積層製造的不同優勢

 

此文獻將會分享金屬3D列印的重要特點，“金屬積層製造”的優勢強項。我們將會分享一些可以改變未來並將工業產業帶入新時代的積層製造技術的幾個重要應用與案例，讓讀者更了解如何利用此技術的優勢進行生產以及它如何改變生產和處理方式。

 

 

始終如一: 原型打樣製作 – 更簡單, 更快速, 更便宜 – 但不僅如此而已

 

以上這句標語應該是大家對積層技術的刻板印象。每當我們談論到積層製造製程和技術時，我們都會想到它對於原型打樣製作和研發部門開發產品時的優勢。它加快了決策過程，提升了設計人員的創造力，降低了成本，並縮短了新產品上市的時間。

 

然而，金屬3D列印技術已提升到一個更高的水平，使整個過程變得更加容易。與其它常見的技術不同，它給我們帶來了以下:

 

• 使用最終應用材料和功能性打樣測試的可能性：很多時候，我們會發現公司對於注入新元素的初始設計在增量過程中表現出濃厚興趣。現在，金屬3D列印能讓公司在最終應用條件下可以測試和檢查其功能性打樣元件。這是工作方法論和風險最小化的重大改變，這是安全研發過程的關鍵元素。

 

• 隨時優化設計的可能性：你可能需要添加一個獨特的設計，僅金屬列印能達到的特性，即可以在無需重新列印整個元件的情況下達成。並非所有金屬3D列印技術都提供這種可能性，但多種技術可以添加新元素到現有的元素中。這明顯加快了流程，正如上文所述，使創造研發過程更加安全和便宜。

 

• 增加解決方案的客製化特點：這涉及在工作過程中混合產品原材料的可能性，包括混合粉末，創建出自己的合金材料，同時也可以在過程中替換材料，從而更大程度上實現對所列印元素性質的“客製化”。對於研發者來說，這就像是打開了實現應用更高效率和更安全的另一扇門 。

 

 

 

金屬3D列印證明了量產是可行的

 

上述列舉的特點在大規模生產中也能被有效應用。然而，金屬積層製造技術的主要優勢之一是製程的效率和可用效率的範圍。有些技術每小時只能生產幾克，但也有一些設備可以每小時列印超過30公斤的零件。

 

這與使用各種原材料的結合，從頭開始設計零件時考慮到零件內部結構，縮短生產時間以及對解決方案進行更大程度的“客製化”，是未來生產方法的一個里程碑。其它額外的優勢包括：

 

• 人工干預的最小化：由於製程原材料的標準化和生產設備的高度標準化（通常不需要額外的生產工具），我們將大幅減少對服務人員的需求。在極端情況下，生產甚至可以在遠距離進行。

 

• 3D列印作為製程的一部分：金屬3D列印的一個關鍵元素是，所列印的元件可以在當前使用的設備中進行加工。由於金屬列印使用的原材料也是金屬，因此目前製程中所使用的任何機械和侵蝕性化學後處理方式都不變。這進一步展示了不同積層製造技術的巧妙之處，導入現有的製程中非常簡單。

 

• 混合式/整合式解決方案：一些使用金屬3D列印的設備還具有與當使用的設備（如CNC機器或機器人）在生產過程中整合起來的可能性。這個特點進一步擴展了目前製程的能力 - 創造出整合式解決方案。例如，在一個CNC設備中結合積層和減材技術。這可以顯著改變生產過程 - 使製程各方面都更加優化。

 

TIP: 想了解更多Meltio的製程，請參考 Meltio DED直接能量沉積成型3D列印技術的優勢.

 

 

 

 

更強的耐久性：產品和生產過程的“結構”優化

 

一直以來，大家都認為3D列印的主要特點之一是能夠在重量和強度方面優化所列印的零件。金屬3D列印在這方面其實能更上一層樓。在積層金屬產業中使用的許多技術創造出具有比在傳統鍛造或鑄造製程中獲得機械強度更強的零件。

 

這主要是因為這個製程被“集中”到一個特定的小點或區域，能達成更好的控制。像少數積層製造技術之一 - 金屬3D列印 - 能夠在各向異性屬性方面優化製造的零件。所有這些特點使得在幾乎所有方面都能優化列印的耐久性，給製造商提供了以下：

 

• 增加零件壽命的可能性：通過能夠確定和製造內部結構，以及更大的幾何自由度，3D金屬列印可以最小化產品使用過程中產生的負載，從而延長其使用壽命。

 

• 設計優化：由於使用了上述提到的材料變異性 - 這不僅可以影響零件的性質，還可以降低其生產成本。

 

• 工具能力的顯著提升：由於我們可以以不同的方式進行零件的構建製造，我們也可以改變生產所需的工具。使用3D列印，我們可以，例如：改變對模具製作的“思考”，使用金屬積層製造的模具可以製作內部冷卻通道，或者我們可以在項目變更的一部分中“修復”或重建它們。利用在原型設計部分描述的功能，即對現有部件添加元素的自由。

 

 

零廢棄物”方法：現代生產的新層面，節約的新層面

 

在創建現代生產系統時，最重要的重點通常是最大程度地降低成本。3D列印本身節省材料，是唯一一種可以從頭開始創建元件的方法論。可能的浪費主要是由於需要使用支物或後處理。這是金屬3D列印的下一個也是最後一個“最重要”的優勢。

 

無論是上面提到的整合應用還是列印的零件本身 - 如果它們需要後處理，在積層金屬領域的大部分地方幾乎沒有後處理。這是一種真正能替代減法加工的方式，可以通過不在元件內部填充的方式來完成這個製程，同時將外部處理限制到最小或沒有，因為列印的零件已經非常接近我們元件的淨尺寸。

 

像金屬列印這樣的技術是唯一符合“零廢料”理念的，而且它的實施不意味著生產的改變；我們只需要假設我們正在創造無限可能性 - 符合減少廢棄物和優化製程的精神。

 

還有一些金屬3D列印的重要特點沒有在這裡列出。它們通常反映了整個3D列印的世界。畢竟，3D金屬列印僅僅是日益擴大的工業活動領域的一部分。

 

上面列舉的優勢並未涵蓋所有相關內容 - 但它們是可能對工業生產現實產生最大影響的因素...並且是在非常短的時間內所產生的影響。