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为什么增材制造很重要?

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admin 发表于 2020-1-1 13:20:10 |阅读模式 |复制链接

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为什么增材制造很重要?
[size=1.8]撰写者: Cat McClintock
  • 计算机辅助设计
  • 9/24/2019
  • 读取时间:[size=1.8]3.5分钟。

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增材制造(AM)可能已有近40年的历史(是的),但实际应用仅在最近十年左右才开始兴起。如果您正在探索改变游戏规则的技术,请阅读此快速入门,了解它的意义以及重要性。
什么是增材制造?
增材制造仅描述一种逐层构建对象的方法。您通常在CAD程序中设计3D模型,然后将数据发送到机器(有时称为3D打印机)中,然后再创建物理对象。(查看这篇文章,以更深入地定义增材制造。)
它可以使用多种材料和技术。例如,它可能涉及简单的挤出(想象中的塑料层,例如来自热枪的胶水),材料喷射(例如喷墨打印机)或激光熔化的细粉。
实际上,AM非常灵活,您可以发现它如今已用于纳米技术和房屋建筑。这就是每个人都对此感到兴奋的原因:
增材制造正在重写生产规则
增材制造的显着优势之一是它是独立的。也就是说,它不仅可以打印您的对象,还可以创建脚手架以在生产过程中支撑对象。作业完成后,后期生产可能很简单,例如将多余的支撑物折断或将松散的粉末吹掉。
与传统制造相比,传统制造可能需要数周的设置,模具设计和工装才能使第一部分下线。
出于这个原因,增材制造在发明者和工程师中非常受欢迎,尤其是在原型制作过程中。设计完成后,您可以在数小时内创建物理零件。即使您没有自己的机器,也可以将3D CAD模型发送给代理商,并在一两天内将实体零件运回给您。
增材制造消除设计限制
增材制造的另一个亮点是可以创建传统制造方法无法实现的零件。
例如,晶格结构可以帮助您创建比实体更轻且使用更少材料的对象。传统的生产方法(如铸造和铣削)并不适合生产那些复杂的晶格。零件可能无法干净地离开模具。当您从多个方向移走材料时,铣削成本飞涨。
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此设计中的晶格结构将节省材料和重量,但用传统的制造方法生产不经济。
另一方面,增材制造并没有施加相同的限制。切割工具伸入细小缝隙中没有模具或担心。因此,您不必担心机械将如何处理每个梁,节点和单元。
AM也可以与人工智能配合使用。例如,生成设计  是一种AI技术,可根据您指定的需求建议设计。AM的外观通常非常规,甚至可以轻松处理最有机的AI形状。

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设计用于增材制造的零件。生成式设计可以与传统制造方法一起使用,而添加剂通常提供最大的设计灵活性。
可用材料似乎是无限的
直到最近,增材制造材料仍倾向于使用塑料,但这种情况正在迅速改变。麦肯锡的业务分析师说:“ AM可以处理的材料数量正在不断增加。” “已经开发了各种各样的新塑料,以及用于印刷陶瓷,玻璃,纸张,木材,水泥,石墨烯甚至是活细胞的工艺和机器。” 最近,也有数十种金属可供使用。
同时,麻省理工学院和华盛顿州等地的研究人员正在创新将材料混合到单个建筑中的新方法,从而创建具有单一物质无法实现的特性的物体。随着越来越多的材料出现,增材制造有望在不久的将来对产品开发变得越来越重要。
增材制造规模会扩大吗?
如前所述,公司通常更喜欢将增材制造用于原型设计和小批量生产。只需将3D CAD模型发送到机器上,几个小时后,您就可以握住实体零件。
当然,如果您要在几周内订购成千上万的产品,“几个小时后”是不可接受的。这就是为什么大多数公司没有认真考虑AM进行大规模生产的原因。但是,这种情况正在迅速改变。供应商正在追赶,每年提供更快,更高效的零件生产方式。
事实上,一些公司已经成功地使用AM 集体。例如,香奈儿(Chanel)说它将很快使用AM每月生产一百万支睫毛膏刷。德国汽车制造商宝马现在3D打印其i8跑车的基本零件。阿迪达斯通过3D打印批量生产来生产Futurecraft 4D运动鞋中底。
增材制造刺激创新
为什么增材制造很重要?它正在推动设计工程师以新的方式解决问题。工程师不再受制于旧的制造和材料规则的束缚,现在可以探索自己的想象力以寻找新的解决方案。这将导致更具竞争力的设计,更多新颖的材料使用以及更好的整体创新。
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  • 计算机辅助设计


关于作者
Cat McClintock为PTC编辑Creo和Mathcad博客。她从事作家,编辑工作超过15年,曾在CAD,PDM,ERP和CRM软件公司工作。在此之前,她为一家学术出版商编辑了科学期刊,并为医疗设备制造商调整了光学组件。她拥有技术新闻学,古典文学和光电学学位。她喜欢与PTC客户交谈,并了解他们正在从事的有趣工作以及他们使用该软件的创新方式。



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