为什么增材制造正在彻底改变生产：主要优势

增材制造 (AM) 俗称3D打印，是通过分层添加材料来创建物体的过程。这种方法与减材制造相反，减材制造是通过切割实心材料块来制造物体。 AM可以使用各种材料，包括塑料、金属、生物材料，甚至可食用材料。最近，由于熔融沉积建模 (FDM)、立体光刻 (SLA)、选择性激光熔化 (SLM)、材料喷射以及其他扩展其应用和功能的 3D 打印技术的进步，其受欢迎程度激增。

与传统制造方法相比，增材制造具有许多优势。由于计算机模型和设计可以轻松地以电子方式传输或通过互联网共享，因此增材制造使企业能够快速且经济高效地开发用于产品测试的功能原型。此外，它还支持有限的生产运行，而无需担心传统生产线的最低限度或产能限制。这种灵活性还允许快速调整设计，在整个生产过程中根据需要进行修改。 

增材制造的主要优势

以下文章介绍了增材制造的四大优势，重点介绍了最近的技术进步，这些进步使其成为未来的首选制造方法。这些优势说明了当今增材制造的变革潜力。随着行业越来越多地采用这项技术，从复杂的设计能力到加速的生产时间表，这些好处正在重塑制造格局。

自由设计和创新

产品工程师可以信赖的一件事是修改和重新设计的不可避免性，这使得适应性成为工程的一个重要方面。增材制造通过实现快速迭代并将创新和设计带到最前沿来支持这种动态。它不仅仅是简单地创建物理零件，还使工程师能够在生产过程中享有创造性的自由，而不会产生与传统制造和加工相关的时间或成本损失。这种灵活性是增材制造的主要优势，为高效且经济高效的设计调整提供了机会。考虑到超过 60% 提交的模具和机加工设计在生产过程中进行了修改，这一点尤其正确。这是一个很大的数字，在传统制造中，这很快就会导致成本和时间延迟的大幅增加。增材制造通过摆脱传统的静态设计来解决这个问题，同时允许工程师以最小的额外成本同时尝试多个迭代或版本。

这种不受处罚的动态设计和创新自由带来了巨大的回报：加快了生产时间、提高了产品质量、产品设计更加多样化，并最终提高了产品产量。对于企业来说，这意味着通过简化生产和更快的上市时间来增加收入的潜力。

支持绿色制造

很明显，增材制造显着简化了传统制造和生产方法。这种压缩过程还意味着环境足迹更小。当考虑钢铁开采过程或传统制造所需的重组过程时，很容易理解为什么增材制造被视为可持续的替代方案。

虽然增材制造确实需要电力，但其能耗通常低于许多生产零件的传统制造方法。此外，它通过仅使用每个零件所需的材料来最大限度地减少浪费，并且增材制造工艺中使用的某些塑料是可回收的。增材制造对于车辆和飞机的轻量化应用也非常有效，这对于减少燃料排放至关重要。使用增材制造工艺生产的组件使制造工程师能够构建具有半空心蜂窝内部的实心零件。这些零件保持着与实心零件相当的优异强度重量比。然而，主要区别在于，这些部件比传统的减材制造方法轻 60%，从而显着降低了最终产品的燃料成本和环境影响。

通过工厂物理学改善底线

提高公司利润的最有效方法之一是降低风险并提高可预测性。通过工厂物理原理，数字增材制造技术改变了以前不可预测的生产方法，并通过分析和平衡工厂工作量使其变得可预测。借助 Xometry.com 等在线报价引擎和 CAD 软件的自动体积计算，工程师可以接收实时交货日期。 

此外，增材制造机器具有明确的容量，可以连续跟踪和监控，从而实现工厂负载的精确管理和自动化。这使得定价变得动态，能够立即响应工厂物理指标（如负载和容量）。它还为工程师提供了控制成本的可靠方法，降低了调度不可预测性和供应链中断的风险。 3D 打印机和其他增材制造设备甚至可以在生产开始之前读取 CAD 文件来确定构建时间和材料要求。这使得能够更好地规划产能，为客户提供准确的交货日期，并通过不间断地预测未来需求来安排工厂产能。

快速获取零件

在这一点上，按需零件可用性可能被认为是增材制造的关键优势，这是正确的，因为立即获取零件可以促进更敏捷的产品开发和设计流程。  这一优势增强了迭代和重新设计的灵活性，不受传统制造的限制。速度在增材制造的每个阶段都至关重要——从报价、生产到运输。这适用于在传统制造规模化之前用作桥梁解决方案的最终用途零部件。 

无论如何，大多数最终都会以增材制造作为技术之间的桥梁。这就是我们 Xometry 提供增材和减材制造服务的方式。例如，假设一家为汽车制造商生产传统零部件的供应商出现问题，一台机器可能需要停机维护，或者他们的机器利用率为 100%，但没有能力生产所需的零部件。汽车制造商可以求助于 Xometry 等增材制造公司，立即生产所需的热塑性塑料件，以维持工厂运转。如果没有这些按需零件来实现连续生产，工厂将闲置数周，从而使公司损失数千美元的收入。

增材制造对政府应用影响的另一个例子是它在确保武装部队按需提供关键救生设备方面发挥的作用。当军用手电筒的生产（对于士兵巡逻和执行夜间任务至关重要）因重新装备而暂时停止时，增材制造提供了一个关键的解决方案。通过快速验证新的手电筒设计，增材制造无需等待传统加工工艺赶上就可以继续进行组装。如果没有 AM 连夜进行设计调整的能力，延迟时间将至少为 12 周，这是一个可能会影响任务准备情况和安全性的漫长等待时间。

对快速零件生产的需求预计将稳定增长，特别是随着行业逐渐熟悉增材制造等支持技术。传统制造公司已经在投资扩大现场增材制造能力，以更有效地满足需求。  随着采用的不断增加，增材制造提高效率和缩短交货时间的潜力将继续发挥，为向数字优先、全球网络化制造设施的转变奠定基础——像 Xometry 这样的公司处于这一转型的最前沿，在按需、数字驱动的生产解决方案方面开创了进步。 

格雷格·保尔森

作为 Xometry 的高级解决方案工程师和业务开发领导者，Greg Paulsen 的工作涉及工程和增长的交叉领域。他开发制造设计资源，为复杂的定制制造项目提供咨询，并帮助组织从原型转向生产。 Greg 与客户密切合作，根据项目要求（从小批量原型到规模化生产）确定正确的制造解决方案，涵盖 CNC 加工、增材制造、钣金、聚氨酯铸造和注塑成型。

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