复合材料是两种或多种不同材料的异质混合物，它们结合在一起以克服每种材料的个别限制，并在整体上制造出更强大的产品。复合材料的最终性能最终取决于制造它的材料的物理和化学性能。 然而，一般来说，复合材料可以通过添加纤维进行机械强化。纤维增强可以增强强度、弹性和可制造性，但到何种程度取决于纤维本身的位置或纤维取向。 但是，纤维取向如何影响部件在最终用途中的质量和性能？以下是您需要了解的有关纤维取向的所有信息 - 以及工程师的主要注意事项。 什么是纤维取向？ 注塑成型中的纤维取向是指单根纤维的排列方式，以促进纤维增强聚合物复合材料中的最佳结构排列。当注入的材料流经模具时，由此产生的纤维排列改变了模

作者：Izzy de la Guardia，Fast Radius 应用工程师 虽然全球大流行揭示了我们供应链中的许多漏洞，但它也孕育了创新。特别是，3D 打印使专业人士和爱好者能够以前所未有的速度和可访问性将他们的恐惧转化为行动。我们在创建开源呼吸器设计时亲身体验了这一点。 以下是对该过程的一瞥，以及我们如何利用 3D 打印、跨职能团队以及我们公司的个人和专业网络在短短两周内创建四个不同的原型并进行三个用户测试会话。 快速原型设计和用户测试 随着许多美国人在 3 月中旬开始就地避难，在对个人防护装备短缺的担忧日益加剧的情况下，Fast Radius 收到了多份关于 3D 打印呼吸器的请

桥梁工装，有时也称为快速工装，是一种快速制造生产所需工具的过程，这样制造商甚至可以在最终工具准备好之前就开始生产。 永久性生产工具需要经得起反复使用，这就是为什么模具等工具通常由硬化钢制成的原因。这些模具可以生产出高度精确且高度一致的零件，但制造它们可能需要数周和数万美元。 对于一些生产订单，额外的交货时间可能不是一个重要因素，但当供应不足或需求高于预期速度时，它就会成为一个令人担忧的问题。制造商可以求助于聚氨酯铸造​​等方法，这使他们能够开始生产以满足即时需求，直到永久性工具可用为止。 聚氨酯铸造​​如何简化生产过程 注塑成型对于大批量生产非常经济，但对于小批量生产或高度定制的零件来说

在我们最新的 Fast Minute 视频中，我们分享了如何使用衍生式设计来优化 3D 打印零件的形状。 成绩单： 衍生式设计是工程领域的最新流行语，但它不仅仅是一种时尚。 让我们了解什么是衍生式设计，以及它如何与 3D 打印结合使用以做出更好的设计。 衍生式设计是一类优化零件形状的数字工具。它结合了快速模拟和强大的优化算法，只将材料放在需要的地方。 结果是一个复杂的有机外观结构，如果没有增材制造，这是不可能制造出来的。 以这个为加工而设计的示例零件为例。现在将其与生成式设计的等价物进行比较。 它不仅看起来很酷，而且实际上是一个更好的部分。 并考虑在车辆上使用该部件 - 减轻重量

聚氨酯铸造​​是一种通用的制造工艺，可始终以生产级质量生产柔性或刚性塑料零件，但无需与注塑成型相关的费用。出于这个原因，聚氨酯铸件往往有两个主要用途：原型制作和小批量生产运行，这不足以证明耗时的硬模具成本是合理的。 铸造聚氨酯工艺从一个主模型开始，该模型可以使用 3D 打印、CNC 加工或客户提供。将图案放置在模具盒中，模具盒中充满液体硅胶，并使其固化过夜。然后通过外科手术将硅胶块切成两块，释放主图案并创建用于制作零件的额外副本的模具。将两块硅胶重新组装在一起，型腔内填充聚氨酯浇注树脂，然后将模具置于加热的真空室中进行固化。最终结果是主图案的 1:1 比例复制品，几乎不需要（如果有的话）后期

