試制品或小批量產品能否用3D打印加工?

發布日期: 2024-06-07

3D打印機是一種利用樹脂或金屬等材料在現實中制造虛擬3D形狀的機器。作為一種未來派機器,它吸引了眾多關注,有時甚至被視為“可以制造任何東西的機器”。我們也能從新聞中看到或聽到,其最終產品主要是為一些飛機和豪華汽車制造的。但實際上,它在精度等方面還有很多“做不到”的地方,尤其是在將其用于制作樣品零部件等(非業余愛好)目的時,更需要注意。本節我們將介紹3D打印機能做什么、不能做什么以及注意事項。

3D打印機在精度等方面還有很多“做不到”的地方,尤其是在將其用于制作樣品零部件等(非業余愛好)目的時,更需要注意。

 

 

?3D打印機才能實現的形狀

許多形狀只有3D打印才能實現。

許多形狀只有3D打印才能實現。 例如,可以制作遮擋形狀或無錐度的高立壁形狀等,而使用模具進行的樹脂加工則很難實現這樣的效果。另外,無論是樹脂材料的3D打印還是金屬材料的3D打印,都可以制造出傳統加工方法無法實現的形狀,例如,為減輕結構重量而將結構內部材料制造成網狀結構。因此,3D打印機在集成和成型復雜零部件或在結構上創建復雜流道等工藝中表現出色。由于不需要模具,3D打印也適用于試制目的的小批量生產。

 

?3D打印面臨的課題

另一方面,3D打印也存在著課題。包括精度低、以及包括后處理在內的工時問題。

另一方面,3D打印也存在著課題。包括精度低、以及包括后處理在內的工時問題。3D打印的發展令人矚目,其成型零件的精度也在逐年提高。然而也存在與傳統的注塑、切削加工等工藝相比,加工難度仍然較大的實際情況。雖然層積間距越來越細,誤差越來越小,但仍難以消除層積過程中產生的分層不規則以及誤差。即使是對樹脂材料進行光學造型,也必須在成型后進行拋光等后處理加工,才能獲得表面光滑的零件。因此,要想在不進行額外加工的情況下將這些零部件與其他零部件組合在一起仍然很困難。電影中所描述的“3D打印制造的武器立即用于戰斗”的情況在現實中還無法實現。除了將熔化的樹脂層積成型的方法之外,還可以使用激光固化樹脂溶液,或者使用激光固化金屬或樹脂粉末的方法,但此方法還需要去除未固化部分的材料。特別是在使用粉末材料制作復雜形狀時,必須用抽吸機等仔細去除殘留材料。特別是在金屬材料的3D打印機中,通常需要同時成型一個類似支撐夾具作用的部件,以防止零件在成型過程中失去平衡。除去此支撐物也需要耗費大量時間和精力。由此可見,3D打印不僅在成型過程中需要大量工時,在成型前和成型后也需要大量工時。因此,盡管成型本身很快,但要制造出可以實際使用的零部件則會花費大量時間和成本。

 

?使用3D打印機前需要了解的事項

另一方面,3D打印也存在著課題。包括精度低、以及包括后處理在內的工時問題。

許多3D打印公司都提供“輸出服務”。就像其他進行樹脂加工或金屬加工的企業一樣,只要向他們提供數據,他們就會據此制作出形狀。利用這種“輸出服務”,即使不熟悉3D打印的人也可以獲得3D打印成型的零件,且無需購買3D打印機。這項服務對于小批量生產和試制品制作非常友好。不過,如上所述,用3D打印機成型產品,其實也需要相當多的工時。因此,成本顯著低于其他加工工藝的情況并不多。建議首先了解加工產品的必要性、工作量和成本,而不是從“看起來很方便”的模糊印象開始。購買3D打印機時也要注意。如上所述,有些加工是3D打印機也做不到的,或者不擅長的。另外,為了達到更好的精度,積累專業技術也是必不可少的。此外,材料成本和后處理成本也不低。因此,在有些情況下,精心購買的3D 打印機并沒有得到充分利用。

 

?總結

雖然3D打印機給人的印象是“無所不能的神奇機器”,但實際上它和其他加工機器一樣也有其優缺點,而且需要滿足各種條件才能制造出可用作實際產品的加工品。雖然它在試制品方面取得了一定進展,但要將其用作實際產品仍面臨許多課題。另外,加工前后花費的工時和技術經驗的積累等也至關重要。不要一開始就認為它易于使用,而是要確保在使用前了解其特征。

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