的机械性能、颜色和纹理。您还可以创建和制造传统制造方法无法实现的几何形状。这种几何形状包括零件内的零件和实心零件中的空腔。您可以根据自己的喜好编辑设计，以创建独特、优质的零件。

省钱

3D 原型制作比注塑成型等其他制造方法相对便宜 .正如我们之前提到的，您不必在每次更改设计时都创建新模具。这是一个显着的优势，特别是对于小批量生产。 3D 打印过程只需要一台或两台机器，只需很少的操作员即可创建组件。

在这个过程中通常不需要额外的工具。因此，3D 打印服务成本 通常是最小的。此外，3D 打印中的材料浪费非常低，因为它是一种增材制造工艺。它涉及从头开始构建组件，并且没有像 CNC 加工那样从实体块中雕刻出来。

节省时间

3D 打印技术最显着的优势之一是它可以确保快速原型制作。因此，您可以在尽可能短的时间内设计、开发和测试您的定制零件。即使您必须随时修改设计，您也可以在不影响制造速度的情况下进行修改。与传统工艺不同，3D 打印技术允许您在几天或更短的时间内设计零件、在内部制造并进行测试。

增材制造也跳过了创建模具和等待工具准备的过程。对于需要小批量生产的小型企业而言，这通常是一个显着差异。您可以加快产品开发并在较短的交货时间内将产品推向市场。您也免于最低订单的问题。

功能原型测试

当今可用的各种 3D 打印材料使创建先进的功能原型成为可能。这些原型是您为具有成本效益的市场测试而部署的原型，以确保它们满足您的要求和消费者的需求。

如果发现任何缺陷，您可以轻松测试 3D 打印原型并修改 CAD 文件。您可以从潜在投资者和客户那里获得有关实物产品的反馈，而无需承担大量前期原型设计支出的风险。这使您在您的行业中具有整体竞争优势。

如何 3D 打印原型

原型 3D 打印过程分为四个基本阶段，它们是：

CAD 设计

您的 3D 原型设计项目的起点是开发 CAD 设计文件。您可以与产品设计公司合作开发用于外推设计的 3D 软件。有多种文件格式可用于 3D 打印。首先检查打印机支持的文件格式至关重要。

此外，您应该检查用于设计文件的可用程序。一些常见的文件格式是：

• STL
• OBJ
• AMF
• 3MF

一旦有了可打印的文件，您就可以继续为您的 3D 打印机准备文件。因此，进入下一阶段。

数字预处理

为打印机准备文件的过程称为切片。这意味着您使用切片软件将 3D 模型分成数百层。切片后，您的文件即可用于打印机，您可以通过 USB、Wi-Fi 或 SD 将其输入。

数字预处理阶段还涉及材料和参数的选择。根据最终产品所需的特性，有多种 3D 打印材料可供选择。此外，您还需要定义该过程的其他参数，包括打印的位置和大小。

3D 打印您的原型

将切片文件上传到 3D 打印机后，打印过程就开始了。 3D 打印机使用文件中的说明来指示材料处置。然后，打印机通过沉积 3D 打印材料层来构建零件。尽管它们具有相似的原理，但您使用的打印机类型将决定该过程将如何完成。印刷过程后还可能有喷漆和粉末刷等后处理饰面。

检查

3D 原型制作完成后，下一步是检查原型并将其用于市场测试。这通常是功能原型的情况。内部工程师可以检查组件是否存在缺陷和变化。您还可以将其提供给潜在消费者，以确保其满足他们的需求。如果需要更改，则有足够的空间进行更改。

RapidDirect 的 3D 打印服务

当您与最佳原型合作伙伴合作时，完成您的 3D 打印项目总是更容易。 RapidDirect 为您提供高质量且具有成本效益的 3D 打印服务，可满足您项目的独特要求。我们的内部打印工厂和技术能力涵盖主要的 3D 打印方法，包括 FDM、SLS、SLA 和 Polyjet。此外，我们为您提供广泛的材料和后处理选项。

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之前的 4 大注意事项 3D 原型制作

3D 打印在原型制作中提供了最好的结果，但在潜入 3D 原型制作项目之前，您需要考虑一些因素。这将帮助您充分利用您的项目。它们包括：

3D 打印材料

如上所述，您的 3D 打印项目有多种材料可供选择。根据您的需要，多样化的材料提供了操纵设计属性、赋予灵活性、透明度等的机会。

但是，在选择材料之前，您需要检查以下方面：

● 价格

这是许多企业最重要的考虑因素之一。您的目标是有助于降低成本同时提供必要性能的材料。例如，您希望在转向金属 3D 打印之前使用塑料开始早期原型制作阶段。这种选择比全程使用金属更具成本效益。有几种塑料材料可为您提供经济的解决方案。

