制造关键部件的关键注意事项

关键部件或组件是指如果它们发生故障或损坏，可能会严重影响其应用程序的性能或可能危及最终用户的安全。正因为如此，关键部件通常要遵守严格的监管标准，并且一些行业具有特定于市场的要求，旨在确保设备和应用程序的最佳功能，同时最大限度地提高用户或消费者的安全。

关键部件的一个例子是航空航天工业中的地面支持设备。这些部件用于支持飞机在地面上的移动和维护。地面支持设备直接与飞行关键部件相互作用，突出了满足行业严格的机械和安全法规的地面支持设备的需求。如果设计和制造得当，技术人员可以在现场安全自信地使用这些部件，并确保其固有的可靠性。

关键部件制造商应始终如一地制造出符合行业特定法规的极其精密的部件，而这通常与高生产成本和长交货期有关。

然而，增材制造技术的发展已经开始改变工程师设计和生产关键部件的方式。创造实用、高质量的关键部件有很多因素，本文将涉及其中三个：工程设计、制造工艺和材料。

产品设计注意事项

为了优化关键零部件的设计，需要考虑几个因素。其中包括将使用该部件的行业、应用和环境；可预见的误用的可能性；以及最终用户的培训和期望。

首先，了解行业和用例可以让产品设计人员为特定需求做好准备。例如，医疗行业对关键部件的使用和制造这些部件的可行材料有严格的要求。其他物理和化学方面的考虑因素包括防潮等级以及部件是否可以使用某些化学物质进行消毒。

通过熟悉行业以及产品在预期环境中的预期性能，工程师将更好地了解如何优化零件设计。

这延伸到零件预期承受的载荷和压力，以及这些载荷的施加频率。如果零件有可能出现疲劳，工程师还需要考虑零件的生命周期，以便调整他们的解决方案以匹配。

最终用户是另一个关键因素。例如，与受过培训的人员相比，消费产品往往需要更直观的设计。了解最终用途后，工程师可以进行风险评估，以确定零件是否可以以非预期方式使用，以及与可预见的误用相关的风险。

制造工艺注意事项

关于增材制造的一个常见神话是，它只适用于原型制作，而不适用于制造可行的生产部件。但是，在许多情况下，增材制造方法在制造关键零件时提供了更好的选择，因为它们使工程师能够比传统方法更轻松、更高效地制造零件。

以微流体医学领域为例，它涉及组织和血液采样、分配药物或少量液体。该行业依赖于允许进行此类流体传输的组件——一般来说，传统的制造模式无法创建这些组件。

这些产品通常使用增材制造制造，因为替代方案是使用注塑成型和微注塑成型的复杂且昂贵的加工工艺。这两者都可能需要数周或数月才能达到增材制造在一天内所能达到的效果。

此类情况下的增材制造加快了测试周期并大大缩短了上市时间。此外，虽然注塑模具的成本很容易达到 10 万美元，但增材制造方法承诺的价格更低，每件不到 100 美元。

许多关键组件应用程序需要使用小体积和精确的功能。当试图通过传统方式用塑料制造这些零件时，工程师必须以极高的精度加工它们或制造将塑料注入其中的模具，这都会增加生产成本并延长时间。

另一方面，添加方法允许制造商在没有模具的情况下制造关键部件，因此他们无需考虑工具如何影响最小特征尺寸或进行模流分析。

材料考虑

确定关键部件的理想特性是确定哪些材料最适合给定应用的关键。需要承受高温的零件可能需要由与需要一定程度的柔韧性或冲击强度的零件不同的材料制成。通过概述零件预期的特定应力、载荷或外观，工程师可以快速识别材料或材料族，从而为应用提供最佳零件。

增材制造在这里也发挥了作用。虽然大多数 3D 打印工艺传统上都需要硬质塑料，但 Carbon Digital Light Synthesis™ 允许工程师使用更柔软的材料，例如弹性聚氨酯或硅胶，这些材料可用于需要提供阻尼、减震或密封的物理兼容部件的应用特点。

通过增材制造开发关键部件

最终，关键部件和组件必须满足两个关键要求：它们应该能够根据预期应用的要求执行，并且如果它们随着时间的推移而退化或发生故障，它们应该在不对用户造成伤害的情况下这样做。

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