3D打印机与传统制造工艺的对比

来源:创想三维    关键词:3D打印机, 传统制造, 工艺,    发布时间:2019-08-19

设置字体:

3D打印最初是作为快速成型的一种方法而创建的,它也被称为增材制造,现在已经发展成为真正的制造过程。3D打印机使工程师和公司能够同时生产原型产品和最终用途产品,与传统的制造工艺相比,它具有显著的优势。这些优势包括实现大规模定制、增加设计自由度、允许减少装配,并且可以作为一个经济高效的小批量生产过程。


本篇文章将帮助您了解3D打印技术与其他制造方法之间的差异,以帮助您确定哪种工艺最适合您。


1.常见3D打印机类型


不同的3D打印工艺:选择性激光烧结(SLS)、粘合剂喷射、光固化成型(SLA)、聚喷射、熔敷建模/熔丝制造(FDM/FFF)等。


2.传统制造方法类型


传统制造工艺有四大类:注塑成型、数控加工、成型和连接。与3D打印类似,每个制造过程都有其优点和局限性。


3.选择正确的制造流程


为了帮助您选择最适合的制造过程,首先需要确定您的运用需求。在决定适当的流程时,您必须问自己几个重要的问题。


01数量:生产运行有多大?


传统的制造工艺,如成型和注射成型,更适合大规模制造,而3D打印适合更经济的小批量制造。下表比较了通过注射成型(快速零件)制造Go Pro手柄与选择性激光烧结(雕刻)相比的每单位估计成本。在这种情况下,对于前486个单元,3D打印仍然是一个经济有效的选项。


02交货期:你需要多久要到零件?


传统的制造技术要求模具的制造和工厂的快速发展。因此,手握第一个部件可能需要15-60天(有时甚至更长时间)。对于3D打印,零件可以按需打印和装运,而无需任何过渡或加工,因此交付周期最短为2或3天。在打印Go Pro手柄的情况下,QuickParts对25-1000台的任何数量报价15个工作日的交货期,而Sculpteo估计25台交货期为3天,1000台交货期为7天。


03产品形状复杂性


对于高度复杂的零件,需要定制完全组装的部件或零件,使用专业的3D打印机是最佳选择。事实上,这些产品的价格会非常高,有时使用传统的制造技术,如成型、机加工或成型,这些都是不可行的。


04材料选择


传统的制造选择,如注塑和成型,可以提供高材料选择。当涉及到3D打印时,材料选择要稀少得多。FDM仅限于可挤出热塑性塑料,SLS需要特定于机器的热塑性粉末,而SLA应用仅限于光固化酰化物和环氧树脂。


05技术考虑


随着3D打印技术的成熟,越来越多的具有不同特性的材料被引进。下表介绍了各种材料及其比较拉伸强度。右边的图例标识了哪些技术能够处理该材料。


如图所示,Ultem和Abs等热塑性塑料可以通过FDM/FFF打印以及注塑成型加工,证明了3D打印加工高强度工程塑料的能力。然而,SLA和Poly Jet需要光固化树脂,它们无法处理这些特定类型的材料。为了弥补这一不足,专业的3D打印机制造商已经开发出复制某些工程塑料(如数字ABS和Accura Peak)性能的材料,并引入具有弹性特性的材料(如Tango Plus和Formlab的柔性树脂。值得注意的是,由于这些树脂对光敏感,它们在高温下容易受到阳光的影响。


3D打印是一个附加层的过程,这意味着表面光洁度根据每个附加层的厚度进行约束。参考上述制造工艺参考图,各层厚度可在0。06mm至0。3mm之间,具体视工艺而定,使表面感觉粗糙或“有棱纹”,特别是在曲面上。与普通3D打印机相比,高质量3D打印机的打印层更薄,从而获得更好的表面光洁度。像注塑和塑料成型这样的过程更平滑,也可以产生所需的表面纹理。


06找到最适合你的制造工艺


对于小批量生产、高复杂度零件、完全组装的零件、需要定制的零件,或者您只需要快速完成零件的零件,使用专业的3D打印机是最佳选择。然而,如果材料性能和表面光洁度是至关重要的,你的复杂度低,制造量低,那么数控加工可能是一个更好的选择。对于相对简单的部件的大批量制造,可以选择注塑成型这样的工艺。