试制品或小批量产品能否用3D打印加工?

发布日期: 2024-06-07

3D打印机是一种利用树脂或金属等材料在现实中制造虚拟3D形状的机器。作为一种未来派机器,它吸引了众多关注,有时甚至被视为“可以制造任何东西的机器”。我们也能从新闻中看到或听到,其最终产品主要是为一些飞机和豪华汽车制造的。但实际上,它在精度等方面还有很多“做不到”的地方,尤其是在将其用于制作样品零部件等(非业余爱好)目的时,更需要注意。本节我们将介绍3D打印机能做什么、不能做什么以及注意事项。

3D打印机在精度等方面还有很多“做不到”的地方,尤其是在将其用于制作样品零部件等(非业余爱好)目的时,更需要注意。

 

 

 3D打印机才能实现的形状

许多形状只有3D打印才能实现。

许多形状只有3D打印才能实现。 例如,可以制作遮挡形状或无锥度的高立壁形状等,而使用模具进行的树脂加工则很难实现这样的效果。另外,无论是树脂材料的3D打印还是金属材料的3D打印,都可以制造出传统加工方法无法实现的形状,例如,为减轻结构重量而将结构内部材料制造成网状结构。因此,3D打印机在集成和成型复杂零部件或在结构上创建复杂流道等工艺中表现出色。由于不需要模具,3D打印也适用于试制目的的小批量生产。

 

 3D打印面临的课题

另一方面,3D打印也存在着课题。包括精度低、以及包括后处理在内的工时问题。

另一方面,3D打印也存在着课题。包括精度低、以及包括后处理在内的工时问题。3D打印的发展令人瞩目,其成型零件的精度也在逐年提高。然而也存在与传统的注塑、切削加工等工艺相比,加工难度仍然较大的实际情况。虽然层积间距越来越细,误差越来越小,但仍难以消除层积过程中产生的分层不规则以及误差。即使是对树脂材料进行光学造型,也必须在成型后进行抛光等后处理加工,才能获得表面光滑的零件。因此,要想在不进行额外加工的情况下将这些零部件与其他零部件组合在一起仍然很困难。电影中所描述的“3D打印制造的武器立即用于战斗”的情况在现实中还无法实现。除了将熔化的树脂层积成型的方法之外,还可以使用激光固化树脂溶液,或者使用激光固化金属或树脂粉末的方法,但此方法还需要去除未固化部分的材料。特别是在使用粉末材料制作复杂形状时,必须用抽吸机等仔细去除残留材料。特别是在金属材料的3D打印机中,通常需要同时成型一个类似支撑夹具作用的部件,以防止零件在成型过程中失去平衡。除去此支撑物也需要耗费大量时间和精力。由此可见,3D打印不仅在成型过程中需要大量工时,在成型前和成型后也需要大量工时。因此,尽管成型本身很快,但要制造出可以实际使用的零部件则会花费大量时间和成本。

 

 使用3D打印机前需要了解的事项

另一方面,3D打印也存在着课题。包括精度低、以及包括后处理在内的工时问题。

许多3D打印公司都提供“输出服务”。就像其他进行树脂加工或金属加工的企业一样,只要向他们提供数据,他们就会据此制作出形状。利用这种“输出服务”,即使不熟悉3D打印的人也可以获得3D打印成型的零件,且无需购买3D打印机。这项服务对于小批量生产和试制品制作非常友好。不过,如上所述,用3D打印机成型产品,其实也需要相当多的工时。因此,成本显著低于其他加工工艺的情况并不多。建议首先了解加工产品的必要性、工作量和成本,而不是从“看起来很方便”的模糊印象开始。购买3D打印机时也要注意。如上所述,有些加工是3D打印机也做不到的,或者不擅长的。另外,为了达到更好的精度,积累专业技术也是必不可少的。此外,材料成本和后处理成本也不低。因此,在有些情况下,精心购买的3D 打印机并没有得到充分利用。

 

 总结

虽然3D打印机给人的印象是“无所不能的神奇机器”,但实际上它和其他加工机器一样也有其优缺点,而且需要满足各种条件才能制造出可用作实际产品的加工品。虽然它在试制品方面取得了一定进展,但要将其用作实际产品仍面临许多课题。另外,加工前后花费的工时和技术经验的积累等也至关重要。不要一开始就认为它易于使用,而是要确保在使用前了解其特征。

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