智能DFAM设计解锁生产级增材制造
发布于2023年9月27日
用增材制造复刻现有零件可行，但很难充分发挥技术潜力。为实现最大性能、成本节约和材料效率，应从零开始、牢记增材特有的机遇与约束进行设计 — 即应用面向增材制造设计（DFAM）原则。
DFAM将成熟的可制造性设计（DFM）概念延伸，将工艺规划直接融入产品开发。DFM聚焦聚氨酯铸造、注塑成型等传统方法，DFAM则为工业级增材工艺量身定制设计，平衡竞争因素以产出最高效、最具成本效益的零件。
创建生产级组件远不止按下"打印"。DFAM指导设计师在大幅缩短交期、消除模具费用、最大化设计自由度的同时，达到传统制造同等性能。尽早嵌入DFAM指南，团队可充分捕获增材制造的战略优势。
以下关键DFAM原则将原型级增材构建与真正生产级零件区分开来：
最小化悬垂、减少对支撑的依赖
增材构建每层依赖下层支撑。大悬垂或开口特征常需额外支撑结构防翘曲、保公差。遵循DFAM最佳实践的设计可自支撑，减少材料浪费和后处理。若支撑不可避免，调整零件方向使支撑残留在非可见区域，从而减少打磨和精加工时间。
零件方向
增材打印机可从多角度构建零件，但构建方向影响表面光洁度和尺寸精度。因微小偏差即可突破公差，早期设计阶段评估多种方向有助识别满足规格并精简生产的最优构建方向。
整合多部件组件
传统制造需多部件组件的复杂几何，增材方法常可融合为单一体，削减装配工时和成本。例如Steelcase重新设计扶手盖时，我们将三部件组件转化为具多功能区的无缝单件。
利用生成式设计优化零件
增材制造解锁独特几何，让设计师使用生成式工具 — 拓扑优化、晶格结构等 — 基于数百变量定制零件内部架构。晶格设计实现不同区域强度和材料密度的精准控制，使单一零件满足多样性能需求。
最重要的增材制造设计考量
这些指南虽有价值，但采用生产级增材制造的最大障碍仍是产品设计技能缺口。最关键一步是从一开始就引入增材制造专家。他们能推荐优化成本和性能的设计修改，并知晓如何利用按需生产、虚拟仓储等供应链效率。越早与资深AM设计工程师合作，转型收益越大。
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