模流分析是指使用软件模拟注塑成型生产周期的过程。利用特定制造材料的物理特性，该软件能够预测在注塑过程中模具的填充方式。 模流分析在设计阶段被证明是有用的，因为它允许工程师在创建用于生产的实际模具之前测试原型的潜在问题，如收缩、翘曲、下沉、剪切应力、潜在的空气陷阱或不正确的填充模式过程。除了使用增强热塑性塑料时的纤维取向外，它还可以预测模具在注入加压熔融材料时和冷却过程中的反应。 这些预测对工程师很有用，工程师可以根据需要根据模拟调整模具，以创建高质量、设计优化的零件。然而，虽然模流分析非常有用，但该软件可能很昂贵。此外，某些应用程序可能不需要分析。模流分析对于具有严格公差、复杂几何形状的零

在制造业中，“复杂几何形状”是指具有 3D 设计的零件，具有底切、空心空间或复杂的内部结构等特征。复杂的几何形状可以反映更圆、更有机的结构，这使得使用传统制造方法（如铸造、CNC 铣削或 CNC 车削）制造它们极其困难或成本高昂，所有这些都依赖直刀来去除材料。 解决方法是创建具有多个组件的零件，这些组件一旦制造出来，就会被固定在一起。制造过程中的这些额外步骤会迅速推高生产成本，以及上市时的每件成本。 然而，事实证明，增材制造工艺是制造几何复杂零件的更有效方法。这是因为增材制造方法通过一次添加一层材料来制造零件，从而使工程师和设计师能够将具有相关几何形状的零件（即使是具有开放内部空间的零件）

“快速原型制作”（RP）是指在产品生命周期的设计阶段使用计算机辅助设计（CAD）快速制造物理产品。它可以在从概念创建到最终测试的整个设计过程中使用。有效的快速原型设计可帮助工程师及早避免潜在的陷阱，提高产品的整体质量，并加快产品上市速度。快速原型制作还可以直接从 CAD 文件中快速复制复杂的几何图形，而无需任何工具。 原型有两种类型：低保真和高保真。低保真原型是在设计周期的早期阶段使用的粗略模型，可帮助设计师和工程师了解概念的形式和功能，从而使他们能够快速改进设计。高保真原型几乎是最终设计的精确表示，用于验证产品的性能、外观和人体工程学。 快速原型制作是添加剂的主要优点之一，但很难知道使用

选择材料是工程师或产品设计师可以做出的最重要的决定之一。零件的材料将直接影响其机械和化学性能。例如，使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS) 和聚碳酸酯 (PC) 的混合物，将为注塑件注入 PC 的强度和耐热性以及 ABS 的柔韧性的独特组合。 作为跨行业不断向更可持续、更环保的材料转变的一部分，传统和增材制造服务提供商近年来都在环保材料上投入更多资金。生物塑料已成为石油基塑料的流行替代品。据European Bioplastics称，预计到2023年，全球生物塑料市场将增长25%，全球生物塑料产量预计将达到每年2620万吨。 为了纪念地球日，我们正在研究 PLA 生物塑料。以下是您需要了解

世界各国最终将从应对 COVID-19 过渡到恢复，但这次疫情的影响会立即感受到并且可能会持续很长时间。除了经济影响之外，地球正在经历快速的短期变化，例如全球温室气体的减少以及洛杉矶和旧金山等城市的空气质量因社会疏离措施而得到改善。 整个人口行为的突然转变为环境创造了意想不到的好处。这些积极影响向我们表明，我们可以减少对地球的影响，以防止未来几年发生全球气候危机。 目前，制造业占所有温室气体排放量的 21%，但我们今天在与 COVID-19 的斗争中吸取的教训将帮助我们改善明天在世界各地制造和运输物品的方式。以下是我们如何在危机中应用创新和独创性的例子，继续与气候变化作斗争。 供应链创新