● 材料的准确性和质量

3D 打印原型可以让您完美地了解最终产品的外观。因此，您的模拟是创建一个功能原型。因此，您的材料选择必须与项目的复杂性保持一致。您还需要了解材料的机械性能，以确保其适合您的项目。

● 材料设计指南

不同的材料有不同的设计指南。选择材料时，请确保检查尺寸和几何形状是否与材料属性一致。如果您的墙壁太薄而无法使用不合适的材料，则该文件可能无法打印。结果，该过程将适得其反。

产品应用

在做出决定时，您的产品应用也应该是优先事项。假设您正在设计一个必须复制最终产品美学的原型。在这种情况下，您应该选择分辨率更高的 3D 打印技术。否则，您可能需要为后期处理进行预算。另一方面，如果您需要功能原型，您应该选择提供出色公差的技术。

3D 打印技术

各种 3D 打印技术都有其独特的构建风格、材料特性和设计限制。您选择的方法将决定您对设计所做的调整，例如偏移和差异。 Polyjet 允许您结合硬质材料和柔性材料。它还投射透明度和全彩。

另一方面，立体光刻 (SLA) 可以构建具有光滑表面光洁度的零件。如果美学是一个主要问题，这些过程是最理想的。相比之下，选择性激光烧结 (SLS) 和熔融沉积成型 (FDM) 更适合功能原型。这些技术用不同的材料制造耐用的零件。因此，您的选择将取决于您的项目要求。

文件格式

建议以正确的格式发送您的 CAD 文件，以确保出色的构建。 .STL 文件格式是最流行的构建和设置。虽然您可以将原生 CAD 文件转换为 .STL 格式，但如果您不使用原生软件，可能会出现一些问题。最好的文件只有一个没有非共享边的外壳。您的文件还必须指明测量单位。这将有助于减少潜在的错误。

用于打印原型的最佳 3D 材料

虽然 3D 打印是目前最好的原型制作方法之一，但您需要选择最好的材料才能充分利用您的项目。 3D 打印原型有多种材料，您的选择取决于您的项目需求。以下是一些最常用的 3d 原型打印材料。

尼龙 PA12

这是一种白色塑料材料，是最实惠的原型制作材料之一。尽管成本相对便宜，但尼龙 PA12 具有出色的机械性能。它来自精细的聚酰胺粉末，非常适合原型制作和生产运行。这种 3D 打印材料最适用于选择性激光烧结 (SLS) 技术。

多射流融合 PA12

这种材料是灰色塑料，非常适合原型制作和生产。 Multi Jet Fusion PA12 的原始版本是市场上最便宜的选择。您可以以低成本轻松进行更改。此外，使用这种材料可以为您提供耐磨和耐刮擦的产品。这使得它们对原型测试很有用。 Multi Jet Fusion PA12 还对天气稳定、紫外线稳定和光稳定。因此，它是在户外条件下进行测试的完美选择。

原型树脂

这种树脂更适合非功能性原型，您不想将其用于大型生产运行。每当您希望制造高度详细的组件时，原型树脂都是完美的选择。它提供光滑的表面光洁度，类似于用塑料注塑成型制造的产品。这种材料最适用于立体光刻 (SLA)。

解放军

熔融沉积成型 (FDM) 是一种有趣的技术，特别适用于聚乳酸 (PLA) 细丝。 PLA是一种用户友好的材料，具有高刚度和强度。它具有较低的打印温度和最小的翘曲，使其成为最简单的 3D 打印材料之一。它也是一种廉价材料，可为许多不同的应用制造可靠的零件。如果美观和精细的细节是一个主要问题，那么 PLA 应该是您的首选材料。

TPU

如果您的 3D 打印原型项目需要柔性塑料，TPU 是完美的解决方案。这种材料具有橡胶的特性，包括高弹性和高强度。因此，如果您需要一些灵活的东西，它将适合您的原型设计项目。这种材料的组件具有抗疲劳和抗应力的能力，也是最终产品的绝佳选择。

结论

快速 3D 原型制作是一种有效的制造过程，可实现更快、更好的工程设计。它加快了您的工作流程并消除了传统原型设计周期的瓶颈。使用 3D 打印原型可节省成本并缩短上市时间，同时提供更轻松的设计测试和整体原型制作优势。在深入研究任何 3D 打印项目之前，您需要考虑将与之合作的制造合作伙伴。

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