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方法概述
有一句名言被认为出自文艺复兴时期伟大的艺术家、诗人和减色剂制造商米开朗基罗之手。当被问及他是如何用一大块大理石创造出他的杰作《大卫》时,他说他只是“凿掉了所有看起来不像大卫的石头”。
作为工程师和艺术家,在我们努力实现一个想法之前,我们必须考虑在这个过程中使用的最佳工具。
从最基本的意义上说,制造方法可以分为两大阵营:加法和减法。添加方法包括熔融沉积建模和立体光刻,通过堆叠连续的材料层来创建部件,从底层开始形成部件的形状。
减法包括加工操作,如铣削和61beplay体育 、激光切割、线切割beplay sports 就像米开朗基罗将大卫从粗糙的大理石中解救出来一样。
在考虑在产品开发周期中使用哪种制造方法时,请继续阅读以下主要考虑事项。
4 .方法选择的注意事项
在决定使用哪种制造方法时,有四个广泛的考虑因素将帮助您做出决定:
- 材料选择
- 一部分数量
- 部分几何
- 项目进度和部分修改
在评估这些考虑因素时,您将更好地理解您的项目需求,这将为您指明适合该工作的最佳工具。
1.材料选择
对于大多数塑料:添加剂
在添加剂生产中,最常见的材料仅限于越来越多的塑料材料,包括:
- ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)
- 解放军(聚乳酸)
- 聚乙烯醇塑料
- 尼龙
- 树脂
最近,陶瓷和金属也进入了3D打印领域,显著拓宽了可以想象的3D打印的部件类型。然而,这些材料目前只能在特殊机器上印刷,价格很高,所以它们还不适合大多数生产需求。
注意,小批量铸造的零件可以使用3D打印的零件来创建一个硅胶模具,用于铸造各种材料。
更多的材料种类:减法
减色法可以利用多种材料,包括:
- 工程金属,如铝和钢
- 木
- 泡沫,比如聚苯乙烯或结构泡沫
- 陶瓷
这种材料的多样性可以给你更多的灵活性。所以,如果你要制造一个非常大的零件,例如,你可以选择从一块泡沫核心上切割,这将比生产一个非常大的3D打印塑料零件要便宜得多。
2.一部分数量
用于小批量生产:添加剂
由于其速度和相对单位成本低,添加方法通常很适合原型或小批量生产运行范围内的1到10个零件。3D打印机还可以在一次操作中生产一套完整的不同部件,这实际上是不可能通过使用像铣床或车床这样的减色法来实现的。
对于大批量生产:减法
当你需要生产大量的零件时,像机加工这样的减法通常仍然是正确的方法。现代数控加工方法能够产生高度的部分对部分的重复性,可以在相对较短的时间内输出大量的相同的零件。
此外,注塑塑料组件的模具是使用钢模具创建的,使用减法制造方法生产。
3.部分几何
用于有机表面和复杂特征:添加剂
虽然数控铣机器不断改进,加法法仍然是生产复杂几何零件最有效的方法;3D打印机可以制造出机器无法制造的功能,比如“捕获”组件。
请记住,用3D打印机创建的零件的精度和复杂程度将受到最小层厚度和材料类型等因素的限制。可能需要更高端的材料和机器来达到期望的特征精度水平。
尺寸精度和重复性:减法
当涉及到普通功能特征的精度时,如平面、钻孔和攻丝孔、对眼和配合部件,减法通常会产生可重复性和尺寸精度最高的结果。
这主要是因为减法可以使用非常密集、坚硬的材料(如钢和铝)制造零件,这些材料可以加工到非常高的精度。
4.项目进度和部分修订
为了更快的交付时间和迭代原型:添加
3D打印最好的特点之一是与机加工零件相比的交货时间。使用添加剂技术可以更快地迭代和测试修改后的设计,从而缩短生产周期。
相反,对已加工零件的零件修改可能需要改变已编程的刀具路径、设置和加工操作的数量——这些变化都需要花费大量的时间。
这里的最佳实践是,在使用机加工方法制造部件之前,对一个零件设计原型进行多次3D打印迭代,以测试适合性和功能。
主要收获
每个工作都有一个最好的工具,要在加法和减法之间做出正确的选择,请考虑您的设计需求。
首先,你可以问自己3个问题:
1.你的产品有哪些特点?
- 小有机和复杂的特征→添加剂的方法
- 大的或尖锐的特征,钻孔和攻丝孔或其他紧固特征→减去的方法
2.你想用什么类型的材料?
- 热塑性塑料和树脂添加剂的方法
- 材料如金属、木材或泡沫→减去的方法
3.你们想生产多少件?
- 小批量生产或迭代原型制作→添加剂的方法
- 大批量生产运行→减去的方法
通过对设计标准的评估,您将清楚地了解生产周期每个阶段的最佳方法和工具。