作者：Fast Radius 联合创始人兼总经理 John Nanry 制造业领导者正在努力应对当前紧急情况的紧迫性。我们正在经历我们一生中从未见过的供需波动，而 COVID-19 大流行将继续严重影响我们的社会和经济数月之久，即使不是几十年，也有数年甚至数十年的残留影响。 虽然没有历史先例可以指导我们，但制造商有两个明确的义务：首先，我们需要迅速转向制造救生医疗设备，以治疗病人并确保我们的人民安全。其次，我们需要为我们的客户、员工、股东和整个经济的健康维持我们的业务。 这些天很难找到明确的解决方案，但这里有一些好消息。数字制造，尤其是工业级 3D 打印，为公司提供了现在可以用来降低业务

创建金属部件后，通常的做法是对外部进行表面处理以满足视觉或性能要求。精加工工艺可以提供许多好处，从提高零件的耐用性和抗锈蚀性到更高的电阻或扭矩公差。 在本文中，我们将介绍一些最广泛使用的金属表面处理工艺，以及每种工艺的工作原理，以及使用这些流行表面处理的一些常见应用。 机械过程 刷机 由于制造过程，许多金属部件具有粗糙的边缘、毛刺或其他表面瑕疵。去除这些缺陷的一种有效方法是刷涂，它使用砂带或钢丝刷使零件的外部具有均匀、平行的颗粒表面纹理。 抛光 抛光使用布轮对零件表面进行抛光，从而产生光滑光滑的无纹理饰面，非常适合装饰件。抛光抛光也可用于圆边。由于布轮范围的限制，复杂或易碎的零件或具

在设计零件时，了解可比材料之间的关键差异非常重要。例如，错误地使用热塑性塑料而不是热固性塑料来制造一种可以承受高温的产品会产生灾难性的后果。 “热塑性塑料”和“热固性塑料”这两个术语出现在许多关于塑料零件制造的相同对话中，但它们不可互换。本文分解了热塑性塑料和热固性塑料之间的主要区别，以及每种材料的主要优势和最佳应用。 热塑性塑料：您需要了解的内容 机械/化学特性 热塑性塑料是具有低熔点的任何塑料材料，在加热时会熔化，在冷却时会变成固体，并且可以在冷却后重新熔化或成型。固化过程是完全可逆的，这样做不会损害材料的物理完整性。 热塑性塑料通常以颗粒形式储存，以便在注塑成型过程中易于熔化。热

表面精加工是数控加工的最后一步。整理可用于消除美学缺陷、改善产品外观、提供额外的强度和电阻、调整导电性等等。 有了所有可用的表面处理选项，产品经理和设计师如何确保他们选择了最好的？幸运的是，有一些常见的饰面具有独特的优势，只需了解每个选项的规格即可。 CNC 加工零件的常见表面处理 加工后 一旦制造过程完成，CNC 加工就会产生具有“加工状态”或“铣削状态”表面的零件。该零件将有小但可见的工具痕迹和瑕疵。平均表面粗糙度约为 3.2 μm。加工后的零件具有最严格的尺寸公差，并且由于不需要后处理，因此生产成本非常低廉。 对于那些更关心尺寸完整性而不是美学的人来说，这种饰面是一个不错的选择。但

使用注塑服务制造零件有许多好处，其中主要是能够以高精度和精确度进行大批量生产。但是，鉴于有超过 85,000 种不同类型的塑料注塑成型材料可供制造商选择，知道哪一种最适合您所需的零件可能会让人不知所措。 选择合适的材料取决于许多因素，最关键的是零件的应用。例如，用于制造注塑儿童玩具的材料显然需要与用于跑鞋鞋底的材料不同，因为每种应用都需要不同的物理特性。玩具需要能够承受小孩反复的钝击，而鞋底应该能够弯曲并为跑步者的脚和关节提供缓冲。了解哪种材料最有利于零件的预期应用，可以帮助您生产出更优质、更耐用的零件。 在本文中，我们将介绍一些最常用于注塑成型的材料，以及每种材料的优点和理想应用。 最常

零件的制造通常需要一个可以填充铸造材料的模具。这些模具是用一个主模型创建的，它本质上是最终产品的复制品——尽管通常比最终对象的预期尺寸略大，以考虑到成型材料的一定程度的收缩。 出于两个主要原因，必须根据严格的标准制作图案。首先，铸件的精确度取决于制造它们的模具，因此需要精心构造图案。其次，模式应该是可重用的；高品质的结构确保它们可以重复使用以创建尺寸精确的模具。 由于这些要求，工程师传统上求助于制模师，即具有工具、模具制造和模具制造知识的高技能工人。然而，制造业的发展现在允许工程师使用传统的减材方法（如 CNC 加工）或 3D 打印来创建主模式。 在决定创建主模式时使用哪种制造工艺时，需

工具或机器工具是每个制造和成型过程的支柱。工具是指制造生产所需的不同类型的组件和机械，如模具、夹具和固定装置。有效的工具可确保制造的产品正常运行，延长产品生命周期，并制造出更高质量的整体产品。 但是，在工具方面，一种尺寸并不适合所有人。例如，聚氨酯成型和注塑成型是常见的密切相关的成型方法，但它们需要不同的加工工艺。如果制造商不匹配工具类型和模具工艺，他们就会得到劣质产品。 制造可靠、高质量的零件需要深入了解哪种加工工艺最适合给定零件。以下是您需要了解的有关软工具和硬工具之间的区别以及何时使用每种工具的信息。 什么是软工具？ 软模具是一种具有成本效益的模具方法，在聚氨酯浇注成型中很受欢迎，

该面罩设计用于在细丝挤出个人级 3D 打印机上打印。从这个页面，您可以下载一个包含 STL 文件和有关面具的信息的包，包括我们如何制作和组装它。 这个面具本身不是过滤器。口罩里有一个地方可以插入过滤器。 此口罩未经测试、批准或证明可减缓或防止 COVID-19 的传播，并且不适合医疗用途。 我们用来制作这个面具的设备： 个人 3D 打印机 解放军 密封材料 过滤器 弹性 聚氨酯或环氧密封剂 在此处下载文件。下载此文件即表示您同意我们的条款和条件。 这是一个正在进行中的开源项目，我们鼓励您做出贡献。随时分享您所做的任何设计改进，我们可能会将它们包含在下一个版本的面具中。 请

数字设计的进步 数字设计和仿真工具改变了工程师和设计师的工作方式。在过去的几十年里，随着计算能力变得更便宜、更容易获得，这些工具变得更快、功能更丰富。五到十年前在超级计算机或高性能集群上运行的大型问题现在可以在您的笔记本电脑上运行。 同时，计算机科学家已经构建了算法和优化方案，例如机器学习和人工智能，可以处理大型数据集并解决具有数千到数百万个变量的复杂问题。 越来越多的工程软件公司正在将生成式设计功能构建到基础 CAD 软件包中，或者将其作为简单的附加组件提供。在其他情况下，生成式设计和拓扑优化工具内置于仿真包中。 模拟包通常比 CAD 附加组件提供更多的切换和控制，但它们也需要运行

我们在 Fast Radius 认真对待假期。我们还致力于使新事物成为可能的使命。 今年 12 月，我们开始了一项使命，将我们的节日精神和增材制造专业知识结合在一起，创造我们的节日经典：胡桃夹子。我们的最终产品是任何传统制造方法都无法制造的。另外，它实际上可以破解核桃。我们是这样做的。 设计 设计过程首先评估了几种不同的拧紧螺母的方法。 最终，我们选择了齿条和小齿轮机构，它将小齿轮（齿轮）的旋转运动转化为齿条（压碎螺母的杆）的线性运动。 该设计为我们的工程师提供了展示他们在增材制造设计方面的专业知识的机会；我们会将这个胡桃夹子制作成一个单独的 3D 打印件，而不是传统上